1 808 перегляд(ів)

Лабораторна робота № 13. «Визначення питомої теплоємності речовини»

Мета: навчитися визначати питому теплоєм­ність речовини; розвивати уяву та пам’ять учнів, інтерес до фізики й експериментування, дослід­ницькі навики; виховувати самостійність, уміння працювати в групі, бережливість.

Основні поняття: питома теплоємність, кіль­кість теплоти.

Обладнання: склянка з водою, калориметр, термометр, терези з важками, досліджуване тіло, посудина з гарячою водою, нитка.

Тип уроку: удосконалення знань та формування практичних умінь.

Головне, що визначає перемоги в житті:

з інтересом здобувати всю широту знань;

учитись наполегливо, учитись завжди…

М. Зелінський

Хід уроку

І. Розминка

Вправа «Тренуємо пам’ять»

На залізній дошці за допомогою магнітів при­кріплено малюнки 10 предметів (предмети повинні бути різними, не пов’язаними між собою). Можна використати мультимедійну дошку. Ви дивитеся на них 5 с, а тоді записуєте предмети, які бачили, в зошит. Чим більше запишете, тим краще. Після того, як учні спробували відтворити предмети, можна продемонструвати спосіб з ейдетики, за до­помогою якого можна було б запам’ятати предмети. Для цього треба швидко придумати фантастичну добру історію, в яких би ці предмети ожили.

II. Актуалізація опорних знань

1. Перевірка домашнього завдання

2. Інтерактивна вправа «Сніжна грудка»

Алгоритм прийому: слово (словосполучення)– речення – запитання – відповідь.

Учитель показує на учня і говорить: «Слово!» Той промовляє слово, яке стосується теми уроку, і говорить: «Речення». Другий учень складає речен­ня з цим словом. Третій учень придумує запитання до цього речення, четвертий відповідає на нього. Наприклад:

Словосполучення: кількість теплоти.

Речення: фізична величина, значення якої до­рівнює енергії, яку тіло одержує або віддає в про­цесі теплопередачі.

Питання: від чого залежить значення кількості теплоти, що необхідна для нагрівання речовини?

Відповідь: від роду речовини, маси та зміни температури.

Словосполучення, що пропонуються для впра­ви: кількість теплоти, питома теплоємність, тепло­ва рівновага.

III. Мотивація навчальної діяльності

Якщо ненароком доторкнутися до металу та дерева у 30-градусний мороз, то метал на дотик буде значно холоднішим, ніж дерево. А що можна відчути, якщо доторкнутися до металу та дерева у 50-градусну спеку?

Як це можна пояснити? Отож, ми сьогодні з вами будемо вчитися визначати експерименталь­ним шляхом питому теплоємність речовини.

IV. Рефлексія

Провести інструктаж: з безпеки життєді­яльності дітей.

 

Лабораторна робота № 13

Тема. Порівняння кількості теплоти при змішуванні води різної температури.

Мета: визначити кількість теплоти, віддану гарячою водою і  отриману холодною водою під час теплообміну та пояснити одержані результати.

Обладнання: калориметр, мензурка з холодною водою, термометр, склянка з гарячою водою (150 г).

(див. лабораторні роботи з фізики 8 кл)

 

V. Корекція знань учнів

Гра «Фізичний крос»

Учитель зачитує незавершені вислови та пропо­нує учням доповнити їх.

1. Питома теплоємність — це…

2. Калориметр — це…

3. Щоб визначити питому теплоємність, можна…

VI. Домашнє завдання

1.  Виконати експериментальне завдання: об­мотайте голівку сірника двічі тоненькою мідною дротинкою. Візьміть дротинку за вільний кінець і внесіть її в полум’я свічки на відстані 5 см від сірника. Через декілька секунд сірник загориться. Чому?

2. Підготувати повідомлення за темами: «Торф», «Природний газ», «Кам’яне вугілля» (матеріали наведено в додатку).


Додаток

Торф

Торф (нім. torf) – порода, утворена протягом тисяч років із недорозкладених рослинних залиш­ків (трав, мохів та деревини), які внаслідок високої вологості та поганого доступу повітря мінералізу­валися лише частково.

Давня назва торфу – горюча земля. Термін зустрічається в «Натуральній історії» Плінія Старшого (46 р. н. е.).

Торф містить 50-60 % вуглецю. Його най­більша теплота згоряння 24 МДж/кг. Вік сучасних торфовищ вимірюється 5-10 тисячами років. Усі торф’яники зазвичай дуже заводнені й заболочені. Торф іноді вкритий невеликим шаром ґрунту.

Більшість торф’яних покладів (близько 80 %) розташована в верхніх широтах; близько 60 % усіх заболочених територій у світі мають запаси торфу. Найбільші торф’яні поклади зосереджені в пони­женнях рельєфу.

За деякими оцінками, світові запаси торфу складають близько 267 млрд т.

Торф із давніх часів привертав увагу людини. Згадки про торф як «займисту землю», що нею жи­телі Західної Європи користувалися для нагрівання їжі, трапляються ще в працях римського історика Плінія Старшого. У країнах Західної Європи видо­буток і використання торфу широко розвивалися в XII-XVIII ст. У Росії на торф’яне паливо вперше неабияк зважив Петро І, який 1696 р. видав наказ видобувати торф у Воронежі та шукати його в око­лицях Азова, «як у місцях бездровних».

Поступово торф стали використовувати як торф’яний кокс у гумарстві, на видобування освіт­лювального газу. Початок промислового виробни­цтва торф’яного напівкоксу та смоли прийшовся на кінець XIX – початок XX ст.

На сьогодні торф використовують у сільському господарстві та тваринництві, медицині, біохімії та енергетиці. Розвиток сучасних виробничих тех­нологій дозволяє отримати дуже родючі ґрунти, де вирощують харчові рослини, добрива, стимулято­ри росту рослин, ізоляційні та пакувальні матеріа­ли, вуглецевий відновник металу, графіт тощо.

Торф – займиста корисна копалина, тобто не­погане паливо.

Перші електростанції, побудовані в Радянсько­му Союзі на початку 1920-х pp. навколо Москви, працювали саме на місцевому торфі. Останніми роками у Фінляндії, наприклад, приблизно 5-7 % всієї енергії, яка споживається в країні, одержуєть­ся з торфу.

На виробництво енергії придатний тільки торф середнього й високого ступенів розкладання, який видобувають із серединних та донних частин боліт. Важливою перевагою торфу є його своєрідне горіння. Адже торфові волокна містять кисень, тому торф здатен горіти без додаткової подачі кисню.

Торф є цінною хімічною сировиною. На сьогод­ні з торфу отримують понад сто основних хімічних виробів: метиловий і етиловий спирт, фенол, віск, парафін, молочну, оцетну та щавельну кислоти, аміак, стимулятори росту рослин, гербіциди та ін.

Волокна пушиці, які входять до складу торфу, можна використовувати при виготовленні тканин. Вже розроблено технологію їх промислового ви­робництва.

Протизаразні властивості торфу відомі з дав­ніх часів. На сьогодні на оздоровницях Західної Європи широко поширені торф’яні купелі, в яких використовують бактерицидні та лікувальні влас­тивості торфу.

Виявляється, що існує середовище, яке перешко­джає розкладанню трупів. Це торф. Підтвердження тому – численні знахідки «болотяних людей» (bog people). їх періодично викопують із торф’яників Північної Європи. В Росії на торф’яних болотах знаходять тіла солдатів Великої Вітчизняної війни, які добре збереглися.

Найвідоміші мумії – з Данії, Ірландії та Великобританії. Деяким більше 10 тис. років! Не можна сказати, що вони мають вигляд зовсім як живі, але збереглися дуже добре, включаючи і внутрішні органи. Вченим удалося дослідити на­віть вміст їх шлунків. Ось тільки шкіра болотних людей, хоч і гладенька та пружна, але набула сірого відтінку. І зовсім зникли скелети, немовби розчинилися. Загадка. Як і сам процес природного бальзамування в торфі.

У Норвегії було проведено експеримент зі збе­рігання в торфі риби – без холодильника, просто в ящику. І через рік риба залишилася їстівною. А деякі рибини лежать уже 8 років і, здається, не псуються.

Родовища торфу в Україні:

Львівська область, Городицький район, смт Великий Любінь; Рівненська область, Дубровицький район.

Природний газ

Природний газ  – суміш газів, що утворилася в надрах землі при анаеробному розкладанні органічних речовин.

Природний газ є корисною копалиною. Часто є побічним газом при видобутку нафти. Природний газ у пластових умовах (умовах залягання в зем­них надрах) знаходиться в газоподібному стані у вигляді окремих скупчень (газові поклади) або у вигляді газової шапки нафтогазових родовищ – це вільний газ, або в розчиненому стані в нафті або воді (у пластових умовах), а в стандартних умовах (0,101325 МПа і 20 °С) – тільки в газоподібному стані. Також природний газ може знаходитися у вигляді газогідратів.

Фізичні властивості

Густина: ρ = 0,7 г/м3 – сухий газоподібний або 400 кг/м3 – рідкий.

Температура займання: t = 650 °С.

Теплота згоряння: 16-34 МДж/м3 (для газо­подібного).

Октанове число при використанні на двигунах згоряння: 120-130.

Отруйні властивості природного газу

Природний газ чинить отруйну дію на орга­нізм людини. В атмосферному повітрі населених пунктів, у повітрі робочої зони й у воді водоймищ санітарно-побутового водокористування встанов­люються гранично допустимі концентрації шкід­ливих речовин, які затверджуються Міністерством охорони здоров’я України.

Із газових компонентів природних і нафтових газів особливо токсичним є сірководень, його запах відчувається при вмісті в повітрі 0,0014- 0,0023 мг/л. Сірководень – отрута, що викликає параліч органів дихання й серця. Концентрація сірководню 0,06 мг/л викликає головний біль. При концентраціях

1 мг/л і вище настають гостре отру­єння і смерть.

Природний газ знаходиться в землі на глибині від 1000 м до декількох кілометрів. Надглибокою шпарою недалеко від міста Новий Уренгой отрима­ний приплив газу з глибини понад 6000 м. У надрах газ знаходиться в мікроскопічних порожнечах, на­званих порами. Пори з’єднані між собою мікроско­пічними каналами — тріщинами, цими каналами газ надходить із пор з високим тиском у пори з більш низьким тиском доти, поки не виявиться в шпарі. Газ добувають із надр землі за допомогою свердловин. Шпари намагаються розмістити рівномірно по всій території родовища. Це робиться для рівномірного падіння пластового тиску в покладі. Інакше можли­ві переструми газу між областями родовища, а так само передчасне обводнювання покладу.

Газ виходить із надр унаслідок того, що в шарі знаходиться під тиском, що значно перевищує атмосферний. Таким чином, рушійною силою є різниця тисків у шарі і системі збору.

Природний газ широко використовується в хі­мічній промисловості як вихідна сировина. Також використовується як пальне для опалення житло­вих будинків, паливо для машин, електростан­цій і ін.

30-32 % світових запасів природного газу на­лежать Росії. На другому місці – Іран (15 % світо­вих запасів).

Також великі запаси газу мають Норвегія, США, Канада.

Україна видобуває за рік понад 19 млрд м3 газу (2006).

Станом на листопад 2004 р. Україна мала 561 млрд м3 розвіданих запасів природного газу (33-є місце в світі).

Нерозвідані запаси газу в Україні 2006 р. оці­нювали в 4,5 трильйони м3.

Перспективними родовищами природного газу можуть стати шельфи Чорного й Азовського мо­рів.

Кам’яне вугілля

Кам’яне вугілля  – тверда горюча корисна копалина, один із видів ву­гілля викопно­го, проміжний між бурим вугіллям і ан­трацитом.

Щільна порода чор­ного, іноді сіро-чорного кольору. Блиск смоляний або металічний. В органічній речовині кам’яного ву­гілля містить­ся 75-92 % вуглецю, 2,5-5,7 % водню, 1,5 -15 % кисню.

Містить 2-48% летких речовин. Вологість 1-12%. Вища теплота згоряння в перерахунку на сухий беззольний стан 30,5-36,8 МДж/кг. Кам’яне ву­гілля належить до гумолітів; сапропеліти і гумітосапропеліти присутні у вигляді лінз та невеликих прошарків.

Утворення кам’яного вугілля характерне майже для всіх геологічних систем – від девону до нео­гену (включно); воно активно утворювалося в карбоні, пермі, юрі. Залягає кам’яне вугілля у формі пластів і лінзоподібних покладів різної потужності (від десятків см до декількох десятків і сотень м) на різних глибинах (від виходів на поверхню до 2500 м і глибше).

Кам’яне вугілля характеризується нейтральним складом органічної маси. Воно не реагує зі слаб­кими лугами ні за звичайних умов, ні під тиском. Бітуми кам’яного вугілля, на відміну від вугілля бурого, представлені переважно сполуками арома­тичної структури. У кам’яному вугіллі не виявлені жирні кислоти і естери, мало сполук зі структурою парафінів.

Вугільна речовина є неферомагнітною (діамагнітною), мінеральні домішки характеризуються парамагнітними властивостями. Магнітна сприй­нятливість вугілля зростає зі збільшенням їх стадії метаморфізму. За своїми тепловими властивостями кам’яне вугілля наближається до теплоізоляторів.

Головні технологічні властивості кам’яного ву­гілля, що визначають його цінність: спікливість і коксівна здатність. Стандартний показник спікли­вості — індекс Рога (RI) і товщина пластичного шару в апараті Л. М. Сапожникова.

Найбільші запаси кам’яного вугілля в Україні зосереджені в Донецькому кам’яновугільному басейні та у Львівсько-Волинському вугільному басейні. За кордоном – в Карагандинському, Південно-Якутському, Мінусинському, Буреїн-ському, Тунгуському, Ленському, Таймирському, Аппалачському, Пенсильванському, Нижньорейнсько-Вестфальському (Рурському), Верхньо-сілезькому, Остравсько-Карвінському, Шаньсі, Південно-Уельському басейнах.

Кам’яне вугілля використовується як техноло­гічна, енерготехнологічна і енергетична сировина при виробництві коксу і напівкоксу з отриманням великої кількості хімічних продуктів (нафталін, феноли, пек тощо), на основі яких одержують добрива, пластмаси, синтетичні волокна, лаки, фарби і т.і.

Один із найбільш перспективних напрямів ви­користання кам’яного вугілля – скраплення (зрі­дження) – гідрогенізація вугілля з отриманням рідкого палива.

Під час переробки кам’яного вугілля отриму­ють також:

•    активоване вугілля, штучний графіт і т. д.;

•    у промислових масштабах вилучається ва­надій, германій і сірка;

•    розроблені методи отримання ґалію, моліб­дену, цинку, свинцю.

Існують різні схеми неенергетичного викорис­тання кам’яного вугілля на основі термохімічної, хімічної та іншої переробки з метою їх повного комплексного використання і забезпечення охо­рони довкілля. Для задоволення потреб економіки Україна щорічно використовує близько 100 млн т вугілля, з яких майже 80 млн т видобувається ві­тчизняними підприємствами.

Icon of Uroku 8 (51) Uroku 8 (51) (31.2 KiB)
Скачав конспект! Скачай презентацію-->
загрузка...

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *