Коефіцієнт корисної дії нагрівника.

Мета.

Навчальна Ввести поняття коефіцієнта корисної дії нагрівника. Відпрацювати навички розв’язування задач на ККД нагрівника.

Розвиваюча. Розвивати логічне мислення.

Виховна. Виховувати культуру наукового мовлення та культуру запису розв’язків задач.

Тип уроку. Комбінований.

Дидактичні матеріали:

• Підручник. Фізика 8 клас, Бар'яхтар В. Г. Довгий С. О., видавництво "Ранок"  

План

1. Організаційний момент. Актуалізація опорних знань.
2. Коефіцієнт корисної дії нагрівника.
3. Вчимося розв’язувати задачі.
4. Запитання до уроку.
5. Домашнє завдання.
6. Перевір себе.
7. Для допитливих.

Хід уроку

1. Актуалізація опорних знань.

Перевірка домашнього завдання.

Самостійна робота: “Пароутворення. Згоряння палива”.

2. Коефіцієнт корисної дії нагрівника.

Коефіцієнт корисної дії нагрівника. Для оцінки будь-якого нагрівника важливо знати, яку частину енергії, що виділяється під час згоряння палива, він перетворює в корисну роботу. 

Коефіцієнт корисної дії  нагрівника визначається відношенням тієї частини енергії, яка витрачається на виконання корисної роботи нагрівника, до всієї енергії, що виділяється внаслідок згоряння палива.

Корисна робота - рівна енергії, яка пішла на нагрівання , випаровування  чи плавлення тіла .

Затрачена робота - вся енергія, що виділяється внаслідок згоряння палива: Q=mq або Q=N, де N- потужність нагрівника; - час нагрівання.

3. Вчимося розв’язувати задачі.

Задача 23.1. У газовому нагрівнику під час згоряння 2,5 кг природного газу було отримано 82,5 МДж теплоти. Визначте ККД нагрівника.

Задача 23.2. У мідній чашці масою 100 г на спиртівці нагрівають 400 мл води від 15°C до 95°C і витрачають на це 13,2 г спирту. Обчисліть ККД спиртівки.

Задача 23.3. 4 кг води, узятої за температури 200С, нагріли до кипіння та повністю випарували. Визначте, скільки гасу для цього потрібно, якщо ККД нагрівника 25%.

Задача 23.4. У мідній каструлі нагріли 5 л води від 20°C до кипіння, спаливши 100 г гасу. Визначте масу каструлі, якщо ККД нагрівника становить 40%.

Задача 23.5. Обчисліть ККД нагрівника, якщо ¼ тепла, що виділяється при повному згорянні в ньому палива, переходить у довкілля?

4. Запитання до уроку.

Запитання 23.1. Відомо, що температура полум’я найбільша у верхній його частині. Чому ж часто-густо, поспішаючи нагріти воду в чайнику, збільшують полум’я, відкриваючи кран пальника?

Запитання 23.2. Коли автомобіль витрачає більше пального: коли під час руху зупиняється чи коли рухається, не зупиняючись? Відповідь обґрунтуйте.

Запитання 23.3. Чому будинок вигідніше опалювати, використовуючи природний газ, вугілля чи рідке паливо, ніж дрова й солому?

Запитання 23.4. Що таке ККД нагрівника? Якими формулами його обчислюють?

5. Домашнє завдання.

Підручник: §15 (ст. 75-77).

Задача 23.6. Визначте ККД спиртівки, якщо під час нагрівання на ній 150 г води від 20°C  до 80°C витрачено 4 г спирту. (В. 35%)

Задача 23.7. На газовому пальнику в алюмінієвому чайнику масою 400 г нагрівають 3 л води. Скільки газу потрібно спалити, щоб вода нагрілася від 15°C до кипіння? ККД нагрівника становить 40%. (В. 63 г)

Усне опитування по запитаннях до уроку.

6. Перевір себе.

Задачі високого рівня складності.

Задача 23.1.В. Скільки необхідно спалити спирту, щоб розплавити 2 кг льоду, взятого за температури -5°C, а отриману воду нагріти до кипіння й 1 кг води перетворити на пару? ККД спиртівки 40%.

Задача 23.2.В. На газовому пальнику нагрівають алюмінієвий чайник масою 1,2 кг, що містить 2 л води за температури 15°C. Вода в чайнику нагрілася до 100°C й 200 г її випарувалося. Який ККД пальника, якщо при цьому згоріло 0,1 м3 природного газу?

7. Для допитливих.

Задачі підвищеної складності:

Задача 23.1.О. В одному з рекламних роликів по телевізору хлопчик побачив порівняння дорогої бензинової запальнички і звичайної газової. У цьому ролику брали дві однакові склянки води і нагрівали їх за допомогою запальничок до кипіння води. Дорога запальничка нагрівала воду за 2 хв, а звичайна - за 4 хв. Хлопчик подумав “скільки часу знадобиться на нагрів склянки води одночасно двома цими запальничками?” Допоможіть хлопчику отримати відповідь. (В. 1,33 хв)

Задача 23.2.О. У машині, призначеній для топлення снігу, з ККД 25% спалено 2 т сухих дров. Яку площу можна звільнити від снігу за температури -5°С при спалюванні спалюванні такої кількості палива, якщо товщина снігового покриву 50 см? Густина снігу 300 кг/м3, питома теплота згоряння сухих дров 8,3·106 Дж/кг, питома теплоємність снігу 1680 Дж/(кг·К), питома теплота плавлення снігу 3,3·105 Дж/кг.