III ETAP EDUKACYJNY

III ETAP EDUKACYJNY

Temat: Wyznaczanie ciepła właściwego wody.

TREŚCI KSZTAŁCENIA:

Fizyka, III etap edukacyjny, 9.5: uczeń wyznacza ciepło właściwe wody za pomocą czujnika elektrycznego lub grzałki o znanej mocy (przy założeniu braku strat).

CELE ZOPERACJONALIZOWANE:

Uczeń:

 definiuje ciepło właściwe.

 podaje, o czym informuje wartość ciepła właściwego danej substancji.

 podaje wzór ciepła właściwego.

NABYWANE UMIEJĘTNOŚCI Uczeń:

 umie wyznaczyć ciepło właściwe wody.

 potrafi obliczać ciepło właściwe wody.

 potrafi rozwiązywać zadania i problemy dotyczące wyznaczania ciepła właściwego wody.

Etapy lekcji Obszar edukacyjny

Kompetencje kluczowe

Sposób realizacji Środki dydaktyczne Metody nauczania

Formy pracy Etap wstępny Fizyka Porozumiewanie się

w języku ojczystym;

myślenie matematyczne i podstawowe kompetencje naukowo- techniczne;

umiejętność uczenia się; świadomość i ekspresja kulturalna

Zapoznanie uczniów z tematem oraz celem lekcji.

Wprowadzenie podstawowych wiadomości dotyczących energii cieplnej, ciepła właściwego wody.

Podające:

pogadanka

Zbiorowa, jednolita

Etap realizacji Fizyka Myślenie matematyczne i podstawowe kompetencje naukowo – techniczne;

umiejętność uczenia się

Nauczyciel odtwarza prezentację multimedialną.

Uczniowie zapoznają się z prawidłowościami dotyczącymi wyznaczania ciepła właściwego wody.

Prezentacja multimedialna ,,Ciepło właściwe wody”

Eksponujące:

Prezentacja multimedialna

Zbiorowa (grupowa) jednolita

Fizyka Myślenie matematyczne i podstawowe kompetencje naukowo – techniczne;

Rozwiązywanie zadań. Arkusz kalkulacyjny ,,Obliczanie ciepła właściwego wody”

Metody praktyczne:

ćwiczenia przedmiotowe

Zbiorowa (grupowa) jednolita

Fizyka Myślenie matematyczne i podstawowe kompetencje naukowo – techniczne;

umiejętność uczenia się.

Wykonanie doświadczenia.

Nauczyciel pomaga uczniom w przeprowadzeniu doświadczenia.

Załącznik nr 1 do scenariusza

Praktyczne:

Ćwiczenia laboratoryjne

Zbiorowa (grupowa) jednolita

Fizyka Porozumiewanie się w języku ojczystym;

myślenie matematyczne i podstawowe kompetencje naukowo – techniczne;

umiejętność uczenia się; świadomość i ekspresja kulturalna

Dyskusja na temat wykorzystania w przyrodzie dużej wartości ciepła właściwego wody (związek z klimatem).

Uczniowie wyszukują informacje na powyższy temat w różnych źródłach

Problemowa:

aktywizująca:

panelowa

Zbiorowa, jednolita

Etap końcowy Fizyka Podsumowanie lekcji. Podająca:

pogadanka

*propozycja dla uczniów szczególnie uzdolnionych

Fizyka Myślenie matematyczne i podstawowe kompetencje naukowo - techniczne

Chętni uczniowie mogą przygotować prezentację multimedialną

przedstawiającą właściwości wody oraz porównanie ciepła właściwego wody do ciepła właściwego innych substancji.

Praktyczna:

ćwiczenia przedmiotowe

Indywidualna, zróżnicowana

ZAŁĄCZNIK NR 1 – INSTRUKCJA PRZEPROWADZENIA DOŚWIADCZENIA

WYZNACZANIE CIEPŁA WŁAŚCIWEGO WODY ZA POMOCĄ URZĄDZENIA ELEKTRYCZNEGO O ZNANEJ MOCY.

1. Opis teoretyczny badanego zjawiska

Ciepło właściwe jest współczynnikiem określającym skłonność ciała do łatwiejszej lub trudniejszej zmiany temperatury pod wpływem dostarczonej energii cieplnej. Jest ono ściśle związane ze wzorem na ilość energii cieplnej potrzebnej do ogrzania / ochłodzenia ciała.

Wzór na ciepło właściwe jest prostym przekształceniem wzoru na tę energię:

Oczywiście jednostkę ciepła właściwego możemy znaleźć dzieląc jednostkę ciepła (dżul) przez jednostkę masy (kg) i temperatury (K). Czyli

Lub można użyć postaci przekształconej do jednostek podstawowych:

Ciepło właściwe jest zależne od substancji i od jej stanu skupienia.

Jak widać z tabelki woda w różnych stanach skupienia ma różną wartość ciepła właściwego. Wartość tego ciepła dla wody w stanie ciekłym (ok. 4200 J/kg K) warto zapamiętać, gdyż jest to użyteczna stała materiałowa. Ciepło właściwe lodu, co ciekawe, jest mniej więcej połową ciepła właściwego wody ciekłej. Z kolei ciepło właściwe pary wodnej jest nieznacznie mniejsze od ciepła właściwego lodu.

2. Sformułowanie problemu badawczego oraz hipotezy Jak wyznaczyć ciepło właściwe wody?

Hipoteza: Ciepło właściwe wody można wyznaczyć za pomocą wagi, termometru i czajnika.

3. Zestaw potrzebnych do doświadczenia narzędzi i materiałów.

Należy przygotować: zlewki, woda o znanej masie (wyznaczenie masy na wadze), termometr laboratoryjny, stoper, czajnik elektryczny lub grzałka elektryczna o znanej mocy, cylinder miarowy.

4. Spis czynności, które należy wykonać kolejno:

Przygotuj wodę o znanej masie, czajnik lub grzałkę, cylinder miarowy, termometr i stoper. Zmierz temperaturę początkową wody. Podgrzewaj wodę w czajniku lub grzałką do temperatury około 60 stopni C. Zmierz czas pracy urządzenia. Po wyłączeniu urządzenia temperatura wody może jeszcze przez chwilę wzrastać. Odczytaj najwyższą wartość temperatury, będzie to temperatura końcowa. Zanotuj swoje wyniki doświadczenia, ponieważ będą potrzebne do wyliczenia wartości ciepła właściwego wody.

5. Inne informacje, np. sposób wyciągania wniosków, karta pracy, drzewka decyzyjne, formularze itd.

KARTA PRACY

Wyznaczanie ciepła właściwego wody za pomocą czajnika elektrycznego lub grzałki o znanej mocy (przy założeniu braku i strat).

Doświadczenie 1.

1) Wyznaczanie masy wody

Kolejny pomiar Masa pustej szklanki

m

m

m = m

– m

I

II III

Wartość średnia

Dokładność pomiaru: ...

2) Pomiar temperatury wody.

Kolejny pomiar Temperatura początkowa wody

T

Temperatura końcowa wody

T

ΔT = T

– T

I II III

Wartość średnia

2) Moc grzałki

P = ... W. (P = UI, P = ………) 3) Czas grzania wody

t = ... s.

4) Obliczanie ciepła (przyjmujemy, że cała energia dostarczona zamieniła się na ciepło).

Q = W = P·t

Q = ………..

5) Ciepło właściwe wody.

Wzór na obliczenie ciepła właściwego: ………..

c

=

6) Sprawdzenie w tablicach fizycznych ciepła właściwego wody i porównanie z otrzymanym wynikiem. Dlaczego wynik różni się od danych z tablic fizycznych?

………

………

………

………