Подъём тёплого воздуха | Русская Физика
66. Подъём тёплого воздуха
Каждому из нас приходилось наблюдать явление подъёма тёплого воздуха вверх. Это – и подымающийся дым над костром, и отклоняющаяся вверх пламя спички, и тепловой поток над газовой горелкой.
Подъём тёплого воздуха вверх – очень важное природное явление. Подтвердим сказанное несколькими примерами.
Циркуляция воздуха внутри помещения. Тёплый воздух от отопительных батарей поднимается вверх, смещается к холодным стенам, охлаждается у них, спускается вниз и возвращается снова к батареям.
Горение. Горячие продукты горения поднимаются вверх, а снизу к пламени устремляется обогащённый кислородом свежий воздух. Если бы продукты горения не уходили от пламени, они перекрывали бы доступ к пламени кислорода, необходимого для горения.
Дыхание. Выдыхаемый тёплый воздух уходит вверх и обеспечивает приток свежего воздуха. Не будь этого, и мы задыхались бы от недостатка кислорода.
Летний дождь.
Круговорот воды на планете. Тёплый влажный воздух экваториальных морей и океанов поднимается вверх, разносится ветром по всей планете, охлаждается, и из него выпадает дождь. Дождевая вода ручьями и реками возвращается снова в моря и океаны.
Полёт воздушных шаров. Пламя горелки согревает воздух внутри шара, и этот нагретый воздух увлекает шар вверх.
В основе явления – подъёма тёплого воздуха вверх – лежат те же основные законы Природы: движения (в данном случае тепловые) создают пустоту и пустота вытесняется под уклон удельного давления среды (атмосферы). Движения и уклон – главные факторы явления.
На космической станции нет естественного уклона удельного давления воздуха, и поэтому там нет само собой возникающего перемешивания воздуха. Чтобы перемешивать воздух, на станциях работают вентиляторы. Иначе космонавты задыхались бы в собственном выдыхаемом воздухе.
Рассмотрим усилие подъёма F, создаваемое тёплым воздухом. Оно имеет следующую зависимость от уклона удельного атмосферного давления u и от объёма дополнительного вакуума ∆g, создаваемого тепловыми движениями:
В свою очередь объём создаваемого вакуума Δg определяется как
где E – энергия нагрева; p – удельное атмосферное давление.
В случае с тепловыми воздушными шарами теплота E образуется от сгорания топлива (газа) и определяется как
Произведём расчёт теплового воздушного шара. Зададим усилие его подъёма F = 1000 сл (подъём груза весом 100 килограмм).
Удельное атмосферное давление p = 100700 уд.
Уклон этого давления u = 12 укл.
Объём дополнительного вакуума (увеличение объёма шара):
Требуемая энергия нагрева:
Удельная теплота сгорания газа природного q = 4,5*107 дж/ин.
Расход топлива:
Произведённый расчёт – для идеальных условий. В действительности тепловой воздушный шар постоянно охлаждается, и для поддержания требуемой температуры газа внутри него приходится постоянно подогревать воздух; горелку не выключают.
Объём шара не имеет принципиального значения. Он важен только в том смысле, что при большом объёме удержать тепло внутри шара легче. Если же объём шара вообще мал, то создать внутри него дополнительный вакуум объёмом 83 кбм просто невозможно.
Пусть диаметр воздушного шара d = 10 м.
Его объём
Определим температуру воздуха в нём при подаче на него тепловой энергии E = 8,39*106дж.
Сначала определим инерцию воздуха внутри шара:
где ρ = 1,22 пин – плотность инерции воздуха.
Учитывая теплоёмкость воздуха
определим повышение температуры ΔT нагретого воздуха в шаре по формуле
Если окружающая температура воздуха равна 20 градусам, то температура воздуха в воздушном шаре диаметром 10 метров должна составлять
Проектно — исследовальская работа
Проектная работа.
«Домашний ветерок».
Номинация: Планета знаний
Выполнили ученики 3 «Б» класса
МБОУ СОШ №5
Романов Сергей
Кухарев Андрей
Руководители: Баринова И.В.
Клюкина Т.В.
2
013г.
Содержание.
1.Паспорт проектной работы……………………….…3
2.Введение…………………………………………….. 4
3.Цели работы………………………………………… 5
4.Опыты и наблюдения………………………………. 6
5.Анкетирование………………………..…………….. 8
5.Таблица результатов опроса…………………….… 8
6.Диаграмма………………………..……………….… 9
7.Исследовательский этап…………………………… 11
8.Сводная таблица………………..…………………. 16
9.Выводы……………………………………………… 19
10.Литература…………………………………………20
Знакомьтесь: «домашний ветерок».
Введение.
Посещая секцию плавания, Сергей удивился, почему занавеска в душевой к нему липнет, как будто её кто-то толкает.
Спустя какое-то время, на уроках окружающего мира мы изучали тему: «Воздух и его свойства», «Движения воздуха». Проводили домашние опыты с бумажной вертушкой и змейкой, изучая движение воздуха вблизи батареи, окна, приоткрытой двери. Мы убедились, что воздух в комнате двигается, как «живой». У батареи змейка шевелилась.
Цель, задачи, оборудование.
Цель: Выяснить куда движется воздух в комнате и почему?
Задачи:
Провести наблюдения и опыты с вертушкой, змейкой, с огнём, с трубкой.
Узнать, почему отклоняется занавеска в душевой?
Проверить, как работает тяга .
Подчеркнуть значение движения воздуха в жизни человека .
Оборудование: компьютер, дополнительная литература, трубка, спиртовка, спички, змейка, вертушка, краска, занавеска, пульверизатор, спички, ёмкость с водой, ручка, блокнот, магниты.
Опыты и наблюдения.
У окна вертушка вращалась — причем, вверху и внизу окна она вращалась в противоположные стороны.
Я почитал учебник, но ответа на свой вопрос не нашел. Спросил у своей учительницы. Она предложила мне выполнить такой эксперимент:
попробовать в душе включить холодную воду, тёплую, а затем горячую воду, — посмотреть, что будет происходить с занавеской. Мы увидели, что если вода холодная, то занавеска отклоняется меньше, а вот, когда вода идёт горячая, то занавеска отклоняется намного больше.
Холодная вода Горячая вода
Вместе с учителем мы сделали вывод, что отклонение занавески связано с движением воздушных потоков и обратились к учителю физики, чтобы разобраться в этом вопросе. Оказывается, влажный воздух имеет низкую плотность (масса молекул воды меньше, чем молекул воздуха: азота, кислорода и др. газов). Мы вспомнили, что когда за окном идет дождь или снег, то передают низкое атмосферное давление, а если солнечно, то – высокое. Плотность зависит от температуры: теплый воздух более разрежен, чем холодный.
Выяснилось, что движение воздуха существует во всех помещениях.
Анкетирование.
Мы решили узнать, какое научное представление имеют наши одноклассники и ребята классом старше по некоторым вопросам, связанным с движением воздуха.
Следующим этапом нашей работы было анкетирование. Мы предложили ученикам 3 «Б» и 4 «А» ответить на вопросы:
1.Что такое тяга? 2.Почему батарея внизу? 3.Почему форточка наверху?
Таблица результатов опроса учащихся
4а класс (17 учеников)
3б класс (23 ученика)
Поставленный вопрос:
Могут дать ответ
%
Не имеют представления
%
Могут дать ответ
%
Не имеют представления
%
Почему форточка для проветривания устанавливается вверху окна?
5
29
12
71
2
9
21
91
Почему батареи отопления устанавливают внизу помещения?
6
35
11
65
7
30
16
70
Что такое тяга?
4
24
13
76
3
13
20
87
Диаграмма.
Количество учащихся правильно ответивших на вопросы
Исследовательский этап.
Обработав данные, проследили, что небольшой процент ребят имеют представление о тяге, немногие смогли дать ответ о том, почему именно так расположены батарея и форточка.
Далее мы провели ряд наблюдений и опытов. Наблюдали:
1.За пламенем свечи у приоткрытого окна.
Мы зажгли свечу и поднесли ее к открытой двери. Когда свеча находилась сверху, то пламя свечи отклонилась в сторону улицы. А когда свеча находилась в средней части дверного проема, то пламя не отклонялось. А если же свечу поставить на пол, то пламя свечи будет отклоняться в сторону комнаты .
В этом опыте мы наблюдали движение воздуха:
— теплый воздух поверху выходит из нагретого помещения в холодное (плотность меньше).
— холодный воздух понизу поступает из холодного помещения в теплое (плотность больше).
— в средней части дверного проема движения воздуха не наблюдается.
Такое явление мы используем при проветривании помещения (если в комнате жарко, душно мы открываем форточку или окно, чтобы с улицы вошел холодный, свежий воздух).
2. За листом бумаги у отверстия вытяжки.
Фото № 1.
Мы поднесли к вентиляции листок бумаги и увидели, что лист засасывает в вентиляцию. Это означает, что в вентиляцию поступает теплый воздух из квартиры (т.е. все неприятные и вредные запахи уходят вместе с теплым воздухом).
Сравнивали, как работает вытяжка на 1, 2, 3 этажах школы в одном стояке.
3 этаж
В
1 этаж
2 этаж
3 этаж
нашем кабинете на 3 этаже, тяга значительно меньше, чем на первом и втором этажах. Наш класс часто проветривают в перемену. Воздух становится прохладным и свежим.
Мы придумали померить и сравнить силу втягивания листка бумаги в отверстие вытяжки. Получилось, что на первом этаже легко удерживается альбомный лист. На втором, лист удерживается двумя отверстиями вытяжки. На третьем этаже даже тетрадный лист не может удержаться.
1 этаж
2 этаж
3 этаж
Сережина мама рассказала нам о несчастных случаях, которые произошли с некоторыми жителями нашей области. Несколько человек погибло из-за отсутствия вытяжки в их квартирах. Они отравились вредным газом, который образуется при горении. Мы поняли, что хорошая вытяжка – это важно!
Учитель физики, предложил нам провести эксперименты в кабинете физики. Мы вместе — моделировали движения занавески в душевой кабине;
— моделировали движения воздуха при отоплении комнаты;
— исследовали степень нагретости воздуха вблизи пламени свечи.
Наблюдая за движением подкрашенной воды над пламенем спиртовки, мы поняли, как происходит прогревание комнаты от горячей батареи. Теплая вода поднимется вверх (плотность меньше), а холодная вытесняется вниз и подходит к батарее (пламя спиртовки), тем самым тоже прогреваясь.
Андрею понравилось исследование степени «нагретости» воздуха вблизи пламени спиртовки. Было немного страшно.
Мы вновь убедились, что горячий воздух поднимается вверх – листок темнеет, обугливается. Листок рядом с пламенем сильно не нагревается – остается белым.
Сергей вместе с мамой провел подобный опыт по наблюдению за движением мишуры над пламенем газовой плиты. Новогодняя мишура «ожила».
Фото № 1.
«Мы поднесли к включенной газовой плите мишуру. И увидели, что мишура начала подниматься вверх. Это означает, что над включенной газовой плитой образуется теплый воздух, который поднимается вверх», — рассказывал Сергей.
Сводная таблица.
Все эти сведения мы обобщили в таблицу:
Наблюдения,
опыты.
Результаты
Мнение друга
Мнение мамы
Учитель, книга
Мои выводы
1.Подносил свечу к приоткрытому
окну
Пламя свечи вверху отклонялось в сторону окна, а внизу в сторону комнаты
Не знал, как это объяснить.
Объяснила: тёплый воздух
идёт на улицу,
а холодный свежий воздух-
в комнату.
Тёплый воздух движется вверх, холодный воздух движется вниз.
В помещении всегда присутствуют движения воздушных потоков из области большего давления в область низкого, из области более плотного воздуха в область менее плотного.
2.Подносил лист бумаги к отверстию вытяжки. (Опыт проводил дома)
Лист бумаги
втягивался в вытяжку.
Не знал.
С тёплым воздухом выходят запахи, вредные газы.
Тёплый воздух движется вверх, холодный воздух движется вниз.
В помещении всегда присутствуют движения воздушных потоков из области большего давления в область низкого, из области более плотного воздуха в область менее плотного.
3. Подносил лист бумаги к отверстию вытяжки на 1 этаже
Лист бумаги
хорошо притягивался
и удерживался у решётки вытяжки.
Не знал
Хорошая тяга.
В вентиляцию поступает теплый воздух из помещения (т.е. все неприятные и вредные запахи уходят вместе с теплым воздухом).
Наличие «домашнего ветерка» является необходимым условием для нормальной жизни человека.
3. Подносил лист бумаги к отверстию вытяжки на 2 этаже
Тетрадный лист хорошо удерживался.
Стандартный лист притягивался,
но удержаться
смог только у двух решёток вытяжки.
Не смог объяснить
Не смогла ответить на вопрос.
Чем выше этаж, тем сила тяги меньше.
Наличие «домашнего ветерка» является необходимым условием для нормальной жизни человека.
3. Подносил лист бумаги к отверстию вытяжки на 3 этаже
Лист тетрадный даже не притягивался, а наоборот отклонялся.
Не знал
Решила, что
канал засорился.
Чем выше этаж, тем сила тяги меньше
Наличие «домашнего ветерка» является необходимым условием для нормальной жизни людей. Отсутствие тяги может привести к гибели человека.
4.Моделирование движения занавески в душевой кабине.
Занавеска отклонялась,
когда рядом с ней распыляли
горячую воду.
Не знал
Образуется как будто ветер, который приводит занавеску в движение.
Учитель физики объяснил поведение занавески.
Создаётся область низкого давления, поэтому занавеска отклоняется.
5.Моделирование движения воздуха при отоплении комнаты
Когда опустили в воду марганцовку в небольшом половнике и
Внизу всегда дует, потому, что холодный воздух опускается
Так происходит в комнате, когда
тёплый воздух
поднимается вверх.
Учитель физики объяснил
на примере
конвекции
Тёплые потоки воздуха поднимаются наверх,
начали подогревать спиртовкой
нижнюю часть «батареи», то
теплые потоки (с марганцовкой)
стали двигаться, поднимаясь вверх.
вниз, а тёплый наверху.
воды прогрев воздуха в помещении системой отоплении.
потому что плотность тёплого воздуха меньше.
6.Исследова
ние нагретости воздуха вблизи пламени свечи.
Когда держали лист вблизи пламени свечи, то ничего не происходило,
когда подержали лист над пламенем свечи, то на листе образовалось
желто пятно.
Тёплый воздух
поднимается наверх.
Над пламенем
всегда горячий воздух.
Тёплый воздух движется вверх, холодный воздух движется вниз.
Тёплые потоки воздуха поднимаются наверх,
потому что плотность тёплого воздуха меньше. Поэтому над пламенем свечи на листе бумаги образовалось
тёмное пятно,
рядом с пламенем свечи воздух был не настолько горячим.
Результаты исследований.
ВЫВОДЫ.
В помещении всегда присутствуют движения воздушных потоков из области большего давления в область низкого, из области более плотного воздуха в область менее плотного.
Наличие «домашнего ветерка» является необходимым условием для нормальной жизни человека.
Также мы поняли, что очень интересен сам процесс исследования: выдвигать гипотезы, придумать как их проверить на опыте. Понравилось делиться открытиями с одноклассниками. Очень приятно, что мы теперь в классе стали главными исследователями, почти «учёными».
Литература.
учебник «Окружающий мир 3 класс», О.Т.Поглазова, В.Д.Шилина;
учебник «Физика 8 класс», А.В.Перышкин.
http://lecactus.ru/2007/06/10/447/
http://nightly-violet.livejournal.com/8438.html
http://maghrib.ucoz.ru/forum/10-25-
Открытый урок по естествознанию на тему «Как перемещается воздух»
КГУ «Курская средняя школа отдела образования Есильского района Акмолинской области» Открытый урок по естествознанию 4 класс Тема: Как перемещается воздух Подготовила и провела: учитель начальных классов 1 категории Сиддыкова Е. В. 2019 – 2020 учебный год |
Естествознание
Предмет:Естествознание
Урок: 24
Школа: Курская СШ
Дата: 29.11.2019г.
ФИО учителя: Сиддыкова Е. В.
Класс: 4
Количество
присутствующих:
Количество
отсутствующих:
Раздел (сквозная тема):
Раздел 5 – Вещества и их свойства. Воздух. Вода. Типы веществ.
Тема урока:
Как перемещается воздух
Цели обучения, которым посвящен урок:
4.3.2.4 объяснять процесс перемещения воздуха в природе
4.1.2.2 представлять полученные результаты в форме по выбору учащегося
Развитие навыков:
1.2 Методы познания природы
3.2 Воздух
Предполагаемый результат:
Все учащиеся смогут:
объяснять процесс перемещения воздуха в природе
Большинство учащихся смогут:
представлять полученные результаты в форме по выбору учащегося
Некоторые учащиеся смогут:
умеют работать в группах и в парах.
Языковая цель
Учащиеся могут: Предметная лексика и терминология: перемещение воздуха, ветер
Серия полезных фраз для диалога/письма
— Как перемещается воздух?
Материал прошедших уроков:
Воздух.
Ход урока:
Этапы урока
Запланированная деятельность на уроке
Ресурсы
0-1 мин
Создание положительного эмоционального настроя:
— Сегодня у нас необычный урок. У нас присутствуют гости. Повернитесь к ним, улыбнитесь. Поздоровайтесь. Садитесь.
— Я рада нашей новой встрече,
Мне с вами интересно, друзья!
Интересные ваши ответы
С удовольствием слушаю я.
Мы сегодня будем наблюдать,
Выводы делать и рассуждать.
А чтобы урок пошёл каждому впрок,
Активно в работу включайся, дружок!
Презента
ция
Середина урока
2-5 мин
5-35 мин
(К) Актуализация знаний. Целепологание.
— Начнём урок с повторения пройденных тем.
«Обстрел вопросами». (верно/неверно)
— Приготовьте сигнальные карточки, красный цвет – неверно, зелёный – верно.
1) — Верно ли, что процессы, происходящие в нашем организме, регулируются с помощью выделительной системы? (Неверно. С помощью нервной системы.)
2) — Верно ли, что нервная система включает в себя: головной мозг, спинной мозг, нервы? (Верно.)
3) — Головной мозг защищён лбом. (Неверно. Черепом.)
4) — Органы дыхания обеспечивают организм кислородом. (Верно.)
5) — Органы выделения выводят наружу воду, вредные и ядовитые вещества. (Верно.)
6) — Органы пищеварения разносят по сосудам кровь ко всем органам. (Неверно. Органы кровообращения.)
7) — Вещества состоят из тел. (Неверно. Тела состоят из веществ.)
8) — Свойства веществ могут изменяться. (Верно.)
9) — Тела, которые изготовил человек, называются естественными. (Неверно. Искусственными.)
10) — В природе чаще встречаются чистые вещества. (Неверно. Чаще в виде смесей.)
— Возьмите лист самооценивания и оцените свою работу.
«5» — всё верно
«4» — 1-2 ошибки
«3» — 3 ошибки
«2» — более 3 ошибок
(К) Введение в тему.
Формулирование темы и цели урока.
— Чтобы узнать, о чём мы будем говорить сегодня на уроке, отгадайте загадку.
Он в лесу – густой, душистый,
Пахнет свежестью, смолой,
Пахнет дубом и сосной.
Летом он бывает тёплым,
Веет холодом зимой,
Когда иней красит стёкла
И лежит на них каймой,
Мы о нём не говорим.
Просто мы его вдыхаем –
Он ведь нам необходим. (Воздух)
— О чём мы будем говорить сегодня на уроке? (О воздухе)
Ауа – воздух — air
— Что такое воздух?
— В классе есть воздух?
— Докажите это с помощью предметов: веер, целлофановый пакет, шарик.
(Класс делится на группы)
1, 3 – свойства воздуха
2, 4 – состав воздуха ( азот – 78 %, кислород – 21%. Углекислый газ 1%)
— Представлять результаты работы можете в любой форме: в виде таблицы, кластера, диаграммы.
Представление результата, самооценивание.
Фронтально оформляется таблица З, Х, У.
Тема нашего урока: «Как перемещается воздух»
Цели: объяснять процесс перемещения воздуха в природе;
Представлять результаты в форме по выбору.
(К) Работа с учебником или по картинке.
— С нами продолжают путешествовать Негеш и Эврика.
Зачем нужен кондиционер?
Негеш включил кондиционер в комнате. Какой воздух поступает из кондиционера? Какой воздух поступает от батареи? Проследи по схеме:
Как движется холодный воздух? Каким цветом он обозначен?
Как движется тёплый воздух? Каким цветом он обозначен?
Объясни, почему кондиционер расположен над входной дверью, а батарея под окном?
— Холодный воздух от кондиционера опускается вниз, а тёплый воздух от отопительного прибора поднимается вверх. Таким образом, человек обеспечивает себе комфортную атмосферу внутри помещения.
Вывод: холодный воздух движется вниз, тёплый – вверх.
— На листе формата А4 схематически изобразите движение тёплого и холодного воздуха.
(К) Физминутка.
Беленькое облако
(Округлённые руки перед собой)
Поднялось над крышей
(Поднять руки над головой)
Устремилось облако
Выше, выше, выше
(Подтянуться руками вверх; плавные покачивания руками над головой из стороны в сторону)
Ветер это облако
Зацепил за кручу.
Превратилось облако в грозовую тучу.
(Руками описать через стороны вниз большой круг и опустить их, присесть)
(П) Работа в парах.
— Давайте попробуем доказать, что тёплый воздух движется вверх.
Проводится исследование под руководством учителя.
Исследуй
— Как движется тёплый воздух?
— Какие методы мы использовали при исследовании?
(К) Работа с учебником.
Как образуется ветер? Жел – ветер — wind
— Что же происходит в природе?
— Ведь в природе нет кондиционеров и батарей отопления.
Как влияет солнечная энергия на перемещение воздуха?
С помощью инфографики объясни, как образуется ветер.
1-я группа – возникновение дневного ветра
2-я группа – возникновение ночного ветра
— Какое время суток изображено на первом рисунке? В каком направлении развевается флажок? Почему?
— Какое время суток изображено на втором рисунке? В каком направлении развевается флажок? Почему?
— Почему образуется ветер?
(Ветер образуется в результате перемещения тёплого и холодного воздуха)
Солнечный свет распространяется прямолинейно и нагревает поверхность земли. От земли нагревается воздух. Он становится легче и поднимается вверх. Воздух над поверхностью воды остаётся холодным, потому что вода нагревается медленнее, чем суша. Холодный воздух с водоёма движется на сушу, замещая тёплый воздух. Так возникает движение воздуха, которое мы называем ветер. В ночное время всё происходит наоборот. Воздух нагревается над поверхностью водоёма, так как вода остывает медленнее, чем суша. Тёплый воздух поднимается вверх. На его место перемещается охлаждённый воздух с суши. Таком образом, в ночное время ветер дует с суши в сторону воды.
(видео «Как образуется ветер»)
— Заполните лист самооценивания.
(П) Работа в парах.
Подумай
— Что будет на нашей планете, если исчезнет ветер?
(Г) Работа в группах.
Как обогревается комната?
Рассмотри две схемы. Расскажи по ним, как движется воздух в каждой из комнат. Как ты думаешь, какое отопление комнаты является самым удобным? Почему?
Приём «Шесть шляп»
Белая шляпа. Факты. Ветер – это …
Жёлтая. Позитивное мышление. Хорошо.
Чёрная. Проблема. Плохо.
Красная. Эмоции. Больше всего на уроке нам понравилось…
Зелёная. Творчество. Можно сделать …
Синяя. Философия. Обобщение высказываний каждой группы.
Заполнение таблицы ЗХУ
Тест:
1.Ветер – это
А) движение веток деревьев
Б) передвижение воздуха над поверхностью земли
В) передвижение человека вперёд и назад
2. Тёплый воздух
А) поднимается вверх
Б) опускается вниз
В) не перемещается
3. Холодный воздух
А) поднимается вверх
Б) опускается вниз
В) не перемещается
4. Днём ветер дует
А) С поверхности воды в сторону суши
Б) С суши в сторону воды
В) Вверх
5. Ночью ветер дует
А) С поверхности воды в сторону суши
Б) С суши в сторону воды
В) Вверх
6. Направление ветра можно определить с помощью
А) Термометра
Б) Тонометра
С) Флюгера
Стартер
Листы самооценивания
Иллюстра
ции
по теме урока
Учебник
Предмет
ные
и сюжетные картинки
по теме урока
Учебник
Шесть шляп
Таблица ЗХУ
Тест
Конец урока
35- 40 мин
Домашнее задание: стр. 62-62, Р.т. – стр.48-49
Итог урока:
—Какую цель мы поставили на сегодняшнем уроке?
— Достигли ли мы этой цели?
— Какие затруднения были у вас на уроке?
— Что нужно сделать чтобы эти затруднения не
повторялись?
Рефлексия.
Предлагает оценить свою работу при помощи лестницы
успеха.
Лестница успеха
Дифференциа
ция
Оценивание
Межпредмет
ные
связи
В процессе работы на уроке учитель индивидуально помогает учащимся строить монологическое высказывание на заданную тему. Мотивированные дети разыгрывают ситуации общения.
Формативное оценивание.
Самооценивание в тетради «Что я знаю и умею».
Взаимооценивание при работе в паре, группе, классом.
Результаты наблюдения учителем качества ответов учащихся на уроке.
Определение уровня усвоения навыка по теме (тетрадь «Что я знаю и умею»).
– литература
– самопознание
Рефлексия для учителя:
Важные вопросы
по уроку:
Итоговая оценка (с точки зрения преподавания и обучения)
Какие два момента были наиболее успешны?
Какие два момента улучшили урок?
Что я узнал из урока о классе и отдельных людях, что я расскажу на следующем уроке?
Конвекция. Движение. Теплота
Но если вода такой плохой проводник тепла, то как же она нагревается в чайнике? Воздух еще хуже проводит тепло; тогда непонятно, почему во всех частях комнаты зимой устанавливается одинаковая температура.
Вода в чайнике быстро закипает из-за земного притяжения. Нижние слои воды, нагреваясь, расширяются, становятся легче и поднимаются кверху, а на их место поступает холодная вода. Быстрый нагрев происходит лишь благодаря конвекции (латинское слово, означающее «перемешивание»). Нагреть воду в чайнике, находящемся в межпланетной ракете, будет не так-то легко.
Еще об одном случае конвекции воды, не называя этого слова, мы говорили несколько раньше, объясняя, почему реки не промерзают до дна.
Почему батареи центрального отопления помещаются у пола, а форточки делаются в верхней части окна? Пожалуй, удобнее было бы открывать форточку, если бы она была внизу, а батареи, чтобы не мешались, было бы неплохо поместить под потолком.
Если бы мы послушались таких советов, то быстро бы обнаружили, что комната не прогревается батареей и не проветривается при открытой форточке.
С воздухом в комнате происходит то же самое, что и с водой в чайнике. Когда батарея центрального отопления включается, воздух в нижних слоях комнаты начинает нагреваться. Он расширяется, становится легче и поднимается кверху, к потолку. На его место приходят более тяжелые слои холодного воздуха. И они, нагревшись, уходят к потолку. Таким образом в комнате возникает непрерывное течение воздуха – теплого снизу вверх и холодного сверху вниз. Открывая форточку зимой, мы впускаем в комнату поток холодного воздуха. Он тяжелее комнатного и идет вниз, вытесняя теплый воздух, который поднимается кверху и уходит в форточку.
Керосиновая лампа хорошо разгорается лишь тогда, когда на нее надето высокое стекло. Не следует думать, что стекло нужно только для защиты пламени от ветра. И в самую тихую погоду яркость света сразу возрастает, как только на лампу надето стекло. Роль стекла состоит в том, что оно усиливает приток воздуха к пламени – создает тягу. Это происходит по той причине, что воздух внутри стекла, обедненный кислородом, затраченным на горение, быстро нагревается и идет кверху, а на его место поступает чистый холодный воздух через отверстия, сделанные в горелке лампы.
Чем выше стекло, тем лампа будет лучше гореть. Действительно, быстрота, с которой устремляется холодный воздух в горелку лампы, зависит от разности в весе нагретого столба воздуха в лампе и холодного воздуха вне лампы. Чем выше столб воздуха, тем больше будет эта разность весов, а с ней и быстрота перемешивания.
Поэтому и заводские трубы делают высокими. Для заводских топок нужен особенно сильный приток воздуха, нужна хорошая тяга. Она и достигается благодаря высоким трубам.
Отсутствие конвекции в лишенной тяжести ракете не позволит пользоваться спичками, лампами и газовыми горелками: продукты сгорания задушат пламя.
Воздух – плохой проводник; при его помощи мы можем сохранять тепло, но с одним условием: если мы избежим конвекции – перемешивания теплого и холодного воздуха, – которая сводит на нет теплоизоляционные свойства воздуха.
Устранение конвекции достигается применением разного рода пористых и волокнистых тел. Внутри таких тел воздуху трудно двигаться. Все подобные тела хороши как теплоизоляторы только благодаря своей способности удерживать слой воздуха. Теплопроводность же самих веществ волокна или стенок пор может быть не очень малой.
Хороша шуба из густого меха, содержащего как можно больше волокон; гагачий пух позволяет изготовлять теплые спальные мешки весом меньше полукилограмма из-за исключительной тонины своих волокон. Полкилограмма этого пуха могут «задержать» столько же воздуха, сколько десяток килограммов ватина.
Для уменьшения конвекции делают двойные рамы. Воздух между стеклами не участвует в перемешивании воздушных слоев, происходящем в комнате.
Наоборот, всякое движение воздуха усиливает перемешивание и увеличивает передачу тепла. Именно поэтому, когда нам нужно, чтобы тепло уходило побыстрее, мы обмахиваемся веером или включаем вентилятор. Поэтому на ветру и холоднее. Но если температура воздуха выше температуры нашего тела, то перемешивание приведет к обратному результату, и ветер ощущается, как горячее дыхание.
Задача парового котла состоит в том, чтобы как можно быстрее получать нагретый до нужной температуры пар. Естественной конвекции в поле тяжести для этого совершенно недостаточно. Поэтому создание интенсивной циркуляции воды и пара, приводящей к перемешиванию теплых и холодных слоев, является одной из основных задач при конструировании паровых котлов.
Поделитесь на страничкеСледующая глава >
Свойства воздуха. Видеоурок. Окружающий мир 3 Класс
Тема: Неживая природа
Урок: Свойства воздуха
Повторим те свойства воздуха, о которых мы узнали на предыдущих уроках: воздух прозрачен, бесцветен, не имеет запаха, плохо проводит тепло.
В жаркий день оконное стекло прохладное наощупь, а подоконник и предметы стоящие на нем – теплые. Так происходит потому, что стекло – прозрачное тело, которое пропускает тепло, но само не нагревается. Воздух тоже прозрачен, поэтому хорошо пропускает солнечные лучи.
Рис. 1. Оконное стекло проводит солнечные лучи (Источник)
Проведем несложный опыт: перевернутый вверх дном стакан опустим в широкий сосуд, наполненный водой. Мы почувствуем легкое сопротивление и увидим, что вода не может заполнить стакан, потому что воздух, находящийся в стакане, не “уступает” своего места воде. Если слегка наклонить стакан, не вынимая его из воды, из стакана выйдет воздушный пузырь, и часть воды войдет в стакан, но даже в таком положении стакана вода не сможет заполнить его полностью.
Рис. 2. Пузырьки воздуха выходят из наклоненного стакана, уступая место воде (Источник)
Так происходит потому, что воздух, как и любое другое тело, занимает пространство в окружающем мире.
Используя это свойство воздуха, человек научился работать под водой без специального костюма. Для этого был создан водолазный колокол: под колокол-колпак, изготовленный из прозрачного материала, становятся люди и необходимое оборудование и колокол опускается при помощи подъемного крана под воду.
Рис. 3. Водолазный колокол (Источник)
Воздух, находящийся под куполом, позволяет людям дышать некоторое время, достаточное для того, чтобы осмотреть повреждения корабля, опоры моста или дно водохранилища.
Для доказательства следующего свойства воздуха, необходимо плотно прикрыть пальцем левой руки отверстие велосипедного насоса, а правой рукой нажать на поршень.
Рис. 4. Велосипедный насос (Источник)
Потом, не убирая пальца от отверстия, отпустить поршень. Палец, которым закрыто отверстие, чувствует, что воздух на него очень сильно давит. Но поршень с трудом, но сдвинется. Это означает, что воздух можно сжать. Воздух обладает упругостью, потому что когда мы отпускаем поршень, он сам возвращается в первоначальное положение.
Упругими называют тела, которые после прекращения сжатия принимают первоначальную форму. Например, если сжать пружину, а потом отпустить, она примет свою первоначальную форму.
Рис. 5. Пружина (Источник)
Сжатый воздух тоже упруг, он стремится расшириться и занять прежнее место.
Для того, чтобы доказать, что воздух имеет массу, нужно сделать самодельные весы. Прикрепим сдутые воздушные шарики к концам палочки с помощью скотча. Положим длинную палочку на середину короткой, так чтобы концы уравновешивали друг друга. Соединим их ниткой. Прикрепим скотчем короткую палочку к двум банкам. Надуем один шарик и снова прикрепим его к палочке тем же кусочком скотча. Установим на прежнее место.
Рис. 6. Воздух имеет вес (Источник)
Мы увидим, как палочка наклоняется в сторону надутого шарика, потому что воздух, наполнивший шарик, делает его тяжелее. Из этого опыта можно сделать вывод, что воздух имеет массу и его можно взвесить.
Если воздух имеет массу, значит, он должен оказывать давление на Землю и все, что на ней находится. Так и есть, ученые подсчитали, что воздух атмосферы Земли оказывает на человека давление в 15 тонн (как три грузовика), но человек не чувствует этого, потому что в человеческом организме содержится достаточное количество воздуха, который оказывает давление такой же силы. Давление внутри и снаружи уравновешивается, поэтому человек ничего не ощущает.
Выясним, что происходит с воздухом при нагревании и охлаждении. Для этого проведем опыт: нагреем колбу со вставленной в нее стеклянной трубкой теплом своих рук и увидим, что из трубки в воду выходят пузырьки воздуха. Это происходит потому, что воздух в колбе при нагревании расширяется. Если накрыть колбу смоченной в холодной воде салфеткой, мы увидим, что вода из стакана по трубке поднимается вверх, потому что при охлаждении воздух сжимается.
Рис. 7. Свойства воздуха при нагревании и охлаждении (Источник)
Чтобы узнать больше о свойствах воздуха, проведем еще один опыт: две колбы закрепим на трубке штатива. Они уравновешены.
Рис. 8. Опыт по определению движения воздуха
Но, если одну колбу нагреть, она поднимется выше другой, потому что горячий воздух легче холодного и поднимается вверх. Если над колбой с горячим воздухом закрепить полоски тонкой легкой бумаги, будет видно, как они трепещут и поднимаются вверх, показывая движение нагретого воздуха.
Рис. 9. Теплый воздух поднимается вверх
Знания этого свойства воздуха человек использовал при создании летательного аппарата – воздушного шара. Большая сфера, наполненная подогретым воздухом, поднимается высоко в небо и способна выдерживать вес нескольких человек.
Рис. 10. Воздушный шар (Источник)
Мы редко над этим задумываемся, но используем свойства воздуха каждый день: пальто, шапка или варежки не греют сами по себе – воздух в волокнах ткани плохо проводит тепло, поэтому, чем пушистее волокна, тем больше в них воздуха, а значит и теплее вещь, изготовленная из такой ткани.
Рис. 11. Варежки (Источник)
Сжимаемость и упругость воздуха используют в надувных изделиях (надувные матрацы, мячи) и шинах различных механизмов (автомобили, велосипеды).
Рис. 12. Мяч (Источник)
Рис. 13. Колесо автомобиля (Источник)
Рис. 14. Велосипедное колесо (Источник)
Сжатый воздух может остановить на полном ходу даже железнодорожный состав. Воздушные тормоза установлены в автобусах, троллейбусах, составах метро. Воздух обеспечивает звучание духовых, ударных, клавишно-духовых инструментов. Когда барабанщик ударяет палочками по туго натянутой коже барабана, она колеблется, а воздух внутри барабана производит звук. В больницах установлены аппараты вентиляции легких: если человек не может самостоятельно дышать, его подключают к такому аппарату, который через специальную трубку подает в легкие обогащенный кислородом сжатый воздух. Сжатый воздух используют везде: в книгопечатании, строительстве, ремонте и др.
Рис. 15. Троллейбус (Источник)
Рис. 16. Состав метро (Источник)
Рис. 17. Труба (Источник)
Рис. 18. Гармонь (Источник)
Рис. 19. Барабан (Источник)
Рис. 20. Аппарат искусственной вентиляции легких (Источник)
Рис. 21. Книгопечатание (Источник)
Рис. 22. Покрывание стен цементным раствором при помощи сжатого воздуха (Источник)
Рис. 23. Пневматический строительный молоток (Источник)
Повторим свойства воздуха:
1. Воздух прозрачен, бесцветен, не имеет запаха, плохо проводит тепло.
2. Воздух хорошо проводит солнечные лучи.
3. Воздух занимает пространство в окружающем мире.
4. Воздух можно сжать.
5. Воздух обладает упругостью.
6. Воздух при нагревании расширяется, при охлаждении воздух сжимается.
7. Теплый воздух легче холодного и стремится вверх.
Список рекомендованной литературы
- Вахрушев А.А., Данилов Д.Д. Окружающий мир 3. М.: Баллас.
- Дмитриева Н.Я., Казаков А.Н. Окружающий мир 3. М.: ИД «Федоров».
- Плешаков А.А.Окружающий мир 3. М.: Просвещение.
Рекомендованные ссылки на ресурсы интернет
- Природоведенье (Источник).
- Открытый класс (Источник).
- Фестиваль педагогических идей «Открытый урок» (Источник).
Рекомендованное домашнее задание
- Составьте тест (4 вопроса с тремя вариантами ответов) на тему «Свойства воздуха».
- Подготовьте сообщение о каком-либо изобретении человечества, основанном на знании свойств воздуха.
- Проведите опыты по доказательству упругости и сжимаемости воздуха. Опишите свои действия, наблюдения, результаты.
- *Составьте сканворд (15 вопросов) на тему «Свойства воздуха».
Опыт 9.Тёплый воздух вверху, холодный внизу — Студопедия.Нет
Nbsp;
Картотека опытов и экспериментов для детей дошкольного возраста.
Воспитатель: Капуста Л.Я.
Экспериментальная и опытническая деятельность детей.
Цель: 1. помочь детям лучше узнать окружающий его мир неживой природы. 2. Создать благоприятные условия для сенсорного восприятия, совершенствование
таких жизненно важных психических процессов, как ощущения, являющихся первыми
ступенями в познании окружающего мира.
3. Развивать мелкую моторику и тактильно-чувствительность ,учить прислушиваться к своим ощущениям и проговаривать их.
4. Научить детей исследовать жидкие и твёрдые тела (вода, песок, камни, воздух) в разных их состояниях 5. Через игры и опыты научить детей определять физические свойства различных тел (вода, песок, воздух)
6. Научить детей делать самостоятельные умозаключения по результатам обследования
7. Воспитывать нравственные и духовные качества ребёнка во время его общения с природой
8. Продолжать учить любоваться красотой летней природы
9. Укреплять здоровье детей, используя естественные природные факторы
(вода, солнце, воздух)
ОПЫТЫ С ВОЗДУХОМ.
Опыт 1.Воздух в стакане.
Перевернуть стакан вверх дном и медленно опустить его в банку. Обратить внимание детей на то, что стакан нужно держать очень ровно. Что получается? Попадает ли вода в стакан? Почему нет?
Вывод: в стакане есть воздух, он не пускает туда воду.
Опыт 2. Воздух не видим и прозрачен.
Детям предлагается снова опустить стакан в банку с водой, но теперь предлагается держать стакан не прямо, а немного наклонив его. Что появляется в воде? (Видны пузырьки воздуха). Откуда они взялись? Воздух выходит из стакана, и его место занимает вода.
Вывод: Воздух прозрачный, невидимый.
Опыт 3. Буря в стакане.
Детям предлагается опустить в стакан с водой соломинку и дуть в неё. Что получается? (Получается буря в стакане воды).
Опыт 4.Запираем воздух в шарик.
Детям предлагается подумать, где можно найти много воздуха сразу? ( В воздушных шариках). Чем мы надуваем шарики? (Воздухом) Воспитатель предлагает детям надуть шары и объясняет: мы как бы ловим воздух и запираем его в воздушном шарике. Если шарик сильно надуть, он может лопнуть. Почему? Воздух весь не поместится. Так что главное — не перестараться. (предлагает детям поиграть с шарами).
Опыт 5. Воздух толкает предметы.
После игры можно предложить детям выпустить воздух из одного шарика. Есть ли при этом звук? Предлагается детям подставить ладошку под струю воздуха. Что они чувствуют? Обращает внимание детей: если воздух из шарика выходит очень быстро, он как бы толкает шарик, и тот движется вперёд. Если отпустить такой шарик, он будет двигаться до тех пор, пока из него не выйдет весь воздух.
Опыт 6. Чем больше воздуха в мяче, тем выше он скачет.
Воспитатель интересуется у детей, в какой хорошо знакомой им игрушке много воздуха. Эта игрушка круглая, может прыгать, катиться, её можно бросать. А вот если в ней появится дырочка, даже очень маленькая, то воздух выйдет из неё и, она не сможет прыгать. (Выслушиваются ответы детей, раздаются мячи). Детям предлагается постучать об пол сначала спущенным мячом, потом — обычным. Есть ли разница? В чём причина того, что один мячик легко отскакивает от пола, а другой почти не скачет?
Вывод: чем больше воздуха в мяче, тем лучше он скачет.
Опыт 7. Воздух легче воды.
Детям предлагается «утопить» игрушки, наполненные воздухом, в том числе спасательные круги. Почему они не тонут?
Вывод: Воздух легче воды.
Опыт 8.Воздух имеет вес.
Попробуем взвесить воздух. Возьмите палку длинной около 60-ти см. На её середине закрепите верёвочку, к обоим концам которой привяжите два одинаковых воздушных шарика. Подвесьте палку за верёвочку. Палка висит в горизонтальном положении. Предложите детям подумать, что произойдёт, если вы проткнёте один из шаров острым предметом. Проткните иголкой один из надутых шаров. Из шарика выйдет воздух, а конец палки, к которому он привязан, поднимется вверх. Почему? Шарик без воздуха стал легче. Что произойдёт, когда мы проткнём и второй шарик? Проверьте это на практике. У вас опять восстановится равновесие. Шарики без воздуха весят одинаково, так же, как и надутые.
Опыт 9.Тёплый воздух вверху, холодный внизу.
Для его проведения нужны две свечи. Проводить исследования лучше в прохладную или холодную погоду. Приоткройте дверь на улицу. Зажгите свечи. Держите одну свечу внизу, а другую вверху образовавшейся щели. Пусть дети определят, куда наклоняется пламя свечей (пламя нижней будет направлено внутрь комнаты, верхней — наружу). Почему так происходит? У нас в комнате тёплый воздух. Он легко путешествует, любит летать. В комнате такой воздух поднимается и убегает через щель вверху. Ему хочется поскорее вырваться наружу и погулять на свободе.
А с улицы к нам вползает холодный воздух. Он замёрз и хочет погреться. Холодный воздух тяжёлый, неповоротливый (он ведь замёрз!), поэтому предпочитает оставаться у земли. Откуда он будет входить к нам в комнату — сверху или снизу? Значит, вверху дверной щели пламя свечи «наклоняется» тёплым воздухом (он ведь убегает из комнаты, летит на улицу), а внизу холодным (он ползёт навстречу с нами).
Вывод: Получается, что один воздух, тёплый, движется вверху, а навстречу ему, внизу, ползёт «другой», холодный. Там, где двигаются и встречаются тёплый и холодный воздух, появляется ветер. Ветер — это движение воздуха.
Теплый воздух поднимается кверху. Почему же в тропосфере внизу теплее, чем вверху?
солнце нагревает землю, а не воздух. чем слой воздуха ближе к «теплой» земле, тем больше, соответственно, он нагревается сам. угадал? <br>… а дальше теплый поднимается вверх и остывает; а холодный опускается и нагревается.
а там уже «космический холод» (с)
Там нету земного притяжения 🙂
А че такое тропосфера ? Это, наверное, где-то под Землей ?
Ну и что? Про конвекцию Рэлея-Бенара слышали? Нижняя пластинка горячая, верхняя — холодная. При некотором критическом числе Рэлея в слое, подогреваемом снизу, возникают конвективные валы. Тёплый воздух поднимается вверх, охлаждается и идёт обратно вниз. При этом внизу — горячо, а вверху — холодно. И чего? :)<br><br>Нижняя пластинка в нашем случае — это поверхность суши или моря. Воздух достаточно прозрачен, а поверхность суши или моря очень хорошо поглощает солнечные лучи и нагревается, естественно.
Что за детские «задачки»?<br><br>1. Остывание ( излучение, расширение, теплообмен)<br>2. Уменьшение давления ( сила Архимеда)<br>3. Ветры (воздушные потоки)<br>4. Атмосферные фронты<br>5…<br><br>Никаких вопросов не останется, если Вы прикинете: Диаметр Земли 12 тыс. км., высота тропосферы — 10 км., всей воздушной «пленочки» — 100 км. Спроектируйте модель ( хотя бы прикиньте как…).<br><br>К тому же восходящие теплые воздушные потоки около поверхности Земли — в лучшем виде используются планеристами и парашютистами ( не говоря о птичках)
Внизу давление больше, вверху меньше,<br>обусловлено гравитацией, при уменьшении давления и <br>»объёмного веса» происходит, естественно, <br>понижение температуры.<br>
В первоначальный момент времени зададимся условием, что ветра и теплопереноса нет, тогда распределение газа определяется только гравитацией. (уравнение распределения частиц в симметричном потенциальном поле x=a*exp(Eчастицы/RT) )<br> теперь представим, что нижние слои подогреваются от контакта с освещаемой землей — появятся нагретые массы. Они расширяются — давление падает и архимедова сила поднимает их вверх (одинаковый объем горячего ихолодного воздуха весят по разному). Можно посмотреть с другой стороны, они поднимуться выше так как Е у них больше.<br> Так бы и поднимались, если бы одновременно не излучали тепло в окружающее пространство — теряя запасенную энергию и сжимаясь обратно. Одно только это не остановило бы воздух на верхней границе тропосферы. <br> Дальше есть ловушка с озоновым слоем. Он на высоте 15-35 км, но гораздо горячее слоев ниже него (градесов так на 50-70). Он греется от поглощения ультрафиолета постоянно и не остывает. Слои ниже, пока поднимаются успевают стать холоднее него и преодолеть нижний слой озонового слоя не могут.<br>
Термодинамику читать надо. В частности — формулу Менделеева-Клапейрона. Из неё следует, что при понижении давления и увеличении объёма, температура газа понижается.<br>Это для тех, кто читает физику только под дулом бронетранспортёра.
вообщето уравнение Менделееева-Клайперона