Схематический рисунок частиц воздуха при нагревании и охлаждении: ГДЗ по Окружающему миру 3 класс рабочая тетрадь Плешаков 1 часть страница 28

Содержание

Схематический рисунок воздуха при охлаждении. При нагревании воздух расширяется, при охлаждении сжимается. II. Сообщение темы урока

Трение о воздух, конечно, происходит, и при этом выделяется какое-то количество тепла, однако раскаляет обшивку спускаемого аппарата и заставляет пылать и взрываться летящие к земле болиды другой физический процесс, называемый аэродинамическим нагревом.

Как известно, впереди движущегося в газе со сверхзвуковой скоростью тела формируется ударная волна — тонкая переходная область, в которой происходит резкое, скачкообразное увеличение плотности, давления и скорости вещества. Естественно, при повышении давления газа он нагревается — резкое увеличение давления приводит к быстрому повышению температуры. Вторым фактором — это и есть собственно аэродинамический нагрев — становится торможение молекул газа в тонком слое, прилегающем непосредственно к поверхности движущегося объекта — энергия хаотичного движения молекул возрастает, и температура вновь растет. А уже горячий газ нагревает и само мчащееся на сверхзвуке тело, причем тепло переносится как с помощью теплопроводности, так и с помощью излучения. Правда излучение молекул газа начинает играть заметную роль при очень высоких скоростях, например, на 2-й космической.


С проблемой аэродинамического нагрева приходится сталкиваться не только конструкторам космических кораблей, но и разработчикам сверхзвуковых летательных аппаратов — тех, что никогда не покидают атмосферу.


Известно, что конструкторы первых в мире сверхзвуковых пассажирских самолетов — Concorde и Ту-144 — были вынуждены отказаться от идеи заставить свои самолеты летать со скоростью 3 Маха (пришлось довольствоваться «скромными» 2,3). Причина — аэродинамический нагрев. При такой скорости он раскалял бы обшивки лайнеров до таких температур, которые могли уже сказаться на прочности алюминиевых конструкций. Заменять же алюминий на титан или специальную сталь (как в военных проектах) было невозможно по экономическим соображениям. Кстати, о том, как решали проблему аэродинамического нагрева конструкторы знаменитого советского высотного перехватчика МиГ-25, можно прочитать в

1. Самостоятельно или с помощью учебника подпиши на схеме, какие газообразные вещества входят в состав воздуха.

Отметь карандашами разного цвета (по своему выбору), какой газ живые существа при дыхании поглощают, а какой выделяют.
Расшифруй использованные тобой условные обозначения:

2. По результатам исследований заполни таблицу.

3. Изобразите с помощью схематического рисунка, как располагаются частицы воздуха при нагревании и охлаждении. (Частицы воздуха обозначайте кружочками.)

Мудрой Черепахи и выполни её задания.

Воздух — защитник живого

Травянистые растения, зимующие под снегом, не замерзают, потому что в нём много воздуха. Благодаря воздуху холодный снег служит для растений тёплым «одеялом».
К зиме у зверей становится гуще шерсть, а у птиц — перья. Между густыми волосками, перьями задерживается больше воздуха, и животным зимой теплее.

1) Эти факты объясняются ещё одним свойством воздуха, о котором мы пока не говорили. Подумай, какое это свойство —

воздух плохо проводит тепло.
2) Приведи пример, доказывающий, что это свойство воздуха важно не только для растений и животных, но и для человека — воздух есть между телом и одеждой человека и в самой одежде, поэтому одежда сохраняет тепло нашего тела

Проверь себя .

5. Придумай и нарисуй на отдельном листе плакат «Берегите воздух!».
Посмотри, что нарисовали твои друзья. Если у тебя есть идеи, как вы можете помочь охране воздуха, обсудите их и сделайте это.

6. По заданию учебника узнай и запиши, что делается в вашем городе для охраны воздуха.

В нашем городе для защиты воздуха на предприятиях ставят фильтры на трубы, в парках и лесах сажают деревья. Также в городе строятся новые транспортные развязки для ликвидации автомобильных пробок.

Воздух и его охрана

Воздух — это смесь газов. В состав воздуха входят: кислород, азот, углекислый газ. Больше всего в составе воздуха азота.

Свойства воздуха

1. Воздух прозрачен
2. Воздух бесцветен
3. Чистый воздух не имеет запаха

Что происходит с воздухом при нагревании и охлаждении?
При нагревании воздух расширяется.
При охлаждении воздух сжимается.

Почему при нагревании воздух расширяется, а при охлаждении сжимается?
Воздух состоит из частиц, между которыми есть промежутки. Частицы постоянно движутся, часто сталкиваются. Когда воздух нагревается, они начинают двигаться быстрее, сталкиваются сильнее. Из-за этого они отскакивают на большее расстояние друг от друга. Промежутки между ними увеличиваются, и воздух расширяется. При охлаждении воздуха всё происходит наоборот.

Отгадай загадку.
Через нос проходит в грудь
И обратный держит путь.
Он невидимый, и всё же
Без него мы жить не можем.
Ответ: Воздух

Запиши ответ. Чем мы дышим?
Ответ: Мы дышим воздухом

Рассмотри рисунки. Где воздух будет самый чистый? Закрась кружочек под этим рисунком.


Запиши свойства чистого воздуха.
Воздух прозрачен, он не имеет цвета, не имеет запаха.

Воздух может согревать вас.
Одежда согревает вас не сама по себе, а потому, что она препятствует вашему телу терять тепло. Одежда хорошая ловушка для воздуха. Тепло вашего тела не может проникнуть сквозь пойманный , так как он является изолятором . Плотная зимняя одежда также задерживает много воздуха. Шерстяная одежда очень тёплая потому, что между шерстинками задерживается много воздуха. Птицы зимой стараются нахохлиться, чтобы вобрать между перьями как можно больше воздуха. Воздух между двойными стеклами также служит для теплоизоляции. Снег — хороший изолятор, потому что он задерживает воздух. Путники, застигнутые бураном, выкапывают в снегу укрытия, чтобы согреться.

Ответь на вопросы.
Что находится между стёклами окон? Ответ: Воздух
Под каким снегом растениям теплее: пушистым или утоптанным? Ответ: Под пушистым снегом растениям теплее.


Человеку и другим живым существам для дыхания нужен чистый воздух. Но во многих местах, особенно в больших городах, он загрязнён. Некоторые фабрики и заводы выбрасывают из своих труб ядовитые газы, сажу, пыль. Автомобили выделяют отработанные газы, в которых очень много вредных веществ.
Загрязнение воздуха угрожает здоровью людей, всей жизни на Земле!
Сейчас во многих отраслях промышленности установили контроль над уровнем токсичных веществ. Благодаря этим мерам воздух остается достаточно чистым и безопасным для жизнедеятельности. Сегодня заводы строят как можно дальше от города. Ученые помогают промышленникам найти решения проблемы, связанной с загрязнением воздуха. Например, они разработали для машин выхлопную трубу, эффективно фильтрующую отработанные газы. Создали новые автомобили — электромобили, которые не будут загрязнять воздух.

В разных местах созданы специальные станции, они следят за чистотой воздуха в больших городах, ежедневно измеряя чистоту воздуха, они предоставляют информацию и контролируют ситуацию.

КОНСПЕКТ УРОКА ОКРУЖАЮЩЕГО МИРА

ДЛЯ 3 КЛАССА.

УМК «Школа России»

Тема: Воздух и его охрана.

Цель урока:

познакомить учащихся с составом и свойствами воздуха.

Задачи:

— обучающие:

    формировать знания о значении воздуха для всего живого на

Земле;

    в процессе опытов и практической работы формировать знания

об основных свойствах воздуха;

    формировать практические умения работать с лабораторным

оборудованием, ставить опыты, вести наблюдения;

    анализировать, обобщать и делать выводы по результатам наблю-

дений;

    учить работать с гипотезой (предположение через деятельный

    метод

и практический подход).

Развивающие:

    создать условия для личностного развития ученика; активизации

самостоятельной деятельности и работы в группе; развития способ-

ности к конструктивному творчеству, наблюдательности, умению срав-

нивать и делать выводы;

— воспитательные:

    создать условия для воспитания бережного отношения к окружающей

среде;

    создать условия для воспитания коммуникативной культуры, умения

работать в группах, выслушивать и уважать мнение других;

чувства взаимопомощи, поддержки.

Оборудование: у учащихся: учебник «Окружающий мир 3 класс» А.А.Пле-

шакова; рабочая тетрадь; лупы, лист дерева

у учителя: учебник, рабочая тетрадь, презентация, электронное приложение к

учебнику; полиэтиленовый пакет, лабораторное оборудование: колба, спиртовка,

тряпочка для опыта, лупа, лист дерева, компьютер, презентация, мультимедий-

ный проектор, экран.

ХОД УРОКА.

І. Организационный момент (2 мин)

Проверка посадки и готовности к уроку.

Сегодня на уроке вы будете работать по группам. Какие правила работы в группе нужно помнить и соблюдать?

(Работай в полную меру своих сил; слушай каж-

дого члена группы внимательно, не перебивая;

говори чётко и по делу; поддерживай товарищей;

если не согласен с кем- то,скажи об этом вежливо,

капитаном выбирай того, кто сможет выбрать

лучшее решение вместе со всеми; помни: высту-

пать от имени группы почётно)

ІІ. Актуализация знаний. Проверка домашнего задания. (4 мин)

Цель: закрепление знаний, полученных на прошлых уроках

( Презентация ):

Итог по этапу.

ІІІ. Самоопределение к деятельности. (1 мин)

Отгадайте загадку:

Через нос проходит в грудь

И обратный держит путь.

Он невидимый, но всё же

Без него мы жить не можем.

(Воздух)

Как вы догадались?

(Воздухом мы дышим, без него не можем жить,

но его не видим)

Как вы думаете, о чём пойдёт речь сегодня на уроке?

(О воздухе, его составе и свойствах)

ІV. Работа по теме урока(20 мин)

    Беседа

На нашей планете есть 5 океанов. Как они называются?

(Северный Ледовитый, Тихий, Атлантический, Индийский и Южный) — Есть на свете ещё один очень важный океан- самый большой, и мы каждый день, каждый час, каждую минуту, не замечая этого, « купаемся» в нём. Как называется этот океан? (Воздушный)

Воздушный океан имеет своё научное название. Подробнее об этом расскажут наши ученики…

Выступление учеников . Заранее подготовленные ученики делают сообщение.

Цель: работа с учебными, научно-популярными текстами доступными для восприятия младшими школьниками, правильное и осознанное чтение вслух. Построение монологического высказывания по предложенной теме, по заданному вопросу .

    Слой воздуха, окружающий нашу планету, называется атмосферой.

Атмосфера — это гигантская воздушная оболочка, которая простирается вверх на сотни километров. Толщина атмосферы в разных частях планеты неодинакова.

    Атмосфера защищает землю от избытка тепла и холода, от излишней солнечной радиации. Если бы вдруг она исчезла, то вода и другие жидкости на Земле мгновенно закипели бы, а лучи солнца сожгли бы все живое.

Воздушный океан- атмосфера- очень важен для жизни.

Могут ли живые существа обойтись без воздуха? (Нет)

Почему? (Можно задохнуться и погибнуть)

Действительно, если глубоко вздохнуть, закрыть ладошкой рот, нос и считать про себя: раз, два, три… До 60 не успеем досчитать, как очень захочется глотнуть свежего воздуха.

Когда человек опускается под воду, поднимается высоко в горы или летит в космос, у него всегда должен быть с собой запас воздуха.

Если бы воздушный океан вдруг исчез, то наша планета через несколько минут стала бы безжизненной планетой.

Почему же так важен воздушный океан? (Ответы детей)

Воздушная оболочка Земли- это её удивительная «рубашка». Благодаря ей планета не перегревается от солнечных лучей, не стынет от космического холода. Эта «рубашка» защищает Землю от ударов метеоритов. Они просто сгорают в толще воздуха. Так что воздушная «рубашка» Земле просто необходима, и только благодаря ей на Земле, единственной планете в Солнечной системе, существует разумная жизнь.

Можно ли убедиться в том, что воздух существует? Как думаете вы?

(Ответы детей)

В том, что воздух действительно существует, убедиться очень легко. Попробуйте взмахнуть рукой. Что вы чувствуете?

(Движение воздуха)

У меня в руках- пустой полиэтиленовый пакет. Взмахну им и зажму концы. Почему пакет надулся и стал упругим?

(Там есть воздух)

Какое значение для человека, растений и животных имеет воздух?

(Воздух необходим для дыхания, защищает Землю от

перегревания и охлаждения, от метеоритов, от

вредных солнечных лучей).

Молодцы!

Физкультминутка.(1 мин)

Мы немножко отдохнем,
Встанем, глубоко вздохнём.
Руки в стороны, вперёд.
На опушке зайка ждёт.
Зайка прыгал под кустом,
Приглашая нас в свой дом.
Руки вниз, на пояс, вверх,
Убегаем мы от всех.
(Бег на месте.)
Побежим скорее в класс,
Там послушаем рассказ.

Проверка посадки.

    Практическая работа «состав и свойства воздуха». Работа в тетради (стр.27-29)

Цель: учить детей наблюдать, выдвигать гипотезы, анализировать и делать выводы на основе практических действий.

Прочитайте стихотворение. Что можно узнать из него о воздухе?

(Воздух- это смесь газов)

Откройте учебник на стр. 46. Рассмотрите схему «Состав воздуха».

Какие газы входят в состав воздуха?

(Кислород, азот и углекислый газ)

Какого газа в воздухе больше всего? (Азота)

Какого газа в воздухе меньше всего? (Углекислого газа).

Какой состав имеет воздух, люди узнали всего 200 лет назад. Первыми стали изучать состав воздуха и его свойства Джозеф Пристли и Антуан Лавуазье

При дыхании живые существа поглощают из воздуха кислород, а выделяют углекислый газ.

Работа в паре

Прикройте учебники.

Откройте тетради на стр. 27, выполните самостоятельно задание №1.

(Самостоятельно или с помощью учебника подпиши на

схеме, какие газообразные вещества входят в состав воз-

духа. Отметь карандашами разного цвета (по своему вы-

бору), какой газ живые существа при дыхании поглощают,

а какой выделяют. Расшифруй использованные тобой ус-

ловные обозначения).

Обменяйтесь тетрадями и проверьте работу друг друга. Сделайте вывод, оцените работу.

Верните тетради друг другу. Проверьте себя по учебнику. Исправьте ошибки. Оцените свою работу. Выберите нужный значок:

Итог . – Кто выполнил задание без ошибок?

Молодцы.

Кто испытывал трудности во время выполнения задания?

Исправьте ошибки и будьте внимательнее на уроке.

Ребята, а какими свойствами обладает воздух?

(Воздух упругий, …(предположения детей)

Давайте проведём несколько опытов и проверим, правы ли вы.

Во время практической работы будем выполнять задание №2 в тетради.

Рассмотрите таблицу и скажите, на какие вопросы мы должны ответить в результате наших наблюдений?

(По результатам исследований заполни таблицу.

Свойства воздуха

Что изучаем

Вывод

    Воздух прозрачен или непрозрачен?

    Имеет ли воздух цвет?

    Имеет ли воздух запах?

    Что происходит с воздухом при нагревании?

    Что происходит с воздухом при охлаждении?

Как вы думаете, как ответить на первый вопрос? (ответы детей)

Что поможет нам это доказать? (гипотезы детей).

Ребята, возьмите учебник, скажите, прозрачен ли он?

Посмотрите на дверь, прозрачна ли она? Видны ли через эти предметы другие?

А почему мы видим дверь, учебник, доску, парту? Обсудите и выскажите свои предположения.

( Воздух прозрачен)

Запишите вывод в таблицу. (Воздух прозрачен)

Какой следующий вопрос? (Имеет ли воздух цвет?)

Как вы можете ответить на этот вопрос? Как это доказать?

(Высказывания детей)

(Если дети затрудняются, учитель подсказывает им)

Какого цвета доска? (Зелёная)

Какого цвета шкаф? (Коричневый)

Какого цвета мел? (Белый)

Какого цвета воздух? (Не имеет цвета )

Запишите вывод в таблицу.(Воздух не имеет цвета).

Прочитайте третий вопрос.

(Имеет ли воздух запах?)

Что вы можете предположить? Какие доказательства мы можем использовать?

(Высказывания детей)

(Если дети затрудняются, учитель подсказывает им)

Ребята, поднимите руку, кто из вас был в парикмахерской, в столовой, в поликлинике? Представьте, что вам с закрытыми глазами предложили узнать, где вы находитесь? Возможно ли это? Как? Обсудите и выскажите свои предположения.

( Определить, где мы можем находиться, можно по запаху. Мы знаем, что частицы пахучих веществ смешиваются с частицами воздуха. Благодаря этому мы ощущаем запахи. Но чистый воздух запаха не имеет.)

Запишите вывод в таблицу. (Воздух не имеет запаха )

Что происходит с воздухом при нагревании и охлаждении? Узнаем это при помощи опытов.

Опыт №1.

Цель: узнать, что происходит с воздухом при нагревании.

Возьмём колбу с трубкой. Опустим трубку в воду. Что наблюдаем?

(Вода не входит в трубку- её не пускает воздух).

Будем нагревать колбу. Что происходит теперь?

(Из трубки стали выходить пузырьки воздуха).

( При нагревании воздух расширяется )- запись в тетради).

Опыт №2.

Цель: узнать, что происходит с воздухом при охлаждении.

Положим на колбу холодную влажную тряпочку. Что наблюдаем?

(Вода поднимается в трубочке. Воздух как бы уступает

воде часть своего места)

Какой вывод можно сделать на основе наблюдений?

( При охлаждении воздух сжимается)- запись в тетради)

У воздуха есть ещё одно интересное свойство. Для того, чтобы его узнать, выполним задание №4 на стр.28 в рабочей тетради.

Прочитайте рассказ Мудрой Черепахи и выполните её задания.

(Один из учеников читает рассказ вслух)

Подумайте, какое свойство воздуха описывается в рассказе?

(Предположения детей)

Проверим себя. Прочитайте текст в разделе «Проверь себя».

Молодцы!

Итак, какими свойствами обладает воздух?

(Воздух прозрачен, бесцветен, не имеет запаха, при на-

гревании расширяется, при охлаждении сжимается, он

упругий, плохо проводит тепло)

Молодцы!

V. Физкультминутка (1 мин)

Чтобы сильным стать и ловким

Приступаем к тренировке.

Носом вдох, а выдох- ртом.

Дышим глубже, а потом

Шаг на месте, не спеша,

Как погода хороша!

Мы проверили осанку

И свели лопатки.

Мы походим на носках,

А сейчас- на пятках.

Проверка посадки.

VІ. Закрепление изученного материала. Работа в тетради (5 мин)

Цель: закрепить полученные знания

Прочитайте задание №3 на стр.28 в тетради.

(Изобразите с помощью схематического рисунка, как рас-

полагаются частицы воздуха при нагревании и охлаждении)

Какие свойства воздуха нужно учитывать, чтобы правильно выполнить задание?

(При нагревании воздух расширяется, а при охлаж-

дении сжимается)

Как объяснить, что воздух при нагревании расширяется? Что происходит с частицами, из которых он состоит?

(Частицы начинают двигаться быстрее, и промежут-

ки между ними увеличиваются)

Нарисуйте в первом прямоугольнике, как располагаются частицы воздуха при нагревании.

Как объяснить, что воздух при охлаждении сжимается? Что происходит с частицами, из которых он состоит?

(Частицы начинают двигаться медленнее, проме-

жутки между ними уменьшаются)

Нарисуйте во втором прямоугольнике, как располагаются частицы воздуха при охлаждении.

(После выполнения задания проводится самопроверка по слайду:

VІІ. Рефлексия (4 мин)

    Работа в группах

Прочитайте второе задание на с.48. Выполните его.

(Прочитайте текст «Воздух должен быть чистым». Найдите в нём информацию: Об источниках загрязнения воздуха;о способах охраны чистоты воздуха.)

Что загрязняет воздух?

(Заводы и фабрики, автомобили)

Какие способы охраны воздуха вы знаете?

(Установки для улавливания сажи, пыли,

ядовитых газов, электромобили)

    Беседа (5 мин)

В городе есть фабрика. Из её трубы день и ночь валили клубы дыма. Жители города кашляли, чихали, некоторых даже укладывали в больницу. Хотели даже фабрику закрыть, но как же обойтись без товаров?

Однажды из трубы фабрики перестал валить дым. Вскоре выяснилось, что к трубе приладили дымоуловители, которые не позволяли частичкам сажи вылетать из трубы.

И вот что интересно. Сажу теперь бережно собирают и отправляют на завод пластмасс, где делают разные пластмассовые вещи.

Словом, польза от дымоловки всем- и жителям города, и фабрике (она сажу продаёт), и производителям пластмасс.

Назовите способы охраны чистоты воздуха.

(Установки для очистки воздуха, электромобили)

Можете ли вы как- нибудь повлиять на чистоту воздуха?

(Можно сажать растения, они очищают воздух)

Почему растения поглощают углекислый газ, а выделяют кислород?

(Предположения детей)

Давайте внимательно рассмотрим листочек дерева. Нижняя поверхность листа покрыта прозрачной плёночкой и усеяна мелкими отверстиями. Их называют «устьица». Они то открываются, то закрываются, собирая углекислый газ. При свете солнца из воды, которая поднимается от корней по стеблям растений, и углекислого газа в зелёных листьях образуются сахар, крахмал и кислород. Поэтому растения называют «лёгкими планеты».

VІІІ. Подведение итогов урока. (2 мин)

Что такое воздух? (Смесь газов- азота, кислорода и углекислого газа)

Назовите свойства воздуха.

(Воздух прозрачен, бесцветен, не имеет запаха, упругий,

при нагревании расширяется, при охлаждении сжимается,

плохо проводит тепло)

Что нового вы узнали на уроке?

ІХ. Домашнее задание (1 мин)

    Рабочая тетрадь: №5 (с.29)

1. Самостоятельно или с помощью учебника подпиши на схеме, какие газообразные вещества входят в состав воздуха.

Отметь карандашами разного цвета (по своему выбору), какой газ живые существа при дыхании поглощают, а какой выделяют.
Расшифруй использованные тобой условные обозначения:

2. По результатам исследований заполни таблицу.

3. Изобразите с помощью схематического рисунка, как располагаются частицы воздуха при нагревании и охлаждении. (Частицы воздуха обозначайте кружочками.)

Мудрой Черепахи и выполни её задания.

Воздух — защитник живого

Травянистые растения, зимующие под снегом, не замерзают, потому что в нём много воздуха. Благодаря воздуху холодный снег служит для растений тёплым «одеялом».
К зиме у зверей становится гуще шерсть, а у птиц — перья. Между густыми волосками, перьями задерживается больше воздуха, и животным зимой теплее.

1) Эти факты объясняются ещё одним свойством воздуха, о котором мы пока не говорили. Подумай, какое это свойство — воздух плохо проводит тепло.
2) Приведи пример, доказывающий, что это свойство воздуха важно не только для растений и животных, но и для человека — воздух есть между телом и одеждой человека и в самой одежде, поэтому одежда сохраняет тепло нашего тела

Проверь себя .

5. Придумай и нарисуй на отдельном листе плакат «Берегите воздух!».
Посмотри, что нарисовали твои друзья. Если у тебя есть идеи, как вы можете помочь охране воздуха, обсудите их и сделайте это.

6. По заданию учебника узнай и запиши, что делается в вашем городе для охраны воздуха.

В нашем городе для защиты воздуха на предприятиях ставят фильтры на трубы, в парках и лесах сажают деревья. Также в городе строятся новые транспортные развязки для ликвидации автомобильных пробок.

ГДЗ 3 класс — Окружающий мир. Плешаков. Тетрадь рабочая 1 часть, стр 28


  • Тип: ГДЗ, Решебник.
  • Автор: Плешаков А. А.
  • Год: 2020.
  • Серия: Школа России.
  • Издательство: Просвещение.

Подготовили готовое домашнее задание к упражнениям на 28 странице по предмету окружающий мир за 3 класс. Ответы на задания: 3, 4.

Рабочая тетрадь 1 часть — Страница 28.

Ответы 2020 года.

Номер 3.

Изобразите с помощью схематического рисунка, как располагаются частицы воздуха при нагревании и охлаждении. (Частицы воздуха обозначайте кружочками.)

Номер 4.

Прочитай рассказ Мудрой Черепахи и выполни ее задания.
Воздух – защитник живого
Травянистые растения, зимующие под снегом, не замерзают, потому что в нем много воздуха. Благодаря воздуху холодный снег служит для растений теплым «одеялом».
К зиме у зверей становится гуще шерсть, а у птиц – перья. Между густыми волосками, перьями задерживается больше воздуха, и животным зимой теплее.
1) Эти факты объясняются еще одним свойством воздуха, о котором мы пока не говорили. Подумай, какое это свойство.

Ответ: воздух плохо проводит тепло.

2) Приведи пример, доказывающий, что это свойство воздуха важно не только для растений и животных, но и для человека.

В старых Московских домах, построенных еще в СССР окна не пластиковые. Они состояли из двух рам так, что квартиру отделял воздушный барьер, удерживающий тепло внутри.
Мамы всегда говорят своим детям: «одевайся теплее и водолазку пододень». Мамы заботятся о своих детях, ведь они знают, что многослойность позволяет не замерзнуть из-за того, что воздух задерживается в слоях одежды и удерживает тепло.

Проверь себя:
1) Воздух плохо проводит тепло.
2) Воздух есть между телом и одеждой человека и в нашей одежде. Поэтому одежда сохраняет тепло нашего тела.

Рейтинг Общая оценка:

4.7 / 5 ( 6 голосов )

Поделитесь с друзьями

Делаем модель круговорота воды в природе в банке Опыт для детей

Схема круговорота воды в природе детские рисунки

Вода окружает нас везде, и это буквально. У нас под ногами на земле текут реки, моря океаны. Над головой текут облака, и сами мы состоим из воды. Причем зачастую это одна и та же вода, а происходит это благодаря круговороту в природе. С водой постоянно происходят процессы нагревания и охлаждения, благодаря чему она меняет свое состояние. Мы уже как-то перестали видеть красоту воды, и принимаем ее, как должное. Предлагаю вам оценить детские картинки. Посмотрите, как дети схематично рисуют круговорот воды, как они видят окружающих их водный мир.

Нагревание и охлаждение воды.

Испарение.

Рисунок водопада.

Красота воды.

Окружающий мир.

Схематический рисунок круговорота воды в природе.

О воде.

Круговорот.

Красота.

В природе.

Поэтапно капелька.

Водопады на стенде.

Вода вокруг нас.

Расширение жидкости при нагревании.

Картинка 2 класс.

Замерзание воды.

В 3 класс.

Капельки.

Детский рисунок.

Испарение.

Легко карандашом.

Объемная.

Солнце источник энергии для круговорота.

Нагревание воды в природе, и дальнейшее ее испарение от солнца схематично.

На холсте.

Удивительное рядом.

Форорассказ.

Источник



Делаем модель круговорота воды в природе в банке! Опыт для детей

Как все просто и интересно. Пошла искать трехлитровую банку. Спасибо, Татьяна.
У меня вопрос про открытые и закрытые системы. Правильно ли я поняла, что закрытая банка-это закрытая система? Если да, то она ж все равно берет энергию из окружающего мира и тогда выходит что она открыта? Извините, пожалуйста, за мою глупость 🙁 И если не тяжело, то объясните поподробней. Большое пребольшое спасибо!

Дело в том, что совершенно закрытых систем в реальном мире быть не может — всегда найдется какое-то внешнее воздействие. Поэтому я и писала, что банка-закрытая система «с допущениями». Это как в задачах по физике, когда говорят, что «силой трения можно пренебречь». Так что вы все поняли правильно:)

Спасибо, Татьяна. До чего же я люблю Ваш сайт!

Рада, что нравится:)

Здравствуйте, Татьяна!
Большое спасибо за простое, и в то же время, интересное экспериментирование!
Обязательно сделаем с детьми в группе!

Удачных экспериментов вашим деткам! 🙂

Буду рада, если твоим мальчишкам пригодится:)

Чтобы оставить комментарий*, напишите текст в окошке и выберите в «Подписи комментария» профиль из любого вашего аккаунта. Если вы нигде не зарегистрированы, выбирайте Имя/URL и просто вводите свое имя — оно отобразится в подписи.

Источник

Окружающий мир 3 класс 1 часть Превращения и круговорот воды стр. 55 – 58

1. Подумай, в каких трёх состояниях вода находится в природе.

Вода в природе может находиться в трёх состояниях.

1) В жидком, в виде воды.

2) В твёрдом, в виде льда и снега.

3) В газообразном, в виде водяного пара.

2. Рассмотрите рисунок на с. 55. Что на нём показано? Что обозначают стрелки на этом рисунке? Расскажите, что происходит с частицами воды при образовании пара и льда.

На этом рисунке показано взаимное положение частиц воды, находящейся в разных состояниях.

Стрелки на рисунке показывают, что вода может переходить из одного состояния в другое в любом направлении, например жидкая вода может стать твёрдым льдом, который растаяв, станет жидкой водой.

При образовании льда расстояние между частицами уменьшается, и они соединяются в кристаллы.

При образовании пара, расстояние между частицами сильно увеличивается, и они разлетаются друг от друга.

С помощью рисунка объясните, почему при превращении в лёд вода расширяется. (Обратите внимание на особое расположение частиц льда и образующиеся между ними промежутки.)

Несмотря на то что расстояние между отдельными частицами воды при образовании льда уменьшается и они соединяются, между отдельными цепочками кристаллов образуются значительные промежутки. Эти промежутки больше, чем расстояние между частицами жидкой воды, а значит при образовании льда вода расширяется.

3. Рассмотрите схему на с. 56. Расскажите по ней о круговороте воды в природе. Попросите других ребят проверить вас.

Поверхность воды, например моря, нагревается солнцем, и температура воды увеличивается. Из-за этого часть воды испаряется, и тёплый водяной пар поднимается.

В вышине водяной пар остывает и снова превращается в воду. Образуются мельчайшие капельки, из которых состоят облака. Капельки в облаках увеличиваются в размерах и выпадают на землю в виде дождя.

Дождь ручьями стекает в реки, реки бегут в моря, и происходит круговорот воды.

4. Из выданных вам деталей соберите модель круговорота воды. Проверьте себя по схеме в учебнике.

Из выданных деталей составляем схему круговорота воды. Показываем солнце, поверхность моря, океана, испарение, облака, дождь.

Проверь себя

1. В каких трёх состояниях вода находится в природе?

Вода в природе находится в жидком, твёрдом и газообразном состояниях.

2. При каком условии образуется лёд? Отчего он тает?

Лёд образуется, если температура воды падает ниже 0 градусов Цельсия. Лёд тает при нагревании, если его температура повышается выше 0 градусов.

3. Как образуется пар? При каком условии пар превращается в жидкую воду?

Пар образуется при испарении воды при нагревании. При охлаждении пара он снова превращается в жидкую воду.

4. Как происходит круговорот воды в природе? Какими способами мы его моделировали?

Круговорот воды в природе происходит следующим образом: при нагревании солнечными лучами вода с поверхности море испаряется и превращается в водяной пар. Водяной пар поднимается и там остывает. Он превращается в капельки воды, которые падают на землю в виде дождя.

Круговорот воды мы моделировали с помощью деталей модели.

Задания для домашней работы

1. Запиши в словарик: состояние, испарение, круговорот.

Состояние — форма, в которой вода находится в природе

Испарение — процесс перехода воды в газообразное состояние

Круговорот — процесс, который состоит из испарения, переноса водяных паров, образования капелек дождя и выпадения осадков.

2. Изготовь из пластилина на дощечке или фанерке модель круговорота воды в природе. Расскажи по этой модели о круговороте воды.

Рассказ о круговороте воды в природе для 3 класса

На моей модели море показано голубым пластилином. Поверхность моря нагревается солнечными лучами, и вода начинает переходить в газообразное состояние.

В виде водяного пара вода поднимается, что можно показать стрелками из голубого пластилина. Но на высоте всегда холодно и водяной пар начинает остывать. А остывая водяной пар снова превращается в капельки воды.

Эти капельки воды образуют облака и тучи, показанные белым пластилином. Когда капелек накапливается много, они проливаются дождём, показан голубым пластилином, на поверхность земли, которая показана зелёным пластилином.

В виде рек (голубые полоски) эта вода снова попадает в моря.

Так происходит круговорот воды в природе

На следующем уроке

Вспомни, как люди используют воду. Откуда в наш дом приходит вода и куда она уходит?

Люди используют воду для приготовления пищи, питья, умывания, стирки и уборки.

В дома вода приходит по водопроводным трубам с водоканала, водозабора. А уходит через канализационные трубы к очистным сооружениям.

Источник

Конспект урока с презентацией «Круговорот воды в природе». 3-й класс

Назад Вперёд

Загрузить презентацию (987 кБ)

Цели урока: создать условия для формирования понятия круговорота воды в природе, как важнейшем явлении в природе.

Задачи урока:

  • Помочь учащимся систематизировать и расширить знания учащихся о процессах, происходящих с водой;
  • Организовать деятельность учащихся по формированию мировоззренческих идей материальности мира
  • Содействовать развитию речи учащихся, формированию умения высказывать свою точку зрения, создавая речевую ситуацию.
  • Способствовать становлению бережного отношения к воде
  • Совершенствовать умение слушать учителя, одноклассников;
  • Совершенствовать умение работать в паре, группе

Оборудование урока: презентация, приложение, портреты Капитошки и Волчонка, плакат “Круговорот воды в природе”, изображения айсберга, тумана, для опыта: стакан с водой, спиртовка, тарелочки с кубиками льда, тест.

Организационный момент

Вот опять звенит звонок, начинается урок. Встали ровно и красиво, проверили готовность к уроку, тихо сели. Проверили посадку. Молодцы! Я желаю всем удачи. Чтобы узнать, о чём мы будем говорить сегодня на уроке, отгадайте загадку:

Меня пьют,
Меня льют,
Всем нужна я,
Кто я такая?(Вода)

Наш урок мы посвятим разговору о воде. Будьте внимательны на уроке, старайтесь, в конце урока нас ждёт небольшая самостоятельная работа.

Работать будем по плану: (на доске или на экране)

Проверка Д/З

Проверка Д/З

Исследуя воду на предыдущем уроке, мы узнали много её свойств.

— Давайте проверим, как вы запомнили их, выполнив Тест.

Инструктаж. Самопроверка по ключу.

Самооценка знаний по критериям. Взаимопроверка. (Работа в парах).

Обратная связь: Встаньте те, кто поставил себе «5», … «4», … «3».

Анализ типичных ошибок. (Проходя по рядам, проверяю работу детей и ошибки. Большинство допустили ошибки в уровне «С». Давайте его разберём. Вода нужна для мытья посуды, стирки, т.к. вода – растворитель. Вода нужна для приготовления пищи. Вымыть, добавить блюду нужное количество жидкости по рецепту.)

Изучение нового материла

Я и туча, и туман,
И ручей, и океан
И летаю, и бегу
И стеклянной быть могу. (вода)

Изучение нового материала.

Открытие новых знаний

— В каких трёх состояниях вода может быть в природе?

В жидком, в твёрдом и в газообразном. Молодцы!

— Назовите слова, отражающие жидкое состояние воды?

— Прочитайте: (И ручей, и океан).

— Назовите слова, отражающие твёрдое состояние воды?

— Прочитайте: (И стеклянной быть могу). Докажите! Это лёд.

— Назовите слова, отражающие газообразное состояние воды?

— Прочитайте (Я и туча, и туман).

Итак, вода может находиться в трёх состояниях: жидком, твёрдом и газообразном.

— Как можно по-другому назвать изменение свойств воды? Вспомните, как э то происходит в сказках со сказочными героями, например, Царевна-лягушка и Иванушка.

— Может, кто-нибудь попробует сформулировать тему нашего урока.

«Превращения и круговорот воды» (на доске)
(Открываю тему)

Работа в группах

Работа в группах.

— Давайте, представим себя маленькими исследователями.

Перед вами задача. Вы будете работать в группах (6 групп: объединяю детей по 3-4 человека). У каждой группы на листочке вопрос, подумайте, обсудите и постарайтесь на него ответить. Решите, кто из вашей группы будет отвечать. На эту работу даю вам 1 минуту. Возьмите листочки. Начинаем работать.

1 группа. Как вода переходит из жидкого состояния в газообразное?

2 группа. Как вода переходит из жидкого состояния в твёрдое?

3 группа. Как вода переходит из твёрдого состояния в жидкое?

Выступление 6 человек, по 1-му представителю из каждой группы. Параллельные выступления ребят из групп с одинаковыми вопросами. Спасибо. Ну что ж, давайте проверим ваши версии.

Открытие новых
знаний.

Практическая работа

Опыт 1.

У вас на столах лежат кубики льда. Потрогайте их на ощупь. Давайте их погреем. Подержите их в руках. Верните их обратно. Возьмите салфетки и протрите руки.

Ответьте на вопросы:

— Что с ними происходит? (тают)

— И превращаются во что? (в воду)

— Значит, вода какое состояние приобрела? (жидкое)

— Где можем наблюдать воду в жидком состоянии? (моря, реки, озёра, океаны, ручьи)

— А ещё в каком состоянии может быть вода? (в газообразном)

— А что надо сделать, чтобы вода перешла в газообразное состояние? (нагреть)

Опыт 2.

Проделаем опыт. Нагрею воду спиртовкой.

Спиртовка — это горелка. Посмотрите, всем видно?

— Что происходит с водой?

Вода нагревается и под действием высокой температуры из жидкого состояния переходит в(Газообразное, т.е. становится паром)

Тёплый воздух легче холодного, поэтому поднимается вверх.

Поставим над поднимающимся паром перевёрнутую стеклянную кружку. Она сухая, прозрачная.
— Что происходит? ( Стекло запотело. Через некоторое время, остывая, пар превращается снова в жидкое состояние, собираются капельки.)

Достигая холодного стекла капли охлаждаются – этот процесс получил название конденсация. (на экране)

Встаньте. Читаем хором определение.

Конденсация – это переход воды из газообразного состояния в жидкое (то есть из пара – в воду.) Ещё раз прочитайте самостоятельно. Расскажите друг другу.

Работаем в парах. Кто выучил? Расскажи (Артём, Ваня). Молодцы!

— Итак. Мелкие капельки собираются в более крупные, и что же с ними происходит? (капельки воды увеличиваются, отрываются и падают)

Сделайте вывод: Мы увидели, что вода нагрелась, стала испаряться, т.е. превращаться в пар. Пар от соприкосновения с холодным стеклом снова превратился в воду.

Получился круговорот. (Если дети будут затрудняться, показываю слайд на экране и читаем хором.)

Физминутка

А теперь надо немного отдохнуть. Встаньте. Сейчас мы поиграем в игру «Вода, не вода»

— Если названное мною слово, обозначает то, что содержит воду, то вы приседаете.

— Если предмет не имеет никакой связи с водой, то поднимаете руки вверх.

Облако, лужа, журнал, дождь, стол, туман, ветер, книга, пар, ковёр, компот, блокнот, град, суп, ручка, дверь, иней, сок, снег, альбом.

— Молодцы, вы справились. Садитесь на свои места. Проверили посадку.

Рефлексия

В морях и реках обитает,
Но часто по небу летает.
А как наскучит ей летать,
На землю падает опять. (вода)

***
А ещё говорят, что вода-путешественница.

— А почему её так называют?

Видеофрагмент м/ф Капитошка»

Первичная
рефлексия

Волчонок так и не понял, кто такой Капитошка. А вы, ребята, поняли? (это капелька воды)

Давайте поможем Волчонку разобраться, кто же такой Капитошка.

Продолжаем работать. Вот что о путешествии капельки, нам расскажет Семён в своём сообщении.

«Жила Капелька когда-то в большом океане. Но жила не одна, вместе с ней жили сестры и братья, их было очень много.

Однажды в жаркий день они так разыгрались, что одна капелька оторвалась от своих братьев и сестер, стала легкой и полетела вверх.

Летела она, летела и на своем пути стала встречать своих братьев и сестер. Их уже было целое облако. Но вдруг подул холодный ветер. Они начали мерзнуть и стали прижиматься друг к другу, чтобы хоть как-то согреться. И они превратились в большую тяжелую каплю и уже не могли удержаться высоко над землей и начали падать вниз.

Судьба выпавших с неба капель различна. Одни из них попадают в ручьи или реки, озера или сразу в море, а некоторые просачиваются под землю и грунтовые воды несут их обратно в моря и океаны.

И приземлилась Капля в речку, и снова встретила там своих родных, ей понравилось путешествовать, она все время ждала, когда же такой момент наступит снова».

Первичное закрепление

Итог.

— Так кто же такой, Капитошка? (капля воды)

— Скажите, что произошло с каплей в жаркий день? (испарилась)

Какое это состояние воды? (газообразное)

Вешаю на доску (по кругу)

— Когда капля с тёплой поверхности поднялась наверх, подул холодный ветер, капли начали прижиматься друг к другу, чтобы согреться, превратились в большую каплю.

— Какое это состояние воды? (жидкое)

— Как называется превращение газообразного состояния воды в жидкое?
Уже висит (можно напомнить)

— Как капли вернулись на землю? (в виде осадков)

— Какие бывают осадки? (дождь, снег, град)

— Жидкие осадки. Это что? Назовите. (дождь)

— А твёрдые осадки. Это что? Назовите. (снег, град)

— В конце капелька мечтала, чтобы снова наступил жаркий день, и опять можно было попутешествовать. Путешествуя в жаркий день, что произойдёт снова с капелькой? (испарится)

— И превратится снова во что? (в газообразное состояние)

— Значит, что произошло с водой в природе? (круговорот воды в природе)

Работа
с учебником

Откройте учебник на стр.58. Прочитайте вывод тихо вслух. Повернитесь, расскажите друг другу. Работаем в парах. (самопроверка-рефлексия).

Встаньте. А теперь хором. Молодцы!

Физминутка
для глаз

Давайте отдохнём. Закрыли глазки. Сосчитали до 10-ти. Окрыли глазки, поморгали. Внимание на экран. (Комментирую по ходу)

Круговорот воды в природе. Презентация с музыкальным сопровождением.

Систематизация и обобщение полученных знаний

Переходим к самому главному этапу нашего урока, самостоятельной работе. Возьмите листочки.К каждому процессу из левого столбика вам нужно найти определение из правого столбика, и соединить их стрелками. На эту работу я вам даю 1 минуту.

превращение воды в лёд

превращение пара в воду

превращение воды в пар

превращение льда в воду

Проверка: (на экране)

У кого всё правильно? Молодцы! У кого одна ошибка? У кого больше ошибок?

Несколько человек допустили ошибки. Давайте вспомним определения. (Спрашиваю 2-3 человек, кто допустил ошибки, за ними повторяют определения.)

Домашнее задание

  1. с.53-56 прочитать, в. 3, 4 на стр.58.
  2. В тетрадях нарисуйте схему круговорота воды в природе.

Покажите товарищу, как записали Д/З

Рефлексия деятельности на уроке

— О каких трех состояниях воды вы узнали?
(Вода в природе бывает в трёх состояниях: твёрдом, жидком, газообразном)

— При каком условии образуется лёд? (при t=0 о С и ниже, замерзает)

— Отчего он тает? (Повышение температуры выше 0 о С)

— Как образуется пар? (вода нагревается до кипения и начинает испаряться)

Итак. Почему вода-путешественница?

Программа
МАХимум

Сообщения детей

Время у нас осталось, и мы переходим к программе максимум.

Где мы можем наблюдать воду в твёрдом состоянии, нам расскажет Софья. Айсберги.
В холодных морях встречаются ледяные горы – айсберги. Это огромные куски льда, которые откололись от ледников Арктики и Антарктиды. Айсберги бывают разной величины. Но всегда болшая их часть находится под водой. Над поверхностью воды айсберги поднимаются на 70-100 метров. Лед легче воды, поэтому айсберги плавают в морях и океанах. Под лучами солнца они медленно тают. Айсберги опасны для кораблей.

— Айсберг — это какое состояние воды?(твёрдое)

Где можно встретить воду в газообразном состоянии и в жидком расскажут Максим и Алёша.
Туман, роса, иней.
Когда солнце нагревает поверхность рек, озер и морей, часть воды испаряется и поднимается вверх. Сначала эти капельки такие маленькие, что их нельзя разглядеть. Потом они собираются в облака и становятся видимыми.
Если облака опускаются очень низко над землей, они становятся туманом.
Чаще всего туманы бывают там, где много влаги – над рекой или в низинах. Обычно туманы появляются утром или вечером, когда земля остывает. Но стоит пригреть солнышку – утренний туман рассевается. Это не значит, что он исчезает: просто он снова превращается в пар и поднимается в вверх.

*****
А что происходит с вечерним туманом?
Капельки воды из которых состоит туман, опускаются на землю, прикасаются к предметам, листьям, траве и превращаются в росу. Конечно, мы видели ее не раз после ясных холодных ночей. Роса, как тысячи рассыпавшихся бриллиантов, сверкает на солнце радужными искорками.
А если холодно и температура воздуха ниже нуля, капельки влаги ложатся на землю маленькими кристалликами льда – инеем.
Так путешествует лишь часть капелек. А что происходит с другими? (Оценка Алёше)

Об осадках нам расскажет Денис.

Дождь, град, снег.
Другие капельки поднимаются в верхнюю (холодную) часть облаков. Они замерзают, тяжелеют. Им становятся трудно держаться в воздухе, и они падают вниз. Если над землей тепло, капельки тают и возвращаются к нам дождем.
Иногда в грозу часть капелек не успевает растаять. Тогда вместе с дождинками на землю падают похожие на маленькие горошинки ледяные шарики – град.
А зимой с капельками – путешественницами происходят чудеса. Поднимаясь над землей, замерзшие капельки примерзают друг к другу и появляется красавица-снежинка! Снежинки медленно опускаются, собираются в хлопья и возвращаются на землю снегом!
Такое путешествие воды называются круговоротом.

Источник

Кривые нагрева и охлаждения (также называемые температурными кривыми)

Цели обучения

  • Список изменений состояния.
  • Свяжите изменение состояния с изменением температуры.

Примеры

Откуда в пароходах столько энергии?

Во времена Марка Твена (настоящее имя Сэмюэл Лэнгхорн Клеменс, 1835–1910) пароход был основным средством передвижения по рекам и озерам Соединенных Штатов.Сам Твен какое-то время был лоцманом парохода на реке Миссисипи и взял свой псевдоним из-за измерения глубины воды (двенадцать футов, что было безопасной глубиной для лодок). Лодки получали энергию от пара — жидкая вода превращалась в газ при высоких температурах. Пар толкал поршни двигателя, заставляя гребные колеса вращаться и двигать лодку.

 

Кривые нагрева

Представьте, что у вас есть глыба льда, температура которой составляет -30°C, что значительно ниже его точки плавления .Лед находится в закрытом контейнере. По мере того как к ледяному блоку постоянно добавляется тепло, молекулы воды начинают вибрировать все быстрее и быстрее, поглощая кинетическую энергию. В конце концов, когда лед нагреется до 0°C, добавленная энергия начнет разрушать водородные связи, удерживающие молекулы воды на месте, когда она находится в твердой форме . При таянии льда его температура не повышается. Вся энергия, которая вкладывается в лед, идет на процесс таяния, а не на повышение температуры.В процессе плавления два состояния – твердое и жидкое – находятся в равновесии друг с другом. Если бы система была изолирована в этой точке, и никакая энергия не могла бы входить или выходить, смесь льда и воды при 0°C оставалась бы. Температура всегда постоянна при изменении состояния.

Дальнейшее нагревание воды после того, как лед полностью растаял, теперь будет увеличивать кинетическую энергию молекул жидкости, и температура будет повышаться. Если предположить, что атмосферное давление является стандартным, температура будет постоянно повышаться, пока не достигнет 100°C.В этот момент добавленная энергия тепла заставит жидкость начать испаряться. Как и при предыдущем изменении состояния, температура останется равной 100°C, в то время как молекулы воды перейдут из жидкого состояния в газообразное или парообразное состояние. Как только вся жидкость полностью выкипит, дальнейшее нагревание пара (помните, что контейнер закрыт) повысит его температуру выше 100°C.

Описанный выше эксперимент можно обобщить на графике, называемом кривой нагрева ( Рисунок ниже):

Рис. 13.23

На кривой нагрева воды температура отображается при постоянном добавлении тепла. Изменения состояния происходят во время плато, потому что температура постоянна.

Изменение состояния всех веществ может быть представлено кривой нагрева этого типа. По горизонтальным линиям или площадкам на кривой можно определить температуры плавления и кипения вещества. Другие вещества, конечно, будут иметь точки плавления и кипения, отличные от температуры воды.Единственным исключением из этой точной формы нагревания было бы такое вещество, как двуокись углерода, которая скорее возгоняется, чем плавится при нормальном давлении. Кривая нагрева двуокиси углерода будет иметь только одно плато при температуре сублимации CO 2 .

Весь эксперимент можно провести в обратном порядке. Пар с температурой выше 100°C можно было постепенно охлаждать до 100°C, после чего он конденсировался бы в жидкую воду. Затем воду можно охладить до 0°C, после чего дальнейшее охлаждение заморозит воду до состояния льда.Затем лед можно было охладить до некоторой точки ниже 0°C. Это можно изобразить в виде кривой охлаждения, противоположной кривой нагрева.

Сводка изменений состояния

Все изменения состояния, происходящие между твердым телом, жидкостью и газом, представлены на диаграмме на рисунке ниже. Замораживание противоположно плавлению, и оба представляют собой равновесие между твердым и жидким состояниями. Испарение происходит, когда жидкость превращается в газ. Конденсация противоположна испарению, и оба представляют собой равновесие между жидким и газообразным состояниями. Отложение противоположно сублимации, и оба представляют собой равновесие между твердым и газообразным состояниями.

Рисунок 13.24

Твердое, жидкое и газообразное состояния с терминами для каждого изменения состояния, которое происходит между ними.

Ключевые выводы

Резюме
  • Изменение состояния может быть вызвано введением тепла в систему или удалением его из системы.
  • Температура системы не изменится, пока вещество претерпевает превращение из твердого в жидкое или из жидкого в газообразное, а также наоборот.

 

Упражнения

Практика

Вы можете экспериментировать с давлением, температурой и фазами, используя эту симуляцию

http://www.pbs.org/wgbh/nova/physics/states-of-matter.html

Измените температуру, давление и вещество и запишите свои наблюдения.

 

Упражнения

Обзор

Вопросы

  1. Что происходит, когда температура льда достигает 0°C?
  2. Что такое сублимация?
  3. Что произойдет с паром, если его охладить до 100°С?

 

Глоссарий

  • конденсация: Процесс превращения газа в жидкость.Противоположность испарению, и оба представляют собой равновесие между жидким и газообразным состояниями.
  • депонирование: Процесс превращения газа в твердое тело. Противоположность сублимации, и оба представляют собой равновесие между твердым и газообразным состояниями.
  • испарение: Происходит, когда жидкость превращается в газ.
  • замерзание: Процесс превращения жидкости в твердое тело. Противоположность плавлению, и оба представляют собой равновесие между твердым и жидким состояниями.
  • газ: Состояние вещества, которое заполняет все доступное пространство.
  • жидкость: Состояние вещества определенного объема, принимающее форму своего сосуда.
  • плавление: Процесс превращения твердого тела в жидкость.
  • твердое тело: Состояние вещества определенной формы и объема.
  • сублимация: Процесс превращения твердого тела в газ.

молекул в движении | Глава 1: Материя — твердые тела, жидкости и газы

  • Попросите учащихся помочь вам спланировать эксперимент, чтобы выяснить, отличается ли скорость молекул воды в горячей воде от скорости в холодной.

    Задайте учащимся вопросы, например, следующие:

    • Отличается ли скорость молекул воды в горячей и холодной воде?
    • Что мы можем сделать, чтобы узнать?

    Учащиеся могут догадаться, что молекулы горячей воды движутся быстрее. Есть несколько возможных экспериментов, которые студенты могут предложить, чтобы выяснить, так ли это. Один из наиболее очевидных способов — сильно нагреть воду, чтобы она закипела. Тогда вы увидите, как вода движется.Вы могли бы сделать это, но для этого требуется горячая плита, это занимает довольно много времени и, возможно, придется делать это в качестве демонстрации, а не как занятие, которое могут выполнять ученики.

    Скажите учащимся, что одним из возможных способов является использование горячей и холодной воды и добавление в воду пищевого красителя. Если молекулы воды движутся быстрее при одной температуре, чем при другой, то и пищевой краситель должен двигаться быстрее, и это движение будет легко увидеть.

    Спросите студентов:

    • Должны ли мы использовать одинаковое количество горячей и холодной воды в нашем эксперименте? Да.
    • Должны ли мы использовать один и тот же тип чашки для горячей и холодной воды? Да.
    • Должны ли мы использовать одинаковое количество капель пищевого красителя в каждой чашке? Да.
    • Должны ли мы вводить краску одновременно? Да.

    Объясните, что разные вещи, такие как количество воды, тип чашки и количество капель пищевого красителя, называются переменными. Важно, чтобы все переменные были одинаковыми, кроме той, которую вы тестируете.Поскольку мы пытаемся выяснить, влияет ли температура на движение молекул воды, мы должны оставить все остальное в эксперименте без изменений. Температура должна быть единственной переменной. Таким образом, если мы заметим что-то другое между двумя образцами воды, мы будем знать, что это вызвано разницей в температуре.

    Дайте каждому учащемуся лист с заданиями.

    Учащиеся записывают свои наблюдения и отвечают на вопросы о задании в листе задания.Разделы «Анимация» и «Возьми это дальше» листа с заданиями будут выполняться в классе, в группах или индивидуально в зависимости от ваших инструкций. Посмотрите на версию листа с заданиями для учителя, чтобы найти вопросы и ответы.

  • Сравните скорость молекул воды в горячей и холодной воде.

    Вопрос для расследования

    Отличается ли скорость молекул воды в горячей и холодной воде?

    Подготовка учителей

    1. Это упражнение работает лучше всего, если существует большая разница между температурами горячей и холодной воды.
    2. Добавьте 4–5 капель синего пищевого красителя в маленькую чашку для каждой группы.
    3. Добавьте 4–5 капель желтого пищевого красителя в другую маленькую чашку для каждой группы.
    4. Добавьте лед примерно к 6 чашкам водопроводной воды, чтобы сделать ее достаточно холодной.
    5. Налейте примерно ¾ стакана холодной воды (без льда) в стакан для каждой группы.
    6. Налейте около ¾ чашки горячей воды в чашку для каждой группы.

    Материалы для каждой группы

    • Горячая вода (около 50 °C) в прозрачном пластиковом стакане
    • Холодная вода в прозрачном пластиковом стакане
    • Желтый пищевой краситель в маленькой чашке
    • Синий пищевой краситель в маленькой чашке
    • 4 капельницы

    Процедура

    1. Вместе с напарниками осторожно капните из пипетки 1 каплю желтого и 1 каплю синего пищевого красителя одновременно в горячую и холодную воду.

    2. Позвольте цветам смешаться сами по себе, пока вы наблюдаете за ними в течение нескольких минут.
  • Запишите и обсудите наблюдения учащихся.

    После выполнения задания дайте учащимся время записать свои наблюдения, ответив на следующие вопросы в листе задания. Когда они ответят на вопросы, обсудите их наблюдения всей группой.

    • Опишите, как выглядели цвета, как они перемещались и смешивались в холодной воде.
    • Опишите, как выглядели цвета, как они перемещались и смешивались в горячей воде.
    • Что скорость смешения цветов говорит вам о скорости молекул в горячей и холодной воде?

    Ожидаемые результаты

    Желтый и синий пищевой краситель быстрее растекаются в горячей воде, чем в холодной. Цвета будут сочетаться и станут зелеными в горячей воде, в то время как цвета будут дольше оставаться отдельными в холодной воде.Студенты должны согласиться с тем, что пищевой краситель смешивается быстрее в горячей воде, потому что молекулы в горячей воде движутся быстрее, чем в холодной.

  • Показать анимацию молекул воды при разных температурах.

    Показать анимацию молекулярной модели нагрева воды.

    Переместите ползунок в нижней части окна полностью вправо, чтобы показать, что молекулы воды движутся быстрее и находятся немного дальше друг от друга в горячей воде.

    Объясните, что маленькие шарики представляют собой частицы жидкости, в данном случае молекулы воды. Сообщите учащимся, что пока они будут использовать круги или сферы для представления атомов и молекул, но со временем они будут использовать более подробную модель. На данный момент учащиеся должны сосредоточиться на движении молекул, на том, как они взаимодействуют, и на их расстоянии друг от друга.

    Спросите студентов:

    Молекулы движутся быстрее в холодной или горячей воде?
    Ученики должны понимать, что молекулы горячей воды движутся быстрее.Молекулы холодной воды движутся медленнее.
    Как это согласуется с вашими наблюдениями с пищевым красителем?
    Пищевой краситель в горячей воде смешивался быстрее, чем краситель в холодной воде.
    Посмотрите внимательно на пространство между молекулами холодной и горячей воды. В горячей воде или в холодной воде больше места между молекулами? Это много места?
    Обратите внимание учащихся на то, что молекулы горячей воды движутся быстрее и находятся немного дальше друг от друга.Молекулы холодной воды движутся медленнее и находятся немного ближе друг к другу. Если учащиеся не замечают разницы, снова переместите ползунок влево, а затем быстро вправо. Покажите анимацию несколько раз, чтобы дать учащимся возможность заметить различия.
  • Предложите учащимся ответить на вопросы об анимации и нарисовать модель молекул воды на листе с заданиями.

    Предложите учащимся заполнить пропуск словом «увеличивается» или «уменьшается» в своем листе заданий по мере того, как вы читаете каждое предложение.

    • Нагревание вещества увеличивает молекулярное движение.
    • Охлаждение вещества уменьшает молекулярное движение.
    • По мере увеличения молекулярного движения пространство между молекулами увеличивается.
    • По мере уменьшения молекулярного движения пространство между молекулами уменьшается.

    Проецирование изображения Молекулы воды при различных температурах

    Предложите учащимся обратиться к рисунку воды комнатной температуры на своем рабочем листе и обсудить, как они должны изобразить молекулы в холодной и горячей воде.

    Холодная вода

    Спросите студентов:

    Будут ли молекулы воды ближе друг к другу или дальше друг от друга?
    Учащиеся должны нарисовать круги немного ближе друг к другу, чем круги в воде комнатной температуры. Молекулы воды расположены ближе друг к другу, потому что более медленное движение позволяет притяжению немного сблизить молекулы.
    Будет ли больше или меньше линий движения?
    Учащиеся должны понимать, что поскольку молекулы в холодной воде движутся медленнее, у них должно быть меньше линий движения, чем у молекул в воде комнатной температуры.

    Учащиеся должны понимать, что поскольку молекулы в холодной воде движутся медленнее, у них должно быть меньше линий движения, чем у молекул в воде комнатной температуры. Более медленное движение также позволяет притяжению сблизить молекулы немного ближе, чем в воде комнатной температуры, поэтому круги должны быть нарисованы немного ближе друг к другу.

    Горячая вода

    Спросите студентов:

    • Будут ли молекулы воды ближе друг к другу или дальше друг от друга?
    • Будет ли больше или меньше линий движения?
    • Какие доказательства из вашего эксперимента показывают, что скорость молекул воды в горячей воде различна?

    Горячая вода

    Спросите студентов:

    Будут ли молекулы воды ближе друг к другу или дальше друг от друга?
    Учащиеся должны нарисовать круги немного дальше друг от друга, чем круги в воде комнатной температуры.Более быстрое движение конкурирует с притяжением молекул воды друг к другу и заставляет молекулы двигаться немного дальше друг от друга.
    Будет ли больше или меньше линий движения?
    Учащиеся должны понимать, что поскольку молекулы в горячей воде движутся быстрее, чем в холодной воде или воде комнатной температуры, им следует рисовать больше линий движения.
  • Предложите учащимся объяснить, почему горячая вода занимает больше места, чем вода комнатной температуры.

    Предложите учащимся прочитать и обсудить вопрос «Давайте дальше» в листе с заданиями. После обсуждения в классе попросите учащихся написать свой ответ на следующий вопрос в отведенном для этого месте на листе с заданиями.

    Допустим, вы отмерили ровно 100 миллилитров воды в градуированном цилиндре. Вы нагреваете воду до 100 °C и замечаете, что объем увеличивается до 104 миллилитров. Используя то, что вы знаете о притяжении между молекулами воды и о том, как нагрев влияет на молекулярное движение, объясните, почему объем воды в цилиндре увеличивается при нагревании.
    Учащиеся должны понимать, что молекулы в горячей воде немного отдаляются друг от друга, что объясняет увеличение объема.
  • G430: давление и температура – ​​разрушающаяся банка | Лекция-демонстрация Руководство по общей химии

    Введение

    Небольшое количество воды добавляют в алюминиевую банку содовой и доводят до кипения на плитке или с помощью горелки Бунзена. Молекулы водяного газа займут все пространство внутри банки, так как молекулы воздуха были вытеснены наружу.Молекулы горячего газа имеют то же давление, что и воздух снаружи банки. Когда банку помещают в холодную воду вверх дном, молекулы горячего газа очень быстро охлаждаются. Некоторые молекулы газа конденсируются обратно в жидкую воду, поэтому в газовой фазе внутри банки остается меньше молекул воды. Холодная вода также охлаждает любые оставшиеся молекулы газа, уменьшая их кинетическую энергию и, следовательно, уменьшая количество столкновений со стенками банки. Это снижает давление внутри банки.Поскольку давление воздуха снаружи банки больше, чем внутри банки, это приводит к разрушению банки.

    h3O(г)   à   h3O(ж)


    Для проведения демонстрации

    1. Поставьте банку с водой на горячую плиту (повернутую на максимум) или на кольцевую подставку с горелкой Бунзена под ней.
    2. Подождите несколько минут, пока вода полностью закипит.
    3. Пар должен вытеснять воздух внутри банки; подождите, пока не увидите постоянный поток пара, выходящий из носика, затем немедленно снимите банку с огня и поместите в баню с ледяной водой.
    4. По мере того как горячий пар охлаждается и конденсируется в воду, внутри банки создается вакуум, и атмосферное давление сдавливает ее.

    ПРИМЕЧАНИЯ:

    1. 250 мл воды в 5-галлонную банку
    2. 20 мин для закипания, 1 или 2 мин для разрушения. Складывание займет больше времени, если банку оставить нагреваться дольше и   она сама нагреется.
    3. Требуется большая конфорка.

    Безопасность

    Если вы используете большую банку, не продолжайте нагревать банку после установки резиновой пробки, так как давление возрастет.

    Основы отопления и охлаждения зданий

    Независимо от того, в каком климате вы живете, контроль температуры воздуха внутри здания жизненно важен для поддержания комфорта всех, кто живет или работает внутри.

    Независимо от того, пытаемся ли мы обогреть здание или охладить здание, тепловая энергия должна перемещаться из одного места в другое. Тепловая энергия всегда будет следовать правилам термодинамики: она будет перемещаться в более прохладное место, чем то место, где она находится в данный момент.Когда горячий воздух входит в комнату, предметы внутри комнаты (мебель, стены, ковер и т. д.) будут нагреваться по мере того, как температура горячего воздуха понижается, до тех пор, пока температура всех предметов внутри комнаты не станет одинаковой. Когда тепло вытягивается из помещения (охлаждение), в какой-то момент тепловая энергия возвращается в более прохладное пространство, и ее нужно будет снова отводить.

    Существует три способа передачи тепла из одного места в другое: теплопроводность, конвекция и излучение.

    Проводка

    Теплопроводность — это передача тепла через предметы, находящиеся в непосредственном контакте друг с другом.При наличии двух объектов частицы более горячего объекта движутся быстрее, чем частицы более холодного объекта. Когда нагретый объект соприкасается с более холодным объектом, молекулы более холодного объекта начинают вибрировать быстрее, а это означает, что он получает тепловую энергию и становится теплее. Если вы возьмете рукой металлический стержень комнатной температуры, он покажется вам холодным из-за того, что тепловая энергия передается от вашей руки к стержню. Вибрация молекул в вашей руке вызывает увеличение скорости вибрации молекул внутри металла, что приводит к повышению температуры металла и понижению температуры вашей руки.По этой причине мы бы сказали, что металл является хорошим проводником.

    С другой стороны, строительная изоляция

    не является хорошим проводником. Если бы вы взяли изоляцию рукой, она, скорее всего, была бы теплой или нейтральной, поскольку вибрация молекул в вашей руке не может вызвать заметного увеличения вибрации молекул в изоляции. Нагрев или охлаждение за счет теплопроводности обычно происходит в оболочке здания (внешних стенах, окнах и дверях), где теплый или холодный воздух снаружи заставляет молекулы оболочки увеличивать или уменьшать вибрацию, что, в свою очередь, вызывает потерю или усиление тепла внутри здания. здание.

    Примером теплопроводности, влияющей на температуру здания, является передача тепловой энергии через компоненты окна. Наружный воздух вступает в контакт с внешней поверхностью импоста, который передает энергию через металлы и стекло, которое передает энергию материалам внутренней отделки, соприкасающимся со импостом. По этой причине производители окон используют материал с терморазрывом. Термический разрыв является плохим проводником, поэтому тепловая энергия не проходит через него так легко.Тот же принцип применим ко всем конструкциям зданий: тепловое разделение имеет решающее значение для предотвращения потерь тепловой энергии на холодный наружный воздух.

    Терморазрыв в стойке

    Конвекция

    Конвекция — это движение более теплых участков жидкости (жидкости или газа) к более холодным участкам жидкости. Движение может происходить естественным образом или может быть вызвано механическими средствами. Естественная конвекция происходит в жидкостях из-за того, что горячие жидкости будут подниматься через холодные жидкости, так как они имеют меньшую плотность.Затем холодные жидкости опускаются через горячие жидкости. Этот физический принцип очень эффективно используется в воздушных шарах, которые остаются в воздухе за счет поддержания температуры воздуха выше температуры окружающей атмосферы.

    В зданиях конвекционное отопление осуществляется несколькими способами. Водяные и паровые радиаторы, а также плинтусные обогреватели используют конвекцию для передачи тепла по помещениям здания. Комнатный воздух контактирует с элементами обогревателя и получает тепловую энергию.Затем горячий воздух поднимается в пространстве и создает схему циркуляции в помещении. Механические средства также могут использоваться для обеспечения конвекции, например, использование принудительного воздушного отопления в домах и зданиях. В этом случае тепло вырабатывается с помощью печи, в которой используется вентилятор, который нагнетает нагретый воздух по всему зданию и в отдельные помещения по воздуховодам. Вентиляционные отверстия внутри комнат обычно располагаются на уровне пола, что позволяет горячему воздуху подниматься к потолку и вытеснять более холодный воздух.

    Конвекция: плинтус для горячей воды

    Радиация

    Тепловое (тепловое) излучение создается молекулярным движением внутри любого физического объекта. Как отмечалось выше в разделе «Проводимость», скорость молекул в объекте увеличивается по мере того, как объект выделяет больше тепла. Чем выше температура, тем больше инфракрасного излучения. Инфракрасное излучение распространяется со скоростью света, невидимо для человеческого глаза и перемещается по прямой из одной точки в другую. Тепловая энергия, исходящая от солнца, является примером лучистого тепла.Находясь за миллионы миль, мы можем чувствовать тепло солнца здесь, на Земле, хотя прямого контакта нет. Другим примером лучистого тепла является излучение теплого древесного угля, который может выделять значительное количество тепла, даже если он не излучает свет.

    Тепловые лампы в жилых ванных комнатах являются примером технологии лучистого тепла, используемой в зданиях. Тепловая энергия передается людям и поверхностям в помещении, которые находятся в пределах прямой видимости светильника.Нагревательная лампа не нагревает воздух; скорее, УФ-излучение направляется на объект и нагревает поверхность.

    Излучение: Нагревательная лампа для ванной

    Охлаждение

    Охлаждение здания основано на той же физике, что и отопление. Единственная разница в том, что вместо того, чтобы вводить тепло в пространство здания, мы отводим тепло из помещения. Это требует использования немного другого оборудования, но принципы те же. Кондиционирование воздуха является типичным средством отвода тепла из внутренних помещений и осуществляется с использованием принципов теплопроводности и использования жидкостного компрессора.При сжатии жидкость выделяет тепло, а при низком давлении поглощает тепло. Хладагент под низким давлением может циркулировать в змеевиках, расположенных на внутренней стороне здания. Затем вентилятор используется для пропускания строительного воздуха через змеевики. Благодаря конвекции теплый внутренний воздух передает тепловую энергию металлу, образующему змеевик, а металл в змеевике передает свою тепловую энергию жидкости. Затем эта жидкость проходит через компрессор и поступает в змеевики снаружи здания, где отдает тепло наружному воздуху.Цикл продолжается до тех пор, пока в помещении не будет достигнута желаемая температура, а строительный термостат подаст сигнал на отключение кондиционера.

    Для получения дополнительной информации об охлаждении зданий ознакомьтесь с нашей статьей, описывающей, как работают кондиционеры.

    Простая схема работы систем охлаждения (кондиционеров) в зданиях

    Системы охлаждения создают дополнительную сложность из-за физического процесса конденсации. Когда теплый воздух соприкасается с поверхностью с более низкой температурой, молекулы воздуха сближаются по мере его охлаждения.Если температура упадет до точки, где молекулы водяного пара в воздухе притягиваются друг к другу и соединяются, образуется жидкая вода. Точка, в которой это происходит, называется точкой росы. Конденсация — одна из причин, по которой холодная вода редко пропускается через систему отопления плинтуса для охлаждения воздуха; вы быстро закончите с лужами воды под катушками.

    Для лучистого охлаждения требуются системы контроля влажности, поскольку на охлаждающих поверхностях может образовываться конденсат из-за разницы температур между прохладной панелью и более теплым воздухом.Датчики влажности воздуха и датчики температуры используются для обеспечения того, чтобы температура воздуха в помещении не падала ниже точки росы. Системы осушения необходимы для успеха лучистого охлаждения.

    Статья обновлена: 29 мая 2021 г.

    Унитарное климатическое оборудование | PNNL

    Содержание

    Введение

    Описание технологии

    Ключевые компоненты

    Вопросы безопасности

    Техническое обслуживание

    Контрольный список технического обслуживания

    Мониторинг производительности

    Стоимость эксплуатации и обслуживания

    Дополнительная опора

    Источники информации

    Введение

    Единые системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC), которые объединяют отопление и охлаждение в одном блоке (комплектные) или в нескольких секциях (раздельные), являются одной из наиболее распространенных технологий, используемых для кондиционирования помещений в коммерческих зданиях.Они спроектированы так, чтобы быть гибкими, чтобы оборудование можно было установить в помещении (в механическом помещении, на чердаках, потолках и т. д.) или на открытом воздухе (на крышах или на земле). Эффективная эксплуатация и техническое обслуживание (O&M) этих систем необходимы для максимизации эффективности и производительности, обеспечения комфортного пребывания и сокращения количества отказов.

    Цель данного руководства по эксплуатации и техническому обслуживанию оборудования состоит в том, чтобы предоставить обзор унитарного оборудования HVAC, требований к техническому обслуживанию и передовых методов, необходимых для безопасной и эффективной эксплуатации систем.Вспомогательные организации должны составлять бюджет и планировать регулярное техническое обслуживание, чтобы обеспечить непрерывную работу.

    Описание технологии

    Унитарное оборудование HVAC может обеспечивать только охлаждение или обогрев, или и охлаждение, и обогрев. Охлаждение чаще всего обеспечивается системой прямого расширения (DX), в то время как нагрев может обеспечиваться несколькими типами систем, включая газ (природный или пропан), электрическое сопротивление и тепловой насос (воздух-воздух).[1]

    Все компоненты могут находиться в одном шкафу (например,например, крышный блок, как показано на рис. 1), или они могут быть размещены в двух шкафах (например, сплит-системы, как показано на рис. 2). Внутренний блок сплит-системы содержит компоненты кондиционирования помещения и движения воздуха, а наружный блок – устройства отвода тепла.

    Некоторые особенности унитарных систем HVAC включают:

    • Меньшая площадь оборудования, чем у центральных кондиционеров, чиллеров и бойлеров.
    • Возможность размещения блоков на открытом воздухе, что снижает требования к механическому пространству внутри, но делает возможной уязвимость к неблагоприятным погодным условиям, вандализму и другим факторам, которые необходимо учитывать.
    • Возможность размещения блоков в небольших помещениях (чердаки, потолки и т. д.) или на крышах; необходимо учитывать доступность услуг. ключевые компоненты

    Ключевые элементы унитарных систем HVAC зависят от того, предусмотрено ли охлаждение или только обогрев, или и охлаждение, и обогрев. Есть несколько типов систем отопления, доступных с унитарным оборудованием. В этом разделе описываются ключевые компоненты наиболее часто используемых технологий. На Рисунке 1 и Рисунке 2 показаны стандартные компоненты унитарного оборудования HVAC.

    [1] Настоящая передовая практика не касается гидравлических компонентов в унитарных системах.

    Основные компоненты

    Ключевые элементы унитарных систем HVAC зависят от того, предусмотрено ли охлаждение или только обогрев или и охлаждение, и обогрев. Есть несколько типов систем отопления, доступных с унитарным оборудованием. В этом разделе описываются ключевые компоненты наиболее часто используемых технологий. На Рисунке 1 и Рисунке 2 показаны стандартные компоненты унитарного оборудования HVAC.

    Рис. 1. Компоненты крышного блока.

     

    Рис. 2. Компоненты сплит-системы.

    Система хладагента прямого испарения (система DX)

    Система DX состоит из следующих компонентов:

    Система отопления

    Топочная часть представляет собой корпус, в котором находится нагревательное оборудование.

    Система газового отопления обычно состоит из следующих компонентов:

    • Горелка – использует небольшое пламя для создания источника тепла путем смешивания газа и воздуха в камере сгорания.
    • Теплообменник – передает тепло от камеры сгорания воздушному потоку агрегата, отдавая тепло приточному воздуху.
    • Газовый клапан – регулирует подачу газа в теплообменник.
    • Зажигание — в современных печах используется воспламенитель с горячей поверхностью (HSI), который светится красным и воспламеняет газ при его включении.
    • Датчик пламени – защитное устройство, используемое для обнаружения использования HSI; перекрывает подачу газа, если тепло не обнаружено.
    • Дымоход/вентиляционная труба – металлическая труба для удаления побочных продуктов, образующихся в процессе горения.

    Система электрического отопления обычно состоит из следующих компонентов:

    • Электронагревательные элементы – проволочный резистивный источник тепла открытой конструкции.
    • Элементы управления нагревателем — активизируйте элементы для обеспечения тепла.
    • Устройства безопасности – включая реле воздушного потока и защиту от перегрева для обесточивания обогревателя при обнаружении небезопасных условий эксплуатации.

    Тепловые насосы типа «воздух-воздух» имеют те же компоненты, что и система DX, с добавлением следующих устройств:

    • Реверсивный клапан – изменяет направление потока хладагента для обогрева; в результате змеевик конденсатора получает тепло от наружного воздуха, а тепло отводится во внутреннее пространство с помощью змеевика испарителя.
    • Аккумулятор – резервуар, предотвращающий попадание жидкого хладагента в компрессор.

    Распределение воздуха

    Следующие ключевые компоненты играют важную роль в подаче кондиционированного воздуха в здание (некоторые из этих компонентов показаны на Рисунке 1 и Рисунке 2):

    • Вентилятор в сборе – вентилятор с двигателем, подающий кондиционированный воздух. (Примечание: вентилятор может работать с постоянной или переменной скоростью.)
    • Привод с регулируемой скоростью (если применимо) – контроллер, который изменяет скорость электродвигателя путем изменения частоты и подаваемого напряжения.
    • Демпфер – регулирует поток воздуха.
    • Воздуховод – воздуховод, используемый для перемещения воздуха по всему объекту; обычно он состоит из листового металла. (Примечание: в некоторых случаях используются бесканальные унитарные системы HVAC.)
    • Воздушный фильтр – удаляет твердые частицы из воздушного потока.

    Система управления

    Система управления позволяет управлять оборудованием для поддержания заданных значений. Три общие системы:

    • Космический термостат – автономное или интегрированное устройство, которое можно запрограммировать или настроить вручную для поддержания желаемой температуры в помещении; термостат запускает блок, чтобы начать циркуляцию нагретого или охлажденного воздуха по мере необходимости.
    • Контроллер агрегата — устройство, которое используется для управления агрегатом в соответствии со спецификациями и может предоставлять диагностическую информацию. Контроллер агрегата может быть автономным или интегрированным с системой автоматизации здания (BAS).
    • BAS – система прямого цифрового управления, которая может использоваться для контроля и управления несколькими установками HVAC; система доступна локально и/или удаленно.

    Вопросы безопасности

    Для оборудования

    HVAC требуется знающий и опытный персонал для обслуживания, диагностики и любых дополнительных работ по устранению неполадок.К этим системам применяются стандартные электрические, механические и другие меры безопасности.

    С хладагентом следует обращаться надлежащим образом и в соответствии с правилами, а в отношении требований к обращению с хладагентом необходимо ознакомиться с политиками агентства. Надлежащее обращение включает восстановление, переработку и восстановление. С охлаждающими маслами следует обращаться как с опасными отходами. Соблюдайте все процедуры безопасности, описанные в паспорте безопасности хладагента и на всех этикетках на контейнерах с хладагентом.Если материалы, содержащие хладагенты, выбрасываются, их утилизация требует соблюдения правил.

    Для агрегатов с газовым нагревом убедитесь, что соблюдены все меры безопасности. Пожар или взрыв могут быть вызваны необнаруженными утечками газа, которые могут представлять серьезную опасность. Убедитесь, что подача газа отключена, прежде чем выполнять какие-либо работы по техническому обслуживанию или устранению неполадок.

    Техническое обслуживание

    Принятие программы профилактического обслуживания имеет решающее значение для обеспечения правильного и эффективного функционирования системы.Надлежащее техническое обслуживание оборудования HVAC с помощью профилактического обслуживания минимизирует общие затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание за счет сокращения дорогостоящих ремонтов и непредвиденных простоев, повышения производительности системы, увеличения срока службы и защиты активов.

    Как правило, необходимый ремонт оборудования выполняет обученный и уполномоченный специалист по ОВКВ. Тем не менее, обслуживающий персонал объекта и другие уполномоченные представители на месте могут проводить визуальные осмотры и другие плановые проверки, а также документировать системные проблемы.Важно вести письменный журнал, предпочтительно в электронной форме, в Системе управления обслуживанием компьютеров, всех выполненных услуг. Эта запись должна включать результаты выполненных функций и диагностики, предпринятые корректирующие действия, время простоя оборудования и другие отмеченные соответствующие проблемы. Это поможет выявить повторяющиеся проблемы или системные проблемы.

    Оборудование должно быть включено в процесс периодической оценки с определением приоритетов и учетом срока службы оборудования, истории ремонта и технического обслуживания, а также критичности работы системы.

    В тех случаях, когда унитарное оборудование HVAC поддерживает критические системы или здания, рассмотрите возможность дополнительного мониторинга производительности оборудования для выявления ожидаемого ухудшения производительности и состояния и даже начала отказа. Кроме того, определите запас запасных частей и запасных частей, необходимых для обеспечения своевременного ремонта этого оборудования в случае необходимости.

    Контрольный список технического обслуживания

    При техническом обслуживании всего оборудования следуйте инструкциям производителя.Образец контрольного списка технического обслуживания приведен ниже. Сотрудник объекта или подрядчик может быть назначен для выполнения следующих задач, но ремонт должен выполняться обученным и авторизованным поставщиком услуг по техническому обслуживанию ОВКВ. Этот контрольный список не заменяет рекомендации по техническому обслуживанию от производителей оборудования, а также не заменяет договорные услуги по эксплуатации и техническому обслуживанию или гарантийные услуги.

    Ниже приведен пример контрольного списка (Таблица 1). Обратитесь к информации производителя о допустимых рабочих параметрах.

     

    Стол 1 . Образец чек-листа технического обслуживания унитарного климатического оборудования.

    Описание

    Действие

    Периодичность технического обслуживания

    Ежедневно

    Еженедельно

    Ежеквартально

    Ежегодно

    Осмотр

    Выполните общий визуальный осмотр, чтобы убедиться, что все оборудование работает и системы безопасности на месте

    х

     

     

     

    Осмотрите все блоки на наличие чрезмерной вибрации и шума

    х

     

     

     

    Осмотрите воздухозаборники наружного воздуха и другие наружные отверстия на предмет возможных препятствий

     

    х

     

     

    Осмотрите оборудование, установленное на открытом воздухе, на возможные повреждения из-за погодных условий, актов вандализма и т. д.

     

    х

     

     

    Проверить целостность всех отверстий в крыше и стенах

     

     

    х

     

    Подача воздуха и качество

    Проверьте температуру приточного воздуха для обеспечения правильной работы

     

     

    х

     

    Проверка на наличие влаги и плесени; проверить наличие затхлых запахов и выслушать жалобы

     

     

    х

     

    Элементы управления оборудованием

    Проверить и отрегулировать термостат; повторите калибровку при необходимости

     

     

    х

     

    Проверить контроллер установки; при необходимости отрегулируйте уставки и устраните любые проблемы

     

     

    х

     

    Проверка системы управления зданием на предмет контроля и управления; при необходимости отрегулируйте уставки (применимо к объектам с BAS)

     

     

    х

     

    Фильтры

    Проверить состояние фильтра в соответствии с типом системы и рекомендациями производителя; замените (или очистите, если используется многоразовый фильтр) грязный фильтр по мере необходимости

     

     

    х

     

    Демпферы и приводы

    Проверить заслонки; очистить при необходимости

     

     

    х

     

    Осмотрите приводы и тяги заслонок на предмет правильной работы, попеременно переключаясь с полностью открытого на полностью закрытое; при необходимости отрегулируйте соединения

     

     

    х

     

    Очистите, смажьте и отрегулируйте по мере необходимости

     

     

    х

     

    Воздуховод

    Проверить целостность воздуховодов; проверьте наличие утечек из-за того, что основные соединения и дверцы доступа не закрыты должным образом

     

     

    х

     

    Осмотр, ремонт и замена всей поврежденной изоляции воздуховодов

     

     

    х

     

    Вентиляторы и двигатели (испаритель и конденсатор)

    Проверка вентиляторов и внутренней части шкафа; очистить при необходимости

     

     

    х

     

    Если с ременным приводом, проверьте износ, натяжение и перекос.Отрегулируйте и замените при необходимости

     

     

    х

     

    Смажьте вентиляторы и подшипники двигателей, если они предусмотрены, и только по мере необходимости

     

     

    х

     

    Проверить правильность работы преобразователей частоты (если применимо)

     

     

    х

     

    Проверить вентиляторы на наличие погнутых лопастей или дисбаланса; исправьте как требуется

     

     

     

    х

    Проверить состояние двигателя и правильность работы

     

     

     

    х

    Катушки

    Осмотрите змеевик, выпрямите ребра и при необходимости очистите

     

     

    х

     

    Конденсат

    Проверить слив и поддон; промывать и обрабатывать средством против водорослей по мере необходимости

     

     

    х

     

    Электрическое отопление

    Убедитесь, что электрический нагрев включается только при наличии потока воздуха

     

     

    х

     

    Проверить повышение температуры и температуру приточного воздуха

     

     

    х

     

    Газовое отопление

    Проверить дымоход/вентиляционную трубу на предмет ржавчины и коррозии

     

     

    х

     

    Проверить правильность работы дымохода/вентиляционной трубы и двигателя вентилятора тяги

     

     

    х

     

    Проверка системы зажигания на безопасную и правильную работу

     

     

    х

     

    Чистая горелка топки и теплообменник; щеткой и пылесосом при необходимости

     

     

    х

     

    Проверить теплообменник на наличие трещин, ржавчины и копоти

     

     

    х

     

    Проверить давление в газовом коллекторе; при необходимости отрегулируйте для максимальной эффективности

     

     

    х

     

    Проверка газопровода и газового клапана на целостность

     

     

    х

     

    Проверить тягу и проанализировать горение

     

     

    х

     

    Проверка срабатывания защитного отключения

     

     

    х

     

    Работа теплового насоса

    Подтвердите, что агрегат правильно работает в режиме охлаждения и нагрева

     

     

    х

     

    Убедитесь, что реверсивный клапан работает правильно

     

     

    х

     

    Двухтопливные системы: Убедитесь, что оборудование правильно запрограммировано для оптимизации нагрева

     

     

     

    х

    Компрессор

    Осмотр компрессора и проверка всех соосностей и уплотнений

     

     

     

    х

    Проверить силу тока

     

     

     

    х

    Проверить нагреватель(и) картера

     

     

     

    х

    Хладагент

    Осмотрите линии хладагента и устраните проблемы с утечкой; добавьте хладагент по мере необходимости

     

     

     

    х

    Проводка

    Убедитесь, что все электрические соединения затянуты

     

     

     

    х

    Состояние двигателя

    Проверьте состояние двигателя с помощью анализа температуры или вибрации

     

     

     

    х

    Баланс сил

    Проверка сбалансированности трехфазного питания

     

     

     

    х

    Условия напряжения

    Проверка условий повышенного или пониженного напряжения

     

     

     

     X 

    БАС (если применимо)

    Выполнить повторную настройку с помощью BAS

     

     

     

     X 

    Системная документация

    Документируйте все действия по техническому обслуживанию в журнале или электронной CMMS

    После завершения операции

     

    Мониторинг производительности

    Мониторинг унитарных систем HVAC важен для обеспечения правильной работы.Другими словами, убедитесь, что компоненты работают должным образом и что оборудование правильно реагирует на команды управления. Обратите внимание, что дискомфорт, жалобы и шум могут указывать на проблемы с производительностью. В тех случаях, когда необходим мониторинг и оценка производительности системы HVAC, для сбора данных обычно требуются измерительные устройства, инструменты и/или программное обеспечение BAS.

    Стоимость эксплуатации и обслуживания

    Унитарное оборудование HVAC требует профилактического обслуживания, а также других периодических проверок.Затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание значительно различаются в зависимости от типа оборудования, плана технического обслуживания, объема выполняемых работ и географического положения. Американское общество инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха (ASHRAE) предлагает общедоступную веб-базу данных с текущей информацией о сроке службы и затратах на техническое обслуживание типового оборудования HVAC. (https://xp20.ashrae.org/publicdatabase/default.asp)

    Дополнительная опора

    Чтобы повысить качество эксплуатации и обслуживания, инженеры-строители могут обращаться к стандарту ASHRAE/ACCA Standard 180: Standard Practice for Inspection and Maintenance of Commercial Building HVAC Systems.https://www.ashrae.org/technical-resources/bookstore/standards-180-and-211

    Источники информации

    База данных затрат на владение и эксплуатацию ASHRAE. ASHRAE: База данных о сроке службы и стоимости обслуживания. Американское общество инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха, Атланта, Джорджия. https://xp20.ashrae.org/publicdatabase/

    Альянс лучших зданий. 2014. Информационный бюллетень: Измерение и проверка крышного блока. Министерство энергетики США, Better Buildings, Washington, D.C. https://betterbuildingssolutioncenter.energy.gov/sites/default/files/attachments/RTU_MandV_Fact_Sheet.pdf

    CERT (команды по ресурсам чистой энергии). Профилактическое обслуживание систем отопления, охлаждения и охлаждения. Clean Energy Resource Teams, Сент-Пол, Миннесота. https://www.cleanenergyresourceteams.org/sites/default/files/FSELP_PreventativeMaintenance.pdf

    EERE (Управление энергоэффективности и возобновляемых источников энергии Министерства энергетики США). Энергосбережение — Центральное кондиционирование. Министерство энергетики США, Управление энергоэффективности и возобновляемых источников энергии, Вашингтон, округ Колумбия https://www.energy.gov/energysaver/central-air-conditioning

    FEMP (Федеральная программа управления энергопотреблением). 2010 . Передовой опыт эксплуатации и обслуживания: Руководство по достижению операционной эффективности . , выпуск 3.0., Глава 9, Идеи по эксплуатации и техобслуживанию для основных типов оборудования, раздел 9.7, Системы кондиционирования воздуха. Подготовлено Тихоокеанской северо-западной национальной лабораторией для FEMP, Ричленд, Вашингтон.https://www.wbdg.org/FFC/DOE/DOECRIT/femp_omguide.pdf

    Действия и действия, рекомендованные в этом передовом опыте, должны выполняться только обученным и сертифицированным персоналом. Если такой персонал недоступен, рекомендуемые здесь действия не следует предпринимать.

    Опубликовано в декабре 2020 г.

    13.1 Отопление как передача энергии | Тепло: передача энергии

    Нагрев как передача энергии

    В предыдущей главе мы рассмотрели тепловые системы.Тепловая энергия объекта — это количество энергии, которое он имеет внутри себя, другими словами, его внутренняя энергия. В тепловой системе тепловая энергия передается от одного объекта к другому. Тепло – это передача тепловой энергии от системы к окружающей среде или от одного объекта к другому. Эта передача энергии происходит от объекта с более высокой температурой к объекту с более низкой температурой.

    Очень важно знать, что в науке тепло и температура не одно и то же.

    • Тепло — это передача тепловой энергии от системы к окружающей среде или от одного объекта к другому в результате разницы температур. Теплота измеряется в джоулях (Дж). Это связано с тем, что теплота является переносом энергии.

    • Температура — это мера того, насколько тело ощущается горячим или холодным, и измеряется в градусах Цельсия (°C). Температура является мерой средней кинетической энергии частиц в объекте или системе.Мы используем термометр для измерения температуры объекта или вещества.

    Заполните следующую таблицу, чтобы обобщить различия между нагревом и температурой

    Тепло

    Температура

    Определение

    Единица измерения

    Символ блока

    Вот заполненная таблица:

    Тепло

    Температура

    Определение

    Передача энергии от более горячего объекта к более холодному или от системы к ее окружению

    Мера того, насколько горячим или холодным кажется вещество.Мера средней кинетической энергии частиц вещества.

    Единица измерения

    Джоулей

    градусов Цельсия

    Символ блока

    Дж

    °С

    Тепло – это передача энергии.При передаче энергии энергия перемещается от более горячего объекта к более холодному. Это означает, что более горячий объект будет остывать, а более холодный нагреваться. Передача энергии будет продолжаться до тех пор, пока оба объекта не будут иметь одинаковую температуру.

    Существует 3 способа передачи тепловой энергии от одного объекта/вещества к другому или от системы к ее окружению:

    1. Проводка
    2. Конвекция
    3. Радиация

    Песня в стиле рэп, которая познакомит вас (и поможет запомнить!) с проводимостью, конвекцией и излучением.

    Давайте рассмотрим их более подробно.

    Проводка

    • проводимость
    • проводник
    • изолятор

    В начале этой темы предлагается спросить учащихся, что происходит с металлической чайной ложкой, когда они кладут ее в горячий напиток. Если возможно, кратко продемонстрируйте это в классе, даже со стаканом горячей воды и металлическим стержнем.Кроме того, используйте пластиковую чайную ложку, чтобы продемонстрировать разницу, поскольку пластик является изолятором.

    Вы замечали, что когда вы кладете холодную металлическую чайную ложку в чашку с горячим чаем, ручка чайной ложки через некоторое время тоже нагревается? Вы когда-нибудь задумывались, как это тепло «перешло» от горячего чая к холодной чайной ложке и согрело ее? Это один из способов передачи энергии, который называется проводимостью . Давайте узнаем, как это работает.

    Как ручка металлической чайной ложки нагревается в чашке чая?

    Когда энергия передается объекту, энергия частиц увеличивается. Это означает, что у частиц больше кинетической энергии, и они начинают двигаться и вибрировать быстрее. Когда частицы движутся быстрее, они «натыкаются» на другие частицы и передают часть своей энергии этим соседним частицам. Таким образом, энергия передается через вещество на другой конец. Этот процесс называется проводимостью .Частицы проводят энергию через вещество, как показано на схеме.

    Давайте продемонстрируем это на практике.

    Установите эту демонстрацию перед классом, когда вы начнете говорить о проводимости.

    МАТЕРИАЛЫ:

    • Горелка Бунзена
    • металлический стержень
    • Вазелин
    • скрепки, чертежные кнопки или английские булавки
    • две деревянные подставки или стопка книг или деревянных блоков для создания двух подставок с каждой стороны
    • 2 штифта

    ИНСТРУКЦИИ:

    1. Установите аппарат, как показано на схеме.
    2. Покройте удилище вазелином и поместите его между двумя стойками с помощью колышков, чтобы предотвратить его скатывание и зафиксировать на месте. Стержень должен проходить за левую стойку, и горелка Бунзена должна быть размещена здесь, чтобы вазелин не плавился из-за излучения горелки Бунзена, а скорее проводился вдоль металлического стержня.
    3. Прикрепите скрепки или чертежные кнопки к стержню, воткнув их в вазелин.
    4. Зажгите горелку Бунзена и нагрейте один конец стержня.
    5. Наблюдайте, как бумажные булавки или булавки падают одна за другой, когда энергия проходит через стержень.

    ИНСТРУКЦИИ:

    1. Ваш учитель настроит демонстрацию, как показано на схеме ниже.
    2. Наблюдайте, что происходит с булавками или скрепками, когда зажигается горелка Бунзена и нагревается один конец металлического стержня.

    В качестве дополнительного упражнения вы можете включить другое исследование, в котором вы измеряете скорость передачи энергии вдоль металлического стержня.Повторите эксперимент, поместив канцелярские кнопки с интервалом 5 см на длинный металлический стержень. Зажмите металлический стержень и нагрейте один конец над горелкой Бунзена. С помощью секундомера засеките время, необходимое для падения каждой канцелярской кнопки, и запишите результаты на графике. Это может быть дополнительно расширено за счет использования различных металлов и размещения всех результатов на одном наборе осей. Градиент графиков даст скорость теплопроводности.

    ВОПРОСЫ:

    Когда зажигается горелка Бунзена, что происходит со стержнем прямо над ней?


    Энергия передается металлу стержня прямо над ним.Тепловая энергия этой части стержня увеличивается, и стержень нагревается.

    Какая булавка или скрепка первой упала с металлического стержня? Ближайший к горелке Бунзена или самый дальний от нее?


    Ближайший к горелке Бунзена упал первым.

    Что это говорит нам о том, как тепло передается по стержню?



    Тепло передается от самого горячего места к более холодному концу стержня.

    Давайте еще раз подумаем о чайной ложке в чае.Чай горячий, а металлическая ложка холодная. Когда вы кладете металлическую чайную ложку в горячий чай, часть тепловой энергии чая передается частицам металла. Частицы металла начинают вибрировать быстрее и сталкиваются с соседними частицами. Эти столкновения распространяют тепловую энергию вверх по чайной ложке. От этого ручка чайной ложки становится горячей.

    Проводимость — это передача тепловой энергии между соприкасающимися объектами. В примере с чайной ложкой частицы чая соприкасаются с частицами металлической ложки, которые, в свою очередь, соприкасаются друг с другом, и таким образом тепло передается от одного объекта к другому.

    Все ли материалы проводят тепло одинаково? Давай выясним.

    Заблуждения о температуре. Как вы думаете, почему ваш ковер кажется теплее, чем плитка зимой? Посмотрите это видео, чтобы узнать.

    В ответ на видео на полях о том, почему ваш ковер кажется теплее, чем плитка зимой, вы можете вернуться к этому вопросу после того, как проведете следующее исследование, а также посмотрите на пример формы для торта и торта. прямо из духовки.Вы можете вести обсуждение следующим образом:

    • Начните с вопроса учащимся, почему они предпочитают стоять зимой на ковре, а не на плитке. Они, вероятно, ответят, что ковер кажется теплее.
    • После этого спросите их, какова, по их мнению, температура каждой поверхности. Учащиеся могут сказать, что они думают, что плитка имеет более низкую температуру, чем ковер, потому что она кажется более холодной. Это неверно, так как плитка и ковер будут иметь одинаковую температуру, так как они некоторое время находились в одной и той же среде, и поэтому будут иметь одинаковую температуру.
    • Однако, если вы снова зададите этот вопрос учащимся после проведения следующего исследования, а также после рассмотрения примера с тортом и формой для торта, они могут понять, что это еще один пример различия в проводимости.
    • А именно, плитка и ковер имеют одинаковую температуру, но плитка является лучшим проводником энергии и поэтому отводит тепло от ваших ног с большей скоростью, чем ковер, из-за чего плитка кажется более холодной, когда она находится внутри. на самом деле они имеют одинаковую температуру.

    Это исследование покажет учащимся, что металлы лучше проводят тепло, чем неметаллы. Если возможно, посмотрите видео Veritasium, предоставленное по ссылке для посещения перед занятием, о неправильных представлениях о температуре и которое демонстрирует эту деятельность. Начните с того, что попросите учащихся пощупать блоки и спросить, какой из них холоднее. Алюминиевый блок будет холоднее.Затем спросите их, какой блок, по их мнению, быстрее всего растопит кубик льда. как и в видео, большинство людей думают, что кубик льда будет таять быстрее на пластиковом блоке, так как он теплее, чем алюминиевый блок. Однако это заблуждение, и оно будет продемонстрировано в ходе деятельности, что на самом деле именно алюминиевый блок заставляет кубик льда таять быстрее, поскольку металлы являются лучшими проводниками тепла.

    ЦЕЛЬ: Исследовать, какие материалы лучше всего проводят тепло.

    В этом исследовании мы будем класть кубик льда на пластиковый блок и на алюминиевый блок и смотреть, какой из них тает быстрее.

    ГИПОТЕЗА: Напишите гипотезу для этого исследования. Как вы думаете, какой блок быстрее растает кубик льда?



    Учащиеся могут предположить, что кубик льда растает быстрее на пластике, чем на алюминиевом блоке.Если они это сделают, убедитесь, что они вернутся, чтобы отвергнуть свою гипотезу и пересмотреть ее.

    МАТЕРИАЛЫ И АППАРАТЫ:

    • пластиковый блок
    • алюминиевый блок
    • кубиков льда
    • пластиковое кольцо для фиксации кубика льда на блоке

    Вы можете использовать любой кусок пластика и алюминия (или другого металла), который сможете найти.если возможно, используйте круглое кольцо, чтобы предотвратить проливание талой воды.

    МЕТОД:

    Сначала пощупайте пластиковый блок и алюминиевый блок. Опишите, что они чувствуют.



    Учащиеся заметят, что пластиковый блок на ощупь теплее, чем металлический.

    1. Поместите кубик льда на каждый блок и посмотрите, что произойдет.

    НАБЛЮДЕНИЯ:

    Какой кубик льда начнет таять первым и быстрее всех?


    Кубик льда на алюминиевом/металлическом блоке тает первым.

    Вы думали, что это произойдет? Вернитесь к своей гипотезе.


    Ответ зависит от учащегося. Большинство людей ошибочно полагают, что кубик льда быстрее растает на пластиковом блоке, чем на металлическом.

    ВЫВОДЫ:

    Какой вывод можно сделать о том, какой материал (пластик или металл) является лучшим проводником тепла?

    Металл является лучшим проводником тепла, чем пластик, так как кубик льда на металле растаял первым.

    Мы обсудим это в следующем параграфе о том, почему это происходит.

    Так как же это работает? Это связано с теплопроводностью , скоростью, с которой тепло передается от одного объекта к другому.

    Когда вы первоначально ощупывали блоки, вы чувствовали, что пластиковый блок теплее.Но мы заметили, что алюминиевый или металлический блок быстрее растопил кубик льда. Это связано с тем, что металлический блок быстрее проводит тепло к кубику льда. Пластиковый блок является худшим проводником тепла, поэтому кубику льда передается меньше тепла, и поэтому он не тает так быстро.

    Почему же тогда алюминиевый блок кажется холоднее, чем пластиковый?

    Это связано с тем, что алюминий быстрее отводит тепло от руки, чем пластик.Поэтому алюминиевый блок кажется холоднее, а пластиковый — теплее. Когда вы прикасаетесь к чему-либо, вы на самом деле не чувствуете температуру. Скорее вы чувствуете скорость, с которой тепло отводится от вас или к вам.

    Давайте подумаем о другом примере выпечки торта. Представьте, что вы только что закончили печь пирог в духовке при температуре 180 °C.

    Выпечка торта в духовке в металлической форме.

    Когда вы вынимаете торт из духовки, что с большей вероятностью обожжет вас больше, металлическая форма для торта или торт?


    Наиболее вероятным ответом будет то, что форма для торта даст вам более серьезный ожог.

    В ответ на следующий вопрос попросите учащихся размышлять о том, что они думают о температуре формы для торта и самой формы. Многие ошибочно полагают, что форма горячее, чем пирог, поскольку кажется горячее. На самом деле они имеют одинаковую температуру, так как выпекались при 180 °C.

    Как вы думаете, пирог и форма имеют одинаковую температуру, когда вы вынимаете их из духовки? Почему?



    Да, кекс и форма имеют ту же температуру, что и при выпечке при 180 oC.Учащиеся могут захотеть сказать, что форма имеет более высокую температуру, чем пирог, так как кажется, что она горячее, а металлическая форма даст вам более серьезный ожог, чем настоящий пирог. Это заблуждение, и вы должны это обсудить. Как и в примере с алюминиевым и пластиковым блоком, форма для торта и торт имеют одинаковую температуру. Но металлическая форма отводит тепло к вашей руке быстрее, чем торт. Следовательно, металлическая форма будет более горячей на ощупь и с большей вероятностью даст вам серьезный ожог, чем торт.Когда вы прикасаетесь к чему-либо, вы на самом деле не чувствуете температуру. Скорее вы чувствуете скорость, с которой тепло отводится от вас или к вам.

    Если у вас есть возможность, посмотрите видео в поле Посетите поле , введя ссылку в интернет-браузере, даже на мобильном телефоне. В этом видео показан пример торта и формы для торта.

    То, что мы здесь видели, — еще один пример теплопроводности.Форма будет проводить тепло к вашей руке намного быстрее, чем пирог, поэтому олово обожжет вас, а пирог — нет. Форма и кекс имеют одинаковую температуру.

    Итак, что мы узнали? Металлы лучше проводят тепло, чем неметаллы.

    • Существуют вещества, которые позволяют проводить через себя тепловую энергию, поэтому их называют проводниками .

    • Существуют вещества, которые не пропускают через себя тепловую энергию, поэтому их называют изоляторами .

    Это связано с тем, что мы узнали в «Материи и материалах» о свойствах материалов и о том, как их свойства определяют их использование. Напомните учащимся о действиях, которые они выполняли в «Материи и материалах», особенно связанных с проводимостью.

    Помните, только потому, что материал на ощупь холоднее, не означает, что он имеет более низкую температуру.Возможно, он просто быстрее отводит тепло от вашей руки.

    Теперь, когда мы знаем, что металлы хорошо проводят тепло, думаете ли вы, что все металлы одинаково хорошо проводят тепло? Давайте исследуем, какие металлы являются лучшими проводниками.

    Мы собираемся посмотреть, какой металл является лучшим проводником тепловой энергии. Для этого посмотрим, какой металл нагреется первым.

    Убедитесь, что вы знаете, как безопасно пользоваться горелкой Бунзена.

    Теперь, когда мы установили, что металлы проводят тепловую энергию лучше, чем неметаллы, учащиеся исследуют, какие металлы являются лучшими проводниками тепла. Это исследование требует больше тепла, чем предыдущее, поэтому учащиеся не должны проверять проводимость пальцами.

    Потратьте несколько минут перед тем, как учащиеся начнут демонстрировать правильную процедуру зажигания горелки Бунзена.В Интернете есть много различных обучающих видеороликов, таких как тот, который указан в поле для посещения на полях. Вот список инструкций для справки:

    1. Убедитесь, что вы работаете на подходящей поверхности, например, на огнеупорном коврике, и что она чистая и не загромождена.
    2. Убедитесь, что газовая трубка в хорошем состоянии и не повреждена.
    3. Надежно подсоедините к газовому выходу и убедитесь, что он не будет легко отрываться при перемещении горелки Бунзена.
    4. Убедитесь, что манжета у основания горелки Бунзена и отверстие для воздуха закрыты.
    5. Сначала зажгите спичку, держа ее подальше от горелки Бунзена.
    6. Другой рукой включите газ и поднесите спичку к горелке Бунзена, чтобы зажечь ее.
    7. Отрегулируйте отверстие для воздуха, открыв его, чтобы пламя стало более горячим.
    8. Отрегулируйте интенсивность пламени с помощью ошейника внизу.

    Вы можете попросить учащихся нарисовать плакаты, объясняющие, как зажечь горелку Бунзена, в качестве дополнительного упражнения, если вы чувствуете, что им нужна дополнительная практика и напоминания.

    Помните, что штативы и металлические стержни, которые используют учащиеся, сильно нагреваются во время этого эксперимента. Обязательно дайте устройству остыть, прежде чем упаковывать его.

    ЦЕЛЬ: Определить, являются ли одни металлы лучшими проводниками тепла, чем другие металлы.

    ИДЕНТИФИКАЦИЯ ПЕРЕМЕННЫХ:

    Прочитайте метод и внимательно посмотрите на диаграмму для исследования, чтобы определить различные требуемые переменные.

    Какую переменную вы собираетесь изменить?


    Тестируемый материал i.е. железо, медь, латунь или алюминий

    Как мы назовем переменную, которую вы собираетесь изменить?


    Это будет независимая переменная

    Какую переменную вы собираетесь измерять?


    Время, необходимое для падения канцелярской кнопки.

    Как мы назовем переменную, которую вы собираетесь измерять?


    Какие переменные должны оставаться неизменными?



    Длина и толщина материала должны быть одинаковыми для каждого используемого материала.Расстояние от канцелярской кнопки до источника тепла.

    Как мы называем переменные, которые должны оставаться неизменными?


    ГИПОТЕЗА:

    Напишите гипотезу для этого исследования.



    Ответ зависит от учащегося. Учащиеся могут выдвинуть гипотезу о том, какой металл, по их мнению, будет лучшим проводником, например, медный стержень будет лучшим проводником.

    МАТЕРИАЛЫ И АППАРАТЫ:

    • Горелка Бунзена
    • Вазелин
    • медный, железный, латунный и алюминиевый пруток
    • секундомер
    • канцелярские кнопки
    • штатив
    • картон или бумага
    • совпадений

    Перечисленные здесь материалы являются рекомендуемыми.Вы можете использовать альтернативное оборудование, чтобы провести это исследование. Например, для нагрева стержней можно также использовать спиртовку. Если у вас нет подставки для штатива, вы можете разместить металлические стержни на другой подставке, например, на деревянном бруске, так, чтобы концы торчали с одной стороны, чтобы по-прежнему доставать до горелки Бунзена. Вместо канцелярских кнопок можно использовать скрепки. Тип металлов не важен, если у вас разные металлы одинаковой длины.

    МЕТОД:

    1. Приклейте плоский конец канцелярской кнопки к концу каждого металлического стержня, используя вазелин.Старайтесь использовать одинаковое количество вазелина для каждой канцелярской кнопки.
    2. Поместите картон на штатив.
    3. Сбалансируйте металлические стержни на картоне так, чтобы один конец каждого находился над горелкой Бунзена.
    4. Зажгите горелку Бунзена.
    5. С помощью секундомера измерьте, сколько времени потребуется, чтобы каждый из штифтов упал.
    6. Запишите результаты в таблицу.
    7. Нарисуйте столбчатую диаграмму, чтобы проиллюстрировать ваши результаты.

    Картон является изолятором и предотвратит передачу тепла от стержней на сам штатив. Потеря тепла от стержней может повлиять на результаты.

    РЕЗУЛЬТАТЫ И НАБЛЮДЕНИЯ:

    Запишите свои результаты в следующую таблицу.

    Тип металла

    Время, необходимое для сброса булавки (секунды)

    железо

    медь

    латунь

    алюминий

    Теперь нарисуйте гистограмму, чтобы показать результаты.Не забудьте дать вашему графику заголовок, чтобы описать, что он представляет.

    Какая переменная должна быть на горизонтальной оси X?


    Тип материала должен быть на горизонтальной оси. Это независимая переменная.

    Какая переменная должна быть на вертикальной оси?


    Время, необходимое для того, чтобы канцелярская кнопка упала, должно быть отложено по вертикальной оси. Это зависимая переменная.

    Почему вы считаете, что гистограмма подходит для этого исследования?



    Независимая переменная/тип материала не является числовым значением и поэтому не нуждается в числовой строке.Гистограмма используется для представления нечисловых или непрерывных данных.

    Независимая переменная всегда отображается по оси X, а зависимая переменная — по оси Y. Обе оси должны быть промаркированы и показывать единицы измерения. График должен иметь заголовок.

    Здесь приведен пример набора данных с сопутствующей гистограммой в качестве справки.Ваши результаты могут отличаться от представленных здесь.

    Тип металла

    Время, необходимое для сброса булавки (секунды)

    железо

    60

    медь

    30

    латунь

    50

    алюминий

    40

    АНАЛИЗ :

    Какая полоса на вашем графике самая длинная?


    Самый длинный прут должен быть утюгом.

    Какой стержень самый короткий?


    Самая короткая шина должна быть медной.

    Запишите материалы в порядке их теплопроводности, от самого быстрого к самому медленному.


    Ответ, зависящий от активности.

    Почему тает вазелин?


    Тепло передается за счет теплопроводности через металлический стержень к вазелину, вызывая повышение его температуры, а затем изменение состояния (из твердого в жидкое).

    Как вы думаете, почему было необходимо положить кусок картона или бумаги на штативную подставку под металлические стержни. Подсказка: подставка для штатива также изготовлена ​​из металла.




    Картон действует как изолятор, предотвращая передачу тепла на подставку от стержней.Для целей этого эксперимента тепло должно передаваться только к различным металлическим стержням.

    Как вы думаете, почему необходимо использовать одинаковое количество вазелина на концах каждого стержня?



    Это делается для того, чтобы тест был честным, иначе одни канцелярские кнопки могут застрять лучше, чем другие, что приведет к неточным результатам.

    Как вы думаете, смогли бы мы провести это исследование, если бы наши стержни были разной длины? Почему?



    Нет, в противном случае это не будет честным испытанием, так как на одних стержнях придется проводить больше тепла, чем на других, что приведет к неточным результатам.

    ОЦЕНКА:

    Всегда важно оценивать наши расследования, чтобы увидеть, есть ли что-то, что мы могли бы изменить или улучшить.

    Что-то пошло не так в вашем расследовании, что вы могли бы предотвратить?


    Ответ зависит от учащегося.

    Если бы вам пришлось повторить это расследование, что бы вы изменили?


    Ответ зависит от учащегося. Примеры включают: повторение одного и того же эксперимента три раза и усреднение результатов, увеличение количества тестируемых металлов.

    ВЫВОДЫ:

    Напишите заключение по этому исследованию о том, какой металл является лучшим проводником тепла.

    Этот ответ будет зависеть от их экспериментальных результатов и конкретных металлов, которые вы использовали в исследовании.

    В этом разделе мы рассмотрели, как тепло передается через металлические стержни и другие предметы. Это были все сплошных объектов. Как передается энергия через жидкости или газы? Давайте узнаем в следующем разделе.

    Конвекция

    • конвекция
    • конвекционный ток

    В качестве введения к этому разделу вы можете смоделировать концепцию «сидения в ванне», наполнив прямоугольную пластиковую ванну или небольшой резервуар для воды холодной водой, а затем налив горячей воды в одну сторону.Предложите учащимся почувствовать холодную сторону ванны, а затем через несколько минут ощутить ее.

    Если вы раздобудете лавовую лампу, это может стать очень захватывающим началом урока. Вы можете выключить свет и поставить лавовую лампу на парту, когда учащиеся придут в класс. Затем вы можете объяснить, что собираетесь выяснить, почему капли поднимаются, а затем снова падают в лавовой лампе. Если у вас нет лавовой лампы, вы также можете воспроизвести это видео:

    Представьте себе кастрюлю с водой на плите.Только дно кастрюли касается плиты, но вся вода внутри кастрюли, даже вода, не касающаяся стенок, становится теплее. Как энергия передается через воду в горшке? Перенос энергии происходит из-за конвекции .

    Давайте выполним упражнение, которое поможет нам визуализировать, как происходит конвекция.

    Цветные конвекционные потоки (видео)

    МАТЕРИАЛЫ:

    • Стеклянный стакан на 200 мл
    • перманганат калия
    • Бунзеновская или спиртовая горелка, штатив, проволочная сетка

    Обратите внимание, что вам понадобится всего несколько крупинок перманганата калия, иначе вы ничего не увидите.

    Альтернативой вышеуказанным материалам является следующее:

    1. Отрезать горлышко прозрачной канистры 4 или 5 л.
    2. Заполните емкость на три четверти холодной водопроводной водой.
    3. Налейте подкрашенную горячую воду (можно подкрасить пищевым красителем) в маленькую бутылку с легко снимаемой крышкой. Закройте крышку.
    4. Опустите бутылочку в контейнер.
    5. Аккуратно откройте его после опускания, затем осторожно достаньте руку из контейнера с крышкой.
    6. Обратите внимание, что окрашенная горячая вода поднимается из маленькой бутылочки через холодную воду, затем снова падает вниз по мере того, как она остывает на своем пути вверх — наблюдайте за конвекционными потоками.

    ИНСТРУКЦИИ:

    Ученики не должны просто бросать перманганат калия в воду. Важно, чтобы они осторожно поместили его на одну сторону дна стакана, чтобы они могли видеть, как движутся течения в воде.

    1. Наполовину наполните стакан холодной водопроводной водой.
    2. Осторожно нанесите небольшое количество перманганата калия на одну сторону стакана. НЕ ПЕРЕМЕШИВАТЬ.
    3. Нагрейте воду непосредственно под стенкой стакана с перманганатом калия с помощью бунзеновской/спиртовой горелки и посмотрите, что произойдет.
    4. Поставьте контрольный опыт и поместите несколько крупинок перманганата калия на дно стакана с водой.Не нагревайте эту мензурку и наблюдайте, что происходит.

    ВОПРОСЫ:

    Что вы увидели, когда вода в нагреваемом стакане начала нагреваться? Нарисуйте картинку, чтобы показать, что вы видите.

    Учащиеся должны увидеть фиолетовый цвет растворенного перманганата калия, движущийся по кругу вверх по воде.

    Что происходит с перманганатом калия в этой мензурке?



    По мере того, как перманганат калия растворяется в воде, он тащится по воде.

    Можете ли вы объяснить картину, которую вы видели?



    Теплая вода поднимается и заменяется более холодной водой.

    ПРИМЕЧАНИЕ:

    На данный момент учащиеся не знакомы с теорией конвекционных потоков, поэтому их ответы будут довольно простыми.

    Сравните это со стаканом, который не нагревали. Что вы наблюдали в этом стакане?



    Перманганат калия растворяется, но не образует восходящих токов.Он будет равномерно и плотно диффундировать на дно стакана. В течение длительного времени он будет равномерно распределяться по всей воде.

    Давайте теперь объясним, что мы наблюдали в последнем упражнении. Конвекция — это перенос тепловой энергии из одного места в другое за счет движения газовых или жидких частиц. Как это произошло?

    При нагревании газа или жидкости вещество расширяется.Это связано с тем, что частицы в жидкостях и газах приобретают кинетическую энергию при нагревании и начинают двигаться быстрее. Поэтому они занимают больше места по мере того, как частицы удаляются друг от друга. Это заставляет нагретую жидкость или газ двигаться вверх, а более холодная жидкость или газ — вниз. Когда теплая жидкость или газ достигают вершины, они снова охлаждаются и, следовательно, снова движутся вниз.

    Тогда мы говорим, что нагретая жидкость или газ менее плотны, так как те же самые частицы теперь занимают большее пространство.Мы узнаем больше о плотности в следующем году в Gr 8.

    В последнем упражнении частицы воды получили кинетическую энергию и разошлись друг от друга, поэтому заняли больше места. Затем эта вода движется вверх, поскольку она менее плотная, чем холодная вода, а это означает, что она легче холодной воды. Мы могли наблюдать это, когда перманганат калия растворялся в воде и двигался вместе с частицами воды, а затем снова опускался вниз по мере охлаждения воды.

    Это движение жидкости или газа называется конвекционным течением , и энергия передается из одной области жидкости или газа в другую. Посмотрите на диаграмму, на которой показан конвекционный ток.

    Учащиеся должны быть осторожны с этим экспериментом. Т-образный картон легко поджечь свечой, и они должны быть осторожны, чтобы не обжечь пальцы при зажигании свечей.

    МАТЕРИАЛЫ:

    • Т-образный картон
    • свеча
    • скрученная бумага или шина
    • стакан
    • коробка спичек

    ИНСТРУКЦИИ:

    Вы можете капнуть немного воска на основание, а затем прикрепить к нему свечу, чтобы она стояла.

    1. Зажгите свечу и поместите ее в стакан сбоку от стакана.
    2. Поместите Т-образный картон в стакан так, чтобы между дном стакана и картоном был небольшой зазор.
    3. Подожгите скрученный рулон бумаги и поместите его в стакан на противоположной стороне от свечи, как показано на схеме.
    4. Посмотрите, что происходит с дымом.

    ВОПРОСЫ:

    Что происходит с дымом от бумаги?


    Дым вытягивается под картон и вверх рядом со свечой.

    ПРИМЕЧАНИЕ:

    Некоторые частицы дыма могут двигаться вверх.

    Как вы думаете, почему дым движется таким образом?




    Свеча нагревает воздух над собой, создавая конвекционный поток, который притягивает более холодный воздух с другой стороны картона к свече.Это движение частиц воздуха увлекает за собой частицы дыма. Частицы дыма позволяют визуализировать конвекционный поток.

    В двух последних занятиях мы наблюдали конвекционные потоки в жидкости и в газе. Конвекционные потоки могут образовываться только в газах и жидкостях, поскольку эти частицы могут свободно перемещаться. Они не удерживаются в фиксированных положениях, как в твердом теле.Твердые частицы удерживаются вместе слишком плотно, чтобы они могли двигаться при нагревании. Твердые частицы будут только вибрировать быстрее при нагревании, но не сдвинутся со своего места.

    Твердые частицы будут перемещаться со своих позиций только тогда, когда они наберут достаточную кинетическую энергию для изменения состояния, и твердое тело расплавится и станет жидкостью.

    Капли в лавовой лампе двигаются вверх и вниз в лампе, сначала нагреваясь и расширяясь, а затем достигая поверхности и охлаждаясь, чтобы снова двигаться вниз.

    Капли в лавовой лампе движутся вверх и вниз, показывая нам конвекционные потоки, поскольку лампа обеспечивает источник тепла на дне.

    Как работает лавовая лампа? (видео)

    Теперь, когда мы узнали о конвекции, как мы можем применить это в окружающем нас мире? Интересно узнать о концепциях и теориях в науке, но еще интереснее узнать, как это влияет на нашу повседневную жизнь.

    Представьте, что вашему учителю дали обогреватель и кондиционер для вашего класса. Обогреватель согреет ваш класс зимой, а кондиционер сохранит прохладу летом. Вы должны помочь своему учителю решить, где каждый предмет должен находиться в классе. Должны ли они идти на стене возле потолка или возле пола? Должны ли они идти рядом с окном?

    На фото кондиционер.

    ИНСТРУКЦИИ:

    Объединитесь в группы по 2 или 3 человека.

    Обсудите, где в классе вы бы разместили обогреватель, чтобы он эффективно обогревал комнату. Нарисуйте схему, чтобы объяснить свой выбор.

    Нагреватель должен располагаться у пола. Когда он нагревает воздух вокруг себя, теплый воздух поднимается вверх и заменяется холодным воздухом.Затем холодный воздух нагревается и поднимается вверх. Это создает конвекционный поток, который нагревает всю комнату. На схеме должна быть показана восходящая циркуляция теплого воздуха.

    Обсудите, где в классе вы бы установили кондиционер, чтобы он эффективно охлаждал комнату. Нарисуйте схему, чтобы объяснить свой выбор.

    Кондиционер должен располагаться под потолком.Когда он охлаждает теплый воздух у потолка, холодный воздух движется вниз к полу и заменяется теплым воздухом снизу. Затем теплый воздух охлаждается кондиционером. Это создает конвекционный поток, который охлаждает всю комнату. На диаграмме должна быть показана нисходящая циркуляция холодного воздуха.

    Попробуйте найти специалиста по кондиционерам или отоплению, у которого вы сможете взять интервью.Попросите их объяснить, как лучше всего установить кондиционер и обогреватель.

    Теперь мы рассмотрели, как энергия передается через различные материалы, будь то твердые тела (проводимость) или жидкости и газы (конвекция). Но что, если нет частиц, передающих тепловую энергию? Есть ли еще способ передачи энергии?

    Радиация

    • излучение
    • матовый
    • отражение
    • поглощать

    Вы когда-нибудь задумывались, как Солнце может согревать нас, даже если оно находится так далеко? Энергия Солнца передается всему на Земле.Солнцу не нужно касаться Земли для передачи энергии. Кроме того, между Землей и Солнцем есть пространство. Энергия Солнца способна согреть нас, даже если Солнце нас не коснется.

    Эта передача энергии называется излучением . Он отличается от проводимости или конвекции, поскольку не требует соприкосновения объектов друг с другом или движения частиц.

    Излучение происходит от греческого слова радиус , что означает луч света.

    Солнце излучает тепло во всех направлениях. Энергия передается через космос на Землю

    Свету требуется около 8 минут, чтобы добраться от Солнца до Земли.

    Мы также можем видеть, как тепло передается излучением здесь, на Земле, а не только между Солнцем и Землей. Продемонстрируем разницу между излучением и конвекцией на свече.

    Предлагается сделать это как демонстрацию и предложить учащимся подойти небольшими группами.Затем вы можете контролировать, насколько близко они подносят руки к огню. Обратите внимание, что тепло излучается во всех направлениях вокруг источника тепловой энергии (включая верхнюю часть свечи). Что заставляет нас больше ощущать тепло наверху, так это эффект конвекционных потоков горячего воздуха, движущегося вверх. Они должны сначала держать руки над пламенем, чтобы почувствовать тепло от конвекции. Затем они должны провести руками рядом с ним, чтобы почувствовать теплоотдачу от излучения. Наконец, вы также можете продемонстрировать проводимость, используя металлическую ложку и держа ее в пламени.

    МАТЕРИАЛЫ:

    • свеча в подсвечнике
    • металлическая ложка или металлический стержень
    • совпадений

    ИНСТРУКЦИИ:

    1. Зажгите свечу и поместите ее в подсвечник. Ваш учитель может сделать это и попросить группы из вас прийти на демонстрацию по очереди.
    2. Сначала держите руку над свечой.
    3. Затем возьмитесь рукой за край свечи.
    4. Ответьте на следующие вопросы.

    ВОПРОСЫ:

    Теперь мы знаем, что тепло от свечи будет передаваться окружающему воздуху. Эти согреются. Куда пойдет этот воздух?


    Частицы воздуха будут двигаться вверх.

    Итак, когда вы держите руку над свечой, что вы чувствуете и почему?



    Когда вы держите руку над свечой, частицы теплого воздуха передают энергию вашей руке, заставляя вашу руку нагреваться, и вы чувствуете повышение температуры.

    А как насчет того, когда вы держите руку на краю свечи? Можете ли вы также почувствовать тепло от свечи?


    Это не конвекция, так как частицы воздуха не перемещаются вбок, когда нагреваются от пламени.Итак, как энергия передается вашей руке, когда вы чувствуете тепло на краю свечи?


    Энергия передается излучением.

    Наконец, если ваш учитель поместит металлическую ложку в пламя свечи и вы почувствуете конец, что вы почувствуете через некоторое время?


    Как передавалась энергия от пламени к концу ложки?


    Энергия передавалась по проводимости.

    На этой фотографии показаны все три формы передачи тепла. Объясните, какой вид теплопередачи изображен каждой рукой.

    Энергия передается тремя способами.


    Рука справа, держащая ложку, представляет теплопроводность, поскольку тепло передается от пламени через металл ложки.Рука над свечой представляет собой конвекцию, поскольку тепло передается от пламени движущимися частицами воздуха, которые нагреваются и поднимаются вверх. Рука над свечой также будет испытывать тепло от излучения, поскольку тепло излучается во всех направлениях. Рука слева рядом со свечой представляет излучение, поскольку энергия передается от источника через пространство к руке.

    Как мы видели в предыдущем упражнении, энергия передается от свечи к вашей руке посредством конвекции и излучения.Вы когда-нибудь стояли рядом с огромным огнем? Вы почувствуете излучающееся тепло, хотя воздух может быть очень холодным. Это потому, что энергия передается вам излучением через промежутки между частицами в воздухе.

    Что если вы коснетесь черной стены или белой стены? Как вы думаете, есть ли разница в том, как разные поверхности поглощают и отражают излучение ? Выясним, проведя расследование.

    Это исследование посвящено тому, как различные материалы поглощают или отражают излучение.Важно, чтобы площадь поверхности каждого материала оставалась одинаковой, чтобы результаты были надежными. Это исследование будет работать лучше всего в жаркий солнечный день. Постарайтесь найти самое солнечное место на территории школы, чтобы провести расследование.

    Мы собираемся исследовать, какие поверхности поглощают больше всего тепла, используя темную бумагу, светлую бумагу и блестящую бумагу, такую ​​как алюминиевая фольга. Мы будем использовать температуру внутри конверта, сделанного из каждого вида бумаги, как меру количества тепла, поглощенного бумагой.Как вы думаете, почему мы можем это сделать?



    Обсудите это со своим классом, так как важно, чтобы они понимали, почему они проводят расследование. Когда бумажный конверт поглощает тепло, энергия передается воздуху внутри конвертов. Это вызовет повышение температуры, которое покажет термометр. Чем больше энергии поглощается, тем больше передается внутрь и тем выше температура.Бумага, отражающая наибольшую энергию, покажет наименьшее повышение температуры.

    СЛЕДИТЕЛЬНЫЙ ВОПРОС:

    Какие поверхности поглощают больше всего солнечного излучения и, следовательно, быстрее всего нагреваются?

    ПЕРЕМЕННЫЕ

    Какую переменную вы собираетесь измерять?


    Температура вещества.

    Как мы называем переменную, которую вы измерили?


    Какую переменную вы собираетесь изменить?


    Как мы называем эту переменную?


    Что должно оставаться одинаковым для всех различных материалов?


    Площадь поверхности каждого вещества, подвергающегося воздействию Солнца, должна быть одинаковой (т.размер конверта). Продолжительность времени, в течение которого материалы подвергаются воздействию солнца.

    ГИПОТЕЗА:

    Напишите гипотезу для этого исследования.

    Ответ зависит от учащегося. Гипотеза может быть такой: «Блестящая поверхность поглощает меньше всего тепла, а бумага черного/темного цвета поглощает больше всего».

    МАТЕРИАЛЫ И АППАРАТЫ:

    • черная матовая бумага
    • белая бумага
    • алюминиевая фольга
    • 3 спиртовых термометра
    • секундомер или таймер
    • клей или клейкая лента

    Вы также можете расширить исследование, протестировав больше цветов, например красный и желтый, чтобы сравнить их.

    МЕТОД:

    1. Сложите каждый лист бумаги и алюминиевой фольги в форме конверта.
    2. Поместите термометр в каждый из конвертов и запишите начальную температуру.
    3. Выложите все конверты на солнце.
    4. Проверяйте температуру на термометрах каждые 2 минуты в течение 16 минут.
    5. Запишите результаты в таблицу.
    6. Нарисуйте линейный график для каждого конверта на том же наборе осей.

    РЕЗУЛЬТАТЫ И НАБЛЮДЕНИЯ:

    Результаты этого эксперимента зависят от размера бумажного конверта, который делают учащиеся, а также от количества солнечного света, падающего на конверты. Показания также могут время от времени колебаться из-за облачности.

    Запишите свои результаты в следующую таблицу.

    Время (минуты)

    Температура в черном бумажном конверте (°C)

    Температура в конверте из белой бумаги (°C)

    Температура в оболочке из алюминиевой фольги (°C)

    0

    2

    4

    6

    8

    10

    12

    14

    16

    Нарисуйте линейный график для каждого из конвертов в пространстве ниже.Не забудьте дать вашему графику заголовок.

    Время должно быть отложено по горизонтальной оси, а температура по вертикальной оси. Начертите три разных графика для трех разных материалов. Сравнение наклонов трех графиков позволит учащимся определить, какой материал прогревается быстрее всего. Линия с самым крутым уклоном нагревается быстрее всего.

    Черная бумага должна нагреваться быстрее всех, поэтому ее кривая будет самой крутой.Алюминиевая оболочка должна нагреваться медленнее всего и иметь самую пологую кривую, а белая бумага должна находиться между ними.

    График должен иметь заголовок. Примером подходящего заголовка может быть «Сравнение скорости повышения температуры различных поверхностей».

    АНАЛИЗ:

    Что вы заметили в формах нарисованных вами графиков? Графики прямые или кривые?


    Ответ, зависящий от активности.Полученные значения будут зависеть от размера конвертов, которые делают учащиеся, а также от количества солнечного света, которому конверты подвергались. Важно, чтобы они видели на линиях графика возрастающую тенденцию.

    Какая линия на вашем графике самая крутая? Что это говорит нам?



    График, представляющий черную бумагу, должен быть самым крутым графиком.Это означает, что температура этой оболочки увеличивалась быстрее всего. Это связано с тем, что черный матовый цвет поглощает больше всего излучения.

    Сравните результаты для белой бумаги и блестящей поверхности. Что это вам говорит.



    Конверт из алюминиевой фольги должен демонстрировать наименьшее повышение температуры, так как блестящие поверхности отражают тепло.

    ОЦЕНКА:

    Расследование прошло гладко? Или есть что-то, что вы бы изменили?



    Ответ зависит от учащегося.Учащиеся должны обсудить качество своего метода и то, получили ли они ожидаемые результаты. Они могли бы предложить повторить эксперимент три раза и получить среднее увеличение с течением времени.

    Были ли получены какие-либо результаты, которые не соответствовали общей схеме?


    Ответ зависит от учащегося.Некоторые учащиеся могут получить выбросы, но другие могут иметь четкие результаты с четкими закономерностями.

    ВЫВОД:

    Напишите заключение по вашему расследованию. Не забудьте вернуться к исследовательскому вопросу, на который мы хотели ответить.




    Учащиеся должны сделать вывод, что черные поверхности поглощают больше всего излучения и, следовательно, показывают самый большой и быстрый рост температуры, в то время как блестящие поверхности поглощают меньше всего, так как отражают больше всего.

    Солнечное излучение необходимо для жизни на Земле, но ультрафиолетовое излучение Солнца также может сильно повредить нашу кожу. Не забывайте наносить солнцезащитный крем и головной убор, когда находитесь на улице, и избегайте попадания прямых солнечных лучей с 11:00 до 14:00.

    Исследование показало, что темная оболочка показала наибольшее повышение температуры. Конверт более светлого цвета показал меньшее повышение температуры.Конверт из блестящего материала показал наименьшее повышение температуры.

    Итак, что мы узнали? Кажется, что темные цвета поглощают больше солнечного излучения, чем светлые или отражающие цвета. Таким образом, если вы хотите согреться в холодный день, темная одежда будет поглощать больше доступного тепла солнечного излучения, чем светлая.

    Средняя летняя температура в Хотазеле, городе в Северной Капской провинции, составляет около 34 °C. Если бы вы жили в Хотазеле и вам нужно было купить новую машину, вы бы купили светлую или темную машину? Объяснить, почему.



    Лучшим цветом для покупки был бы белый автомобиль, потому что, как показало исследование, светлые цвета поглощают меньше тепла, чем темные. Таким образом, светлый автомобиль в идеале останется самым крутым внутри.

    У вас есть возможность покрасить автомобиль, чтобы сделать его поверхность более блестящей. Как вы думаете, это поможет сохранить прохладу в машине в жаркие летние месяцы? Объяснить, почему.



    Да, это поможет, так как блестящие поверхности обладают большей отражательной способностью, поэтому больше лучистого тепла отражается, а не поглощается, сохраняя прохладу в салоне автомобиля.

    Полное руководство по кондиционированию воздуха — все, что вам нужно знать перед покупкой или арендой

    Сплит-тепловые насосы без воздуховодов: Сплит-тепловой насос без воздуховодов (мини-сплит) может быть установлен в домах, в которых нет соответствующих воздуховодов.Этот тип содержит две ключевые единицы. Наружный блок состоит из змеевика конденсатора, компрессора и вентилятора. Внутренний блок представляет собой головку, которая содержит змеевик испарителя и вентилятор. Сплит-система без воздуховодов может иметь несколько головок для обеспечения тепла или охлаждения различных частей вашего дома.

    Внутренние головки могут быть установлены на стене, полу или потолке. Пульт дистанционного управления можно использовать для установки и управления различными желаемыми температурами в каждой комнате, в которой есть головка. Хладагент циркулирует по трубопроводу, соединяющему наружный и внутренний блоки.

    Одним из ключевых преимуществ сплит-систем без воздуховодов является экономия энергии по сравнению с канальными системами. Одним из самых больших недостатков являются затраты, связанные с установкой безканального сплит-теплового насоса. Установка нескольких внутренних блоков может обойтись дорого.

    Эстетически новые модели выглядят лучше старых. Но многим домовладельцам не нравится, как внутренние головные устройства смотрятся в их декоре.

    Геотермальные тепловые насосы Геотермальный или геотермальный тепловой насос работает так же, как воздушный тепловой насос, за исключением того, что вместо поглощения и отвода тепла в воздух он делает это в землю.Они используют землю и/или грунтовые воды для получения тепла. Более равномерная температура в земле позволяет этому типу теплового насоса работать более эффективно как в жаркие, так и в холодные дни года.

    Прочтите наш пост о преимуществах геотермального отопления и охлаждения .

    Преимущества тепловых насосов

    • Тепловой насос может охлаждать и обогревать ваш дом
    • Тепловые насосы работают на электричестве и, следовательно, могут производить меньше выбросов CO2, чем печи, работающие на природном газе.Большая часть электроэнергии в Канаде производится из источников, не выделяющих углерод, особенно в Британской Колумбии и Онтарио.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.