Тема. Тепловий стан тіла. Температура. Вимірювання температури

Мета: - сформувати уявлення про тепловий стан тіла; ввести поняття               «температура», ознайомити з основними способами вимірювання     температури;

-         розвивати творчі здібності, уяву;

-         виховувати в учнів інтерес до вивчення фізики.

Тип уроку: засвоєння нових знань

Обладнання: 3 склянки з водою, термометри (електронний, ртутний), зображення шкали Цельсія, Кельвіна, Фаренгейта.

Хід уроку

І. Організаційний етап

Вітання вчителя з учнями.

ІІ. Постановка навчальної проблеми

- Розгадування кросворду.

- Озвучення теми і мети уроку.

Коментар учителя.

Вчені досить довго не могли визначитися, що ж розуміти під словом «температура» і що вона характеризує. Можливо, вона характеризує ступінь нагрітості тіла? Але із власного досвіду ми знаємо, що 0C у січні – це тепло, а така ж температура у травні – це холодно. У ванній кімнаті поверхня ванни здається нам холодною, а рушник – теплим, хоча температури цих тіл є однаковими.

ІІІ. Вивчення нового матеріалу

Розповідь учителя

1.     Поняття температури

Температура – це фізична величина, що характеризує ступінь нагрітості тіла. Коли людина користується своїми відчуттями (на дотик або на око), то така оцінка температури є відносною і не завжди однозначною. Наприклад, в холодну кімнату ввійшла людина з двору, де лютує вітер і мороз. Вона скаже: «О, як тепло!» Інша людина, вийшовши з теплого приміщення, скаже: «О, як холодно».

Доведемо на досліді.

Візьмемо три посудини з холодною, теплою і гарячею водою. Коли одну руку занурити у холодну воду, іншу – у гарячу, а потім обидві руки – в теплу воду, то одній руці буде тепло, а іншій – холодно.

Отже, за власними відчуттями людина не завжди може однозначно

визначити тепловий стан тіла.

2.     Поняття теплової рівноваги

Давайте разом сформулюємо певні закони, за якими відбуваються теплові процеси:

а). більш нагріте тіло завжди віддає тепло менш нагрітому;

б). температури тіл, які контактують, з часом вирівнюються і стають однаковими.

У тіл з однаковою температурою теплообмін не відбувається – вони перебувають у стані теплової рівноваги.

3. Термометр

Для вимірювання температури використовують спеціально призначені для цього прилади, які називають термометрами.

У побуті часто використовують рідинні термометри зі ртуттю або підфарбованим спиртом. Щоб зміна рівня рідини була помітнішою, рідина підіймається всередині дуже тонкої трубки.

При низьких температурах зручніше користуватися спиртовим термометром, оскільки спирт замерзає при – 11C ,а ртуть при - 39C. А при високих зручніше користуватися ртутним термометром, оскільки температура кипіння спирту при нормальному досягає 78C, а ртуті 360C.

Принцип дії рідинного термометра ґрунтується на залежності об’єму рідини від температури:

а). будова термометра (резервуар з рідиною, довга трубка, шкала);

б). визначення температури термометром (чим вища температура тіла, тим вищим є стовпчик рідини в термометрі).

Для вимірювання температури також широко використовують біметалеві термометри.

Демонстрація різних видів термометрів.

4. Температурні шкали

У різних країнах використовують різні температурні шкали. У країнах Європи використовують шкалу Цельсія, а в Америці – шкалу Фаренгейта, у Франції користувалися своєю температурною шкалою – шкалою Реомюра. У Великобританії та Ірландії використовували шкалу Кельвіна. Ці шкали відрізняються вибором опорних, реперних, точок.

- Шкала Кельвіна (символ К-кельвін).

0 градусів відповідають абсолютному нулю, тобто повній відсутності руху молекул. Інша реперна точка - потрійна точка води. Її температура 273,16К вибрана так, щоб один кельвін відповідав одному градусу за шкалою Цельсія. Температура за шкалою Кельвіна називається абсолютною температурою. Вона позначається великою латинською літерою К. Шкала Кельвіна використовується у фізиці. Її називають термодинамічною шкалою, оскільки вона найкраще визначена. Наприклад, потрійна точка води на відміну від температури замерзання, не залежить від тиску.

- Шкала Цельсія ( градус Цельсія - C).

0 °C відповідає температура замерзання води, 100 °C — температура кипіння води (при тиску в 1 атмосферу). Здебільшого температура за шкалою Цельсія позначається маленькою латинською літерою t.

°C = K − 273,15

- Шкала Фаренгейта.

Точки замерзання і кипіння води розділяють 180 °F. Один градус за Фаренгейтом дорівнює 5/9 кельвіна або градуса Цельсія. Вода замерзає при 32 °F, а кипить при 212 °F.

5.     Скарбничка цікавих фактів (готують учні самостійно).

- Земля під містом прогрівається на глибину до 130 км.

- Найменший термометр сконструйований для вимірювання температури

окремих живих клітин. Діаметр наконечника такого термометра – 1 мікрон, тобто  1/50 діаметра людської волосини.

- Людське тіло і температура.

Різні частини людського тіла мають різну температуру! Температура тіла 43C є смертельною для людини. А як же людина витримує температуру, що набагато перевищує це значення, наприклад у сауні? Спрацьовує механізм захисту: відкриваються пори потових залоз, які починають активно виробляти піт; випаровуючись, піт охолоджує тіло.

-         23 лютого 1994 у 2-річної канадської дівчинки, яка провела 6 годин на

морозі, зафіксована найнижча в світі температура тіла 14,2 C.

-         Найвища температура тіла була зареєстрована 10 липня 1980 року в

лікарні в місті Атланті, США у 52-річного Віллі Джонса, який отримав тепловий удар. Температура його виявилася дорівнює 46,5 C. З лікарні пацієнт був виписаний через 24 дні.

IV. Закріплення нового матеріалу

Розв’язування вправ.

1.     Що показує термометр – температуру тіла чи температуру самого термометра?

2.     Чому під час вимірювання температури контакт тіла з термометром має тривати кілька хвилин?

3.     Перевести 283,15 К в Цельсій (C).

t_c= К – 273,15.

t_c= 283,15  – 273,15 = 10 C

4.     Перевести 100 C в Кельвіни (К).

t_k= С + 273,15

t_k = 100 + 273,15 = 373,15 К

V. Підсумок уроку

Вправа «Продовж речення»

Температура – це …

Теплова рівновага – це …

Термометр - …

Щоб правильно виміряти температуру тіла потрібно…

VI. Домашнє завдання

1. Вивчити параграф 23.

2. Розв’язати вправи.

а). Перевести 75 C у Фаренгейти (F).

б). Перевести 440,33 F у Кельвіни (К).