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以蜂窝煤炉为载体,探究生活中的热传递  

2013-05-25 06:47:39|  分类: 物理教学 |  标签: |举报 |字号 订阅

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以蜂窝煤炉为载体,探究生活中的热传递





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以蜂窝煤炉为载体,探究生活中的热传递



 

15955633029;1148631378; xzyggyj@163.com

以蜂窝煤炉为载体,探究生活中的热传递
湖北省宜昌市夷陵区实验初中 李祖友


  【设计理念】

 

  本节课以蜂窝煤炉为载体,以探究夹层物的特点为突破口。通过对夹层等物质的探究,培养学生的探究能力,尤其是猜想能力和实验设计能力。通过评估与思考,培养学生分析和解决实际问题的能力。通过对炉子的改进,培养学生的创新能力。

 

  通过课外练习和实验,使学生巩固课堂成果,同时也使学生分析和解决实际问题的能力得到升华。小结时介绍烧蜂窝煤的弊端,激发学生开发新能源的欲望,同时使学生增加用蜂窝煤的常识。

 

  【教学流程图】

 

  观察蜂窝煤炉烧水的实景,从效率的角度切入夹层物的作用→猜想夹层中的物质应具有什么特点→设计验证猜想的实验方案→交流方案,分组操作→评估与思考→练习

 

  【教学目标】

 

  1.能力目标:通过教学活动,提高学生的观察能力,提出问题的能力,猜想能力,探究能力,分析和解决实际问题的能力及创新能力。

 

  2.情感目标:通过对蜂窝煤炉的探究,培养学生理论联系实际的思维品质和关注身边事物的学习习惯.

 

  3.知识技能:复习与蜂窝煤炉有关的基础知识,如能量的转化与守恒,炉子的效率,燃料的燃烧条件及汽化、液化、热传递,密度等相关知识及探究的的基本技能。

 

  【器材准备】

 

  教师:废旧蜂窝煤炉一个,正在烧开水的蜂窝煤炉,水,夹层物,砂,燃烧匙,温度计,天平,玻棒,量杯(2个),大烧杯,2个小烧杯,2个酒精灯,2个铁架台,2个石棉网。

 

  A组:大烧杯,小烧杯,温度计,夹层物,酒精灯,开水,水。铁架台,石棉网。

 

  B组:夹层物质,水,砂,天平,量杯(2个)。

 

  C组:夹层物质,酒精灯,燃烧匙。

 

  D组:温度计,夹层物,砂,天平,玻棒,2个小烧杯,2个酒精灯,2个铁架台,

 

  2个石棉网。

 

  【教学重点】

 

  1.复习相关物理学知识。

 

  2.探究夹层中的物质具有什么特点。

 

  3.对蜂窝煤炉进行改进,提高炉子的效率。

 

  【教学难点】

 

  1.设计实验方案验证猜想。

 

  2.对蜂窝煤炉设计进行改进,提高炉子的效率

 

  【教学资源】

 

  1.义务教育课程标准。

 

  2.人教版初中物理教科书。

 

  【教学过程】

 

  一、创设情景,切入课题

 

  学生:观察蜂窝煤炉烧水。

 

  教师:蜂窝煤炉是我们家中常用的加热设备,它利用煤燃烧提供内能,但煤燃烧释放的内能并没有完全被利用,如煤未完全燃烧;烟气带走大量的热;炉子和水壶吸收的热;炉体向四周散热。为了提高蜂窝煤炉的效率,厂家采用了很多方法,如将煤放在炉膛内燃烧,炉子下方有通气门,且炉膛有竖直方向的槽,便于空气流通,使煤燃烧更完全。煤球中间打孔,,便于增大燃烧面积,使煤燃烧更完全。用导热性好、比热小的材料做水壶。在炉堂和炉子外壳中间填充隔热材料等,都可有效提高炉子的效率。.在炉膛和外壳间充夹层物质起什么作用?

 

  学生:减少热散失。

 

  教师:夹层物要起到隔热的作用,应该具有什么特点?

 

  学生:讨论—猜想

 

  二、交流猜想

 

  夹层中的物质应具有的特点。


猜想

理由

不善于传热(或导热性能差)

它的作用是阻止炉内的热向外散失

.比热小

在升温时吸热少,减小能量损失

燃点高

在高温下夹层里不能着火

熔点高

在高温下夹层的物质不能熔化

.不易升华

在高温下夹层的物质不能便成气体

.密度小

为了使煤炉更轻便

 

 


 

  三、设计实验方案

 

  交流实验方案

猜想

不善于传热(或导热性能差)

密度小

燃点高(或不可燃),熔点高,不易升华

.比热小 

 

 

  验

  证

  猜

  想

 

  实

  验

  方

 

方案1.将大烧杯内盛适量的开水,小烧杯内盛适量的夹层物质后浮于大烧杯中,用温度计测夹层物的温度,观察夹层物质温度升高的快慢。若夹层物质温度升高快,则猜想不成立。若夹层物质温度升高慢,则猜想成立。

 

方案2.将大烧杯内装适量的夹层物,小烧杯内盛适量的水后放在大烧杯中,用酒精灯给大烧杯加热,用温度计测量小烧杯中水的温度,若水温度升高快,则猜想不成立。若水温度升高慢,则猜想成立。

方案1.将夹层物质放于水中,若漂浮,或悬浮,则猜想成立。若下沉,则猜想不成立。

 

方案2.比较同体积的夹层物质和砂的轻重(或质量),若砂比夹层物重(或质量大),则猜想成立,否则不成立。

 

方案3.比较的同质量夹层物质和砂的体积,若砂比夹层物体积大,则猜想成立,否则不成立。

 

方案4.将砂和夹层物均匀混合后筛,若夹层物在上,则猜想成立,否则不成立。

将夹层物质放在燃烧匙内,加热。若燃烧,则猜想不成立,否则,则猜想成立。

 

若熔化,则猜想不成立,否则,猜想成立。

 

若升华,则猜想不成立,否则,猜想成立。

1.取同质量,同初温的砂和夹层物,盛入相同的烧杯中

 

2.用相同的酒精灯加热相同时间,并不断搅拌夹层物质。

 

3.用温度计测量水和夹层物的末温度t夹和t砂,若t夹>t砂,则猜想成立,若t夹小于等于t砂 ,则猜想不成立。

 

  四、选择操作

 

  五、交流探究结果

 

  六、评估与思考

 

  1.若小明同学在探究猜想“夹层物的比热小”时,测得t夹<t砂 ,与其他组的结果不同,导致这种结果的可能原因有哪些?

 

  (1)因夹层物导热性差,加热时没有不断搅拌,致使夹层物受热不均匀。

 

  (2)测温度时,温度计的玻泡没有与被测物质充分接触。

 

  (3)两个酒精灯的火力不一样。

 

  2.最早的蜂窝煤炉子效率很低,人们对蜂窝煤炉进行了不断改进,使现有蜂窝煤炉的效率得到了提高,你还有何方法对现有炉子进行改进,进一步提高炉子效率?

 

  1.交流改进方案:

 

  1.加烟囱,增大送风量,使煤燃烧更完全

 

  2. 用电风扇吹

 

  3煤球中间多钻空,增大燃烧面积,使燃烧更完全

 

  4.用导热性好,密度小,比热小的材料做水壶。

 

  5.炉堂和炉子外壳的夹层做成真空

 

  2.展示新型蜂窝煤炉。

 

  七、课堂小结

 

  附

 

燃烧“蜂窝煤”有什么危害?

 

  蜂窝煤完全燃烧会产生二氧化碳,加剧温室效应,不完全燃烧会产生一氧化碳,污染大气,使人中毒 ,而且燃烧蜂窝煤会有碳黑小颗粒在空气中悬浮,产生的二氧化硫可以造成酸雨.

 

  蜂窝煤掺土做成,能量转化率低,会大量消耗化石燃料,形成资源浪费,燃烧后的废渣难以降解

 

  蜂窝煤在室内燃烧,会使家里的金属器具生锈,白墙变黄,电器容易坏.所以家庭中的蜂窝煤炉正在被太阳能热水器和电热水器取代。

 

  八、课外练习

 

  下面是小明同学观察用蜂窝煤炉烧水时提出的问题,请认真分析后给出合理的解答

 

  1.一次用一个煤只能烧一壶开水和一壶热水,若连续使用两个煤可烧三壶开水和一壶热水,哪种效率高?是何原因?

 

  答:连续烧两个煤的效率高。因为只烧一个煤时,给炉子升温进入正常加热状态需要消耗大量的热,而接着使用第二个煤时不需要再给炉子升温,使得连续使用两个煤比只用一个煤时的效率升高。

 

  2.同时使用两个煤烧第四壶水时,温度升高到800C后再也不上升,但炉口仍有火苗,是何原因?

 

  答:这是因为水和水壶吸收的热与向空中释放的热相等,所以温度不再升高。

 

  3.当火正旺时,若烧开一壶水需要20分钟,猜想此时若烧开半壶水需要的时间是大于10分钟、等于10分钟或小于10分钟?说明猜想的依据。并实际烧水验证。

 

  猜想:(1)大于10分钟。因为烧一壶水和烧半壶水水壶吸热相等。

 

  (2)小于10分钟。因为烧半壶水用的时间短,水和水壶向空中释放的热量少。

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