Теплова дія струму. Закон Джоуля – Ленца

 

11 квітня

Класна робота

Теплова дія струму. Закон Джоуля – Ленца

АКТУАЛІЗАЦІЯ ОПОРНИХ ЗНАНЬ ТА ВМІНЬ

    Ми вже знаємо,що проходження струму завжди супроводжується виділенням теплоти.

Розглянемо дане явище більш детальніше.

ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

1. Закон Джоуля – Ленца

     Коли в провіднику йде струм, то вільні заряджені частинки, рухаючись під дією електричного поля, зіштовхуються з іншими частинками і передають їм частину своєї енергії. У результаті середня швидкість хаотичного (теплового) руху частинок речовини збільшується – провідник нагрівається.

    Теплову дію струму вивчали англійський фізик Джеймс Джоуль і російський фізик Емілій Ленц. Незалежно один від одного вони дійшли однакового висновку.

Зі збільшенням у провіднику сили струму, кількість теплоти також збільшується

Закон Джоуля – Ленца

Кількість теплоти, яка виділяється в провіднику внаслідок проходження струму, прямо пропорційна квадрату сили струму, опору провідника й часу проходження струму:

Q=I^2 Rt

Q –кількість теплоти, яка виділяється провідником зі струмом;

І– сила струму у провіднику; 

R – опір провідника; 

t – час проходження струму.

     Інші формули випливають із Закон Джоуля – Ленца:

Q=UIt;           Q=U^2/R t

    Можна користуватися тільки в тому випадку, коли вся електрична енергія витрачається на нагрівання.

    Якщо ж на ділянці кола є споживачі енергії, в яких виконується механічна робота або відбуваються хімічні реакції, даними формулами користуватися не можна.

Електронагрівальні пристрої

Теплова дія струму використовується в різних електронагрівальних пристроях (праски, плити, чайники, електричні каміни, рефлектори, лампи накалювання).

Основною частиною будь-якого електронагрівника є нагрівальний елемент.

Коротке замикання та запобіжники

Якщо увімкнути відразу кілька потужних споживачів, загальний опір кола суттєво зменшиться, відповідно сила струму в колі значно збільшиться.
Коротке замикання – різке збільшення сили струму в колі.
  Коротке замикання може виникнути у випадку порушення ізоляції проводів або під час ремонту елементів електричного кола, які перебувають під напругою.
 
     Щоб уникнути пожежі у випадку короткого замикання або перевантаження електричного кола, а також не допустити псування споживачів електричної енергії під час небезпечного збільшення сили струму, використовують запобіжники.
     Запобіжники – пристрої, які розмикають коло, якщо сила струму в ньому збільшиться понад норму.

РОЗВ'ЯЗУВАННЯ ЗАДАЧ (записуємо задачі у зошит)

===========================================================

Домашнє завдання

Письмово дати відповідь на питання

1. Чому нагріваються провідники, в яких тече електричний струм?

2.Сформулюйте закон Джоуля – Ленца. Чому він має таку назву?

3. Як математично записують закон Джоуля – Ленца?

4. Які перетворення енергії відбуваються всередині електронагрівника в разі його ввімкнення в електричне коло?

5. Що таке коротке замикання?

6. З якою метою застосовують запобіжники? 

Вивчити § 34 – 35, Вправа № 34 (1, 4)

Лабораторна робота "Вивчення закону збереження механічної енергії"

 

14 квітня

Лабораторна робота №7

Вивчення закону збереження механічної енергії

Мета: переконатися на досліді, що повна механічна енергія замкненої системи тіл залишається незмінною, якщо в системі діють тільки сили тяжіння та сили пружності

Обладанання: штатив із муфтою та лапкою, динамометр, набір тягарців, лінійка завдовжки 40-50 см, гумовий шнур завдовжки 15 см із показчиком і петельками на кінцях, олівець, міцна нитка.

ХІД РОБОТИ

Інструкція лабораторної роботи та її хід виконання ви зможете побачити у наступному відео

Не забудьте зробити табличку, яка пропонується у лабораторній роботі!

А також у висновках вам необхідно дати відповідь на питання:

1. Сформулюйте закон збереження механічної енергії

2. Чим пояснюється деяка розбіжність результатів експерименту і теорії?

Механічна енергія та її види

 16 травня
Класна робота

Механічна енергія та її види

    Актуалізація опорних знань

     1. Яку роботу називають механічною? Назвіть одиницю роботи в СІ.

2. Які умови необхідні для виконання механічної роботи?

3. Дайте означення потужності. Одиниці вимірювання потужності. Які формули використовують для обрахунку роботи та потужності?

Мотивація навчальної діяльності

Слово «енергія» ми чуємо в телевізійних репортажах, бачимо на шпальтах газет тощо. Ним можна скористатися для характеристики людей (енергійна людина), природних явищ (енергія землетрусу чи урагану), машин, механізмів (електроенергія, яку вони споживають). Сьогодні на уроці ми з вами дізнаємось, що таке енергія з точки зору фізики.

  Вивчення нового матеріалу

Для початку розглянемо приклади:

1)      Коли ви на уроці фізкультури граєте м’ячем у футбол, то, з точки зору науки, ви виконуєте певну роботу, бо змушуєте м’яч рухатись.

2)      Щоб забити цвях, ми піднімаємо молоток, виконуючи при цьому певну роботу. Молоток запасає механічну енергію наших м’язів, яку витрачає, падаючи на цвях, щоб забити його і виконати роботу. Чим більшу механічну енергію має тіло, тим більшу роботу воно може виконати.

Механічна робота є мірою зміни енергії тіла.

Якщо тіло або кілька тіл, які взаємодіють між собою (система тіл), можуть виконувати механічну роботу, то кажуть, що вони мають енергію.

В перекладі з грецької, енергія означає «діяльність».

У механіці ми будемо користуватися таким означенням:

Енергія – це фізична величина, яка характеризує здатність тіла (системи тіл) виконувати роботу.

Енергію позначають символом Е. Одиниця в СІ, як і роботи – джоуль:

[Е]=1Дж

У фізиці розрізняють два види механічної енергії: потенціальну і кінетичну.

 Якщо тіло нерухоме, але на нього діє певна сила, то кажуть, що воно має потенціальну енергію.

Потенціальну енергію має тіло, підняте над поверхнею Землі, стиснута пружина, стиснутий газ, річкова вода у водоймищі тощо.

Потенціальна енергія – це енергія, зумовлена взаємодією тіл або частин тіла.

Еp=mgh

Потенціальна енергія тіла залежить від висоти, на якій перебуває це тіло, — отже, вибір нульового рівня (рівня, від якого буде вимірюватися висота) суттєво впливає на значення потенціальної енергії.

Пружно деформовані тіла мають потенціальну енергію.

Спостереження за явищами природи показують, що робота може виконуватися при русі тіл. Так, тепловоз, рухаючись колією, стикається з вагоном і зміщує його на деяку відстань. Виконується робота і в тому випадку, коли кинутий камінь пробиває кригу. Вистрілена з рушниці куля пробиває дошку тощо. Якщо потенціальну енергію мають тіла, на які діє сила, то в перелічених вище прикладах робота виконується тому, що вони здійснювали переміщення, рухалися.

 Енергію рухомого тіла називають кінетичною енергією.

Для кращого засвоєння матеріалу пропоную подивитися наступне відео та записати задачі, які будуть розглянуті наприкінці!

 Запитання на закріплення вивченого.

1.  Що таке енергія?

2.  Що таке потенціальна енергія? Як розраховується потенціальна енергія піднятого тіла? Як розраховується потенціальна енергія пружно-деформованого тіла?

3.  Що таке кінетична енергія? Як розраховується кінетична енергіятіла?

4.  Що таке повна механічна енергія?

5.  Супутник летить по коловій орбіті зі сталою швидкістю. Чи виконує роботу сила тяжіння Землі?

 Домашнє завдання.

1)    Підручник:параграф 32, Вправа № 32 (3, 4, 5)

     2) Камінь кинуто вертикально вгору. Які перетворення енергії відбуваються при цьому?

До Всесвітнього дня авіації та космонавтики!

 

13 квітня
Класна робота

Всесвітній день авіації та космонавтики

                                                     « Героям космічної ери,

                                                        Вершителям слави, чудес.

                                                                                     У Всесвіт розчинено двері,

                                                        Розірвано пітьму небес».

12 квітня все людство святкує Всесвітній день авіації та космонавтики. Це свято з'явилось на честь першого польоту у космос людини і тим самим воно підкреслює нестримну жагу людського роду до пізнання нових знань

Домашнє завдання

    Можливо саме ви зробите значні відкриття в сфері космонавтики. Можливо хтось відкриє нову планету, хтось стане першою людиною, яка висадиться на Марсі! А можливо в когось навіть буде свій будиночок на Місяці, куди ви зможете літати на вихідні як на дачу!

    Пам'ятайте, все в ваших руках!  Не бійтеся фантазувати!

     З Днем Космонавтики вас!

Принцип дії теплових двигунів. Холодильна машина

 

17 травня

Класна робота

Принцип дії теплових двигунів. Холодильна машина

                                                                              Чи вартий смертний чоловік

                                                                                                 Безсмертя таїни?

Мав мрію дід мій весь свій вік

Про вічні двигуни.

                                                           Т. Чорновіл «Пам’яті вічного двигуна»

Актуалізація опорних знань. Перевірка знань

Пригадуємо матеріал з фізики 8 класу. Якщо забули, завжди можна пошукати все в мережі Інтернет. (письмово у зошитах)

1. Який пристрій називають тепловим двигуном?

2. Які ролі виконують нагрівник, холодильник і робоче тіло теплового двигуна?

3. Намалюйте схематично принцип дії теплового двигуна.

4. Що таке ККД? Яка формула для його визначення?

5. Як підвищити ККД в тепловому двигуні?

Вивчення нового матеріалу

Опрацьовуємо очно або дистанційно параграф «Принцип дії теплових двигунів. Холодильна машина» та записуємо головне. §39 за підручником «Фізика 10 клас, В. Г. Бар’яхтар, С. О. Довгий».

Але спочатку рекомендую переглянути відео

У природі всі макроскопічні процеси мають певний напрямок і в зворотному напрямку вони самочинно відбуватися не можуть.

Процеси, які можуть самочинно відбуватися тільки в одному напрямку, називають необоротними процесами.

Принцип дії теплових двигунів легко зрозуміти через дві наступні анімації: чотиритактний двигун внутрішнього згоряння та дизельний двигун. Або через відео, які подані нижче.

Холодильний пристрій — це пристрій циклічної дії, який підтримує в холодильній камері температуру нижчу, ніж температура довкілля.

Як працює холодильний пристрій

Домашнє завдання

Опрацювати параграф 39

Вправа 39, завдання 1, 3 за підручником «Фізика 10 клас, В. Г. Бар’яхтар, С. О. Довгий».

Отримання та застосування радіонуклідів. Методи реєстрації йонізуючого випромінювання

 

15 квітня

Класна робота

Отримання та застосування радіонуклідів. Методи реєстрації йонізуючого випромінювання

                                                          Чим більше знаєш, тим більше можеш.
                                                                                                             Е. Абу

Актуалізація опорних знань. Перевірка знань

Розпочнемо з цікавого відео «Камера Вільсона».

Перевірочна самостійна робота (письмово у зошитах)

1. У ядрі атома хімічного елемента 22 протони і 26 нейтронів. Назвіть цей елемент.

2. Визначте кількість протонів, нейтронів і електронів в атомах Карбону-12.

3. Ядро атома Калію містить 20 нейтронів. Скільки всього частинок у цьому атомі? Назвіть їх.

4. Для атома 2713Al визначте: а)зарядове число ядра; б)кількість протонів у ядрі; в)кількість електронів; г) порядковий номер у періодичній системі елементів; д) масове число ядра; е) кількість нуклонів у ядрі; ж) кількість нейтронів у ядрі.

5. Ядро Урану-238 зазнало два послідовних розпади: α-розпад і β-розпад. Ядро якого елемента утворилося?

Вивчення нового матеріалу 

Опрацьовуємо дистанційно параграф §41 «Отримання та застосування радіонуклідів. Методи реєстрації йонізуючого випромінювання» за підручником «Фізика 11 клас, В. Г. Бар’яхтар, С. О. Довгий» та записуємо головне. Розпочніть з пояснювального відео по темі.

Ядерною реакцією називають взаємодію ядер або елементарних частинок із ядром, яка відбувається з утворенням частинок, відмінних від вихідних. Під час ядерних реакцій, як і під час будь-яких явищ, що відбуваються у Всесвіті, справджуються закони збереження: закон збереження електричного заряду, закон збереження імпульсу, закон збереження енергії маси.

Завдяки ядерним реакціям отримано штучні радіоактивні ізотопи, які використовують у медицині, сільському господарстві, енергетиці тощо.

Для реєстрації та визначення потужності йонізуючого випромінювання використовують шари фотоемульсій, сцинтиляційні лічильники, бульбашкові камери, камери Вільсона, йонізаційні камери.

Для вимірювання дози йонізуючого випромінювання використовують дозиметри.

Домашнє завдання

Опрацювати параграф 42 та письмово дати відповідь на питання 

1. Що називають ядерною реакцією?
2. Хто і коли здійснив першу ядерну реакцію?
3. Які відомі вам закони збереження справджуються під час ядерних реакцій?
4. Хто першим отримав штучний радіоактивний ізотоп?
5. Наведіть приклади використання природних і штучних радіоактивних ізотопів.

6. Які прилади для вимірювання та реєстрації радіаційного випромінювання ви знаєте? Який принцип покладено в основу роботи цих приладів?