Цели урока:

образовательная: обобщить основные знания по теме «Виды теплопередачи», познакомить восьмиклассников с применением теплопроводности, конвекции, излучения для экономии энергии в быту;
развивающая: продолжить формирование у обучающихся ключевых умений, имеющих универсальное значение для различных видов деятельности – выделение проблемы, принятие решения, поиска, анализа и обработки информации;
воспитательная: воспитывать коллективизм, творческое отношение к порученному делу.

Подготовительная работа

Урок проводится в виде защиты учебных проектов. Ученики  выбирают руководителя, который формирует на добровольных началах группу. Тема проекта определяется в  результате жеребьевки.
    Задание каждой группы включает теоретическое обоснование, выпуск газеты.
    Восьмиклассники самостоятельно распределяют обязанности, осуществляют поиск и сбор информации, ее анализ и представление, продумывают план эксперимента, подготавливают необходимое оборудование для его выполнения, обсуждают и объясняют наблюдаемое.
   Оформление урока

   Экран и мультимедийный проектор. Компьютерная презентация. Газеты, посвященные видам теплопередачи. Оборудование для экспериментов

Ход урока

I. Вступительное слово учителя

   Здравствуйте!  Наш урок посвящен защите учебных проектов.  Мы повторим виды теплопередачи, познакомимся с их применением  для сохранения тепла в квартирах.

   Три группы выбрали один из практических способов сохранения тепла в квартирах . Задача группы доказать, что предложенный ими способ действительно экономит тепло. Обратите внимание на то, что время защиты проекта не должно превышать 5 минут.
  Но вначале давайте  повторим  

2. Актуализация опорных знаний

   С помощью компьютерной презентации повторяются виды теплопередачи и их основные характеристики.

Слайд №1  Разгадав ребусы, назовите виды теплопередачи.

Слайды № 2-4  Остановимся на теплопроводности, понятии, теплопроводности различных веществ и её особенностях

Слайды  №5-6  Теперь поговорим о конвекции и её особенностях

Слайды № 7-10  Вспомним  самый интересный  вид теплопередачи – излучение.

Теперь, когда мы повторили виды теплопередачи давайте перейдём интересным опытам.

Опыт 1

При нагревании верхнего конца закрытой пальцем пробирки с воздухом внутри можно не бояться обжечь палец, т.к. теплопроводность газов очень низкая. 
Интересно, что  можно было бы поднести руку  почти вплотную к пламени, например, газовой горелки (температура  больше 1000 градусов) и не обжечь ее, если бы … 
А что если бы? 

Газ, как правило,  очень плохой проводник тепла, поэтому достаточно  было бы лишь небольшой прослойки воздуха между рукой и пламенем. Но!
Но существует такое явление, как конвекция в газах, поэтому вблизи пламени руку сильно жжет.  
Опыт 2. Лёд, не тающий в кипятке. 
 

Можно удерживать рукой пробирку, так как теплопроводность воды не велика, а конвекционные потоки поднимаются только вверх

А теперь, интересные факты. 

Знаешь ли ты, что ...

Большие трудности строителям зданий доставляет просадка фундамента особенно в регионах с вечной мерзлотой. Дома часто дают трещины из-за подтаивания грунта под ними Фундамент передает почве какое-то количество теплоты. Поэтому здания начали строить на сваях. В этом случае тепло передается только теплопроводностью от фундамента свае и далее от сваи грунту Из чего же надо делать сваи? Оказывается, сваи, выполненные из прочного твердого материала внутри должны быть заполнены керосином. Летом свая проводит тепло сверху вниз плохо, т.к. жидкость обладает низкой теплопроводностью. Зимой свая за счет конвекции жидкости внутри неё, наоборот, будет способствовать дополнительному охлаждению грунта.
Это не сказка, не фантастика!
Такой проект реально разработан и испытан!
Итальянские ученые изобрели рубашку, позволяющую поддерживать постоянную температуру тела. Ученые обещают, что летом в ней не будет жарко, а зимой – холодно, поскольку она сшита из специальных материалов. Подобные материалы уже используются при космических полетах. 
В старых пулеметах "Максим" нагревание воды предохраняло оружие от расплавления.
На кухне, поднимая посуду , наполненную горячей жидкостью, чтобы не обжечься, можно использовать только сухую тряпку. Теплопроводность воздуха намного меньше, чем у воды! А ткань структура очень рыхлая, и все промежутки между волокнами заполнены у сухой тряпки воздухом, а у влажной - водой. Смотри, не обожгись! 
ЕСЛИ...... положить на лежащие рядом на столе кусок пенопласта (или дерева) и зеркало ладони, то ощущения от этих предметов будут разными: пенопласт покажется теплее, а зеркало - холоднее. 
Почему? Ведь температура окружающего воздуха одинаковая! 
Стекло - хороший проводник тепла (обладает высокой теплопроводностью), и сразу начнет "отбирать" от руки тепло. Рука будет ощущать холод! Пенопласт хуже проводит тепло. Он тоже будет , нагреваясь, "отбирать" тепло у руки, но медленнее, поэтому и покажется теплее.

 Подготовка завершена. Переходим к защите ваших проектов.

3. Защита проектов

Проект №1. Общие способы экономии тепла

Наша страна северная и утеплять свое жилище  -  нормальное явление. Есть несколько простых способов утепления:

Заделка щелей в оконных рамах и дверных проемах. Для этого используются монтажные пены, саморасширяющиеся герметизирующие ленты, силиконовые и акриловые герметики и т.д. Результат - повышение температуры воздуха в помещении на 1-2 градуса.
Уплотнение притвора окон и дверей. Используются различные самоклеющиеся уплотнители и прокладки. Уплотнение окон производится не только по периметру, но и между рамами. Результат - повышение температуры внутри помещения на 1-3 градуса.
Установка второй двери на входе в квартиру (дом). Результат - повышение температуры в помещении на 1-2 градуса, снижение уровня внешнего шума и загазованности. 
Старайтесь не закрывать радиаторы плотными шторами, экранами, мебелью - тепло будет эффективнее распределяться в помещении.
Закрывайте шторы на ночь. Это помогает сохранить тепло в доме.
Остекление балкона или лоджии эквивалентно установке дополнительного окна. Это создает тепловой буфер с промежуточной температурой на 10 градусов выше, чем на улице в сильный мороз.

Все предложенные способы дают положительный результат, так теплопроводность материалов, использующихся для утепления, мала. Остановимся подробно на остекление балкона и сравним по величине теплопроводность кирпича и воздуха, то у кирпича она составляет 0,67-0,87 Вт/м  К, а у воздуха  - 0,0257 Вт/м  К. То есть только за счёт воздушной прослойки  передача тепла уменьшается примерно в 34 раза.     Заделка щелей  позволяет уменьшить потери тепла за счёт выхода наружу прогретых слоёв воздуха , которые вследствие явления конвекции поднимаются и переносят с собой тепло.

Проект №2.Теплосберегающие стеклопакеты

В зимнее время не каждое окно гарантирует комфортные условия возле него. Можно идеально загерметизировать его контуры, изолировать самым дорогим утеплителем каждый квадратный сантиметр стен и перекрытий, оснастить жилище суперсовременной системой отопления и все равно дрожать от холода.

Потери тепла в помещении происходят за счет:

конвекции (теплый воздух помещений контактирует со стеной, стеклом, охлаждается, опускается вниз, на его место приходит другая часть теплого воздуха, и помещение постепенно охлаждается);
кондукции (прямая передача тепла, зависящая от теплопроводности материала, из которого сделаны стены, рамы);
излучения инфракрасных волн рамами и стеклом (чем больше разница температур между стеклом и окружающей средой, тем активнее излучение).

Таким образом, для уменьшения теплопотерь отопительные приборы размещают под окнами, создают рамы с низкой теплопроводностью, специальные отражающие покрытия стекол, заполняют пространство между стеклами менее склонной к теплообмену средой. Поэтому очень хорошо помогает установка новых пластиковых или деревянных окон с многокамерными стеклопакетами, заполненными газами с теплопроводностью, меньшей, чем у воздуха.  Лучше если стекла будут с теплоотражающей пленкой, и в конструкции окна будут предусмотрены проветриватели. Тогда температура в помещении будет более стабильной и зимой и летом, воздух будет свежим и не будет необходимости периодически открывать окно, выбрасывая большой объем теплового воздуха. Результат - повышение температуры в помещении на 2-5 градусов и снижение уровня уличного шума.

Проект №3 Алюминиевые радиаторы

 Обоснуем целесообразность замены  чугунных радиаторов на алюминиевые. Теплоотдача этих радиаторов на 40-50% выше. Это объясняется тем, что теплопроводность алюминия 209 Вт/м  К,  железа 74 Вт/м  К.  Если радиаторы установлены с учетом удобного съема, имеется возможность регулярно их промывать, что так же способствует повышению теплоотдачи. Алюминиевые радиаторы наряду с любым другим условием, бесспорно, обеспечивают наибольшую теплоотдачу. Теплопередача в алюминиевых радиаторах происходит как конвекционным методом, так и методом излучения. Конвекция - это движение воздуха, который, касаясь стенки греющегося корпуса, разогревается, становится легче и начинает подниматься. Таким образом совершается конвекционное движение, которое распространяет тепло по помещению. Теплообмен излучением происходит посредством испускания электромагнитного излучения греющимся корпусом - от более тёплого корпуса к более холодному помещению. Системы отопления, которые преимущественно работают на излучении, осуществляют лучеиспускающий теплообмен, который имеет смысл, если происходит с широкой поверхности. Термоинертность системы может быть определена как скорость, с которой система реагирует на изменения температуры помещения.  Поскольку изменения могут происходить очень быстро, в этой ситуации важно иметь системы с низкой термоинертностью, которые способны незамедлительно реагировать на  изменяющиеся условия, в отличие от напольных установок, которые характеризуются очень высокой инертностью.

Спектр солнечной энергии, попадающей на Землю, по длине волн подразделяется на три диапазона: ультрафиолетовые волны, видимый свет, инфракрасное излучение. Инфракрасное излучение предметов и тел, находящихся в помещении приводит к большинству тепловых потерь.. В этом случае (да и не только) самое разумное решение - теплоотражающие пленки. Установка теплоотражающего экрана (или алюминиевой фольги) на стену за радиатор отопления позволяет возвращать в комнату тепло, так как коэффициент отражения инфракрасного излучения у алюминия составляет 97%. Результат - повышение температуры в помещении на 1 градус.

4. Рефлексия

Большое спасибо группам за предложенные способы сохранения тепла в наших квартирах и домах. Конечно, необходимо применять эти способы и в случае необходимости даже давать советы родителям.

Разгадывание кроссворда слайд №11

5. Подведение итогов