Чем больше температура воды тем выше наблюдаемая скорость остывания
Исследование скорости остывания воды в сосуде при различных условиях
ФГБОУ ВПО ЯрГУ им. Университетский колледж
Исследование скорости остывания воды в сосуде
при различных условиях
Игровой номер команды:
Краткая характеристика параметров исследования
Понятие температуры тела представляется на первый взгляд простым и понятным. Из повседневного опыта каждый знает, что бывают тела горячие и холодные.
Практически все явления внешнего мира и различные изменения в человеческом организме сопровождаются изменением температуры. Явления теплообмена сопутствуют всей нашей повседневной жизни.
В конце 17 века известный английский физик Исаак Ньютон высказал гипотезу: «скорость теплообмена между двумя телами тем больше, чем сильнее отличаются их температуры (под скоростью теплообмена понимаем изменение температуры в единицу времени). Теплообмен всегда происходит в определённом направлении: от тел с более высокой температурой к телам с более низкой. В этом нас убеждают многочисленные наблюдения, даже на бытовом уровне (ложка в стакане с чаем нагревается, а чай остывает). Когда температура тел выравнивается, процесс теплообмена прекращается, т. е. наступает тепловое равновесие.
Простое и понятное утверждение о том, что самостоятельно теплота переходит только от тел с более высокой температурой к телам с меньшей температурой, а не наоборот, является одним из основополагающих законов в физике, и называются II законом термодинамики, этот закон был сформулирован в XVIII веке немецким учёным Рудольфом Клаузиусом.
Исследование скорости остывания воды в сосуде при различных условиях
Гипотеза: Мы предполагаем, что скорость остывания воды в сосуде зависит от слоя жидкости (масла, молока) налитого на поверхность воды.
Цель: Определить влияет ли поверхностным слой масла и поверхностный слой молока на скорость остывания воды.
Задачи:
1. Изучить явление остывания воды.
2. Определить зависимость температуры остывания воды с поверхностным слоем масла от времени, результаты записать в таблицу.
3. Определить зависимость температуры остывания воды с поверхностным слоем молока от времени, результаты записать в таблицу.
4. Построить графики зависимостей, провести анализ результатов.
5. Сделать вывод о том, какой поверхностный слой на воде оказывает большее влияние на скорость остывания воды.
Оборудование: стакана лабораторный, секундомер, термометр.
План эксперимента:
1. Определение цены деления шкалы термометра.
2. Провести измерение температуры воды при остывании через каждые 2 минуты.
3. Провести измерение температуры при остывании воды с поверхностным слоем масла через каждый 2 минуты.
4. Провести измерение температуры при остывании воды с поверхностным слоем молока через каждый 2 минуты.
5. Результаты измерений занести в таблицу.
6. По данным таблицы построить графики зависимостей температуры воды от времени.
7. Рассчитать скорость остывания воды для каждого случая.
8. Проанализировать результаты и дать их обоснования.
Сначала мы нагрели воду в 3 стаканах до температуры 71,5⁰С. Затем мы налили в один из стаканов растительное масло, в другой молоко. Масло распределилось по поверхности воды, образуя равномерный слой. Растительное масло – продукт, извлекаемый из растительного сырья и состоящее из жирных кислот и сопутствующих им веществ. Молоко перемешалось с водой (образуя эмульсию), это свидетельствовало о том, что молоко либо разбавлено водой и не соответствует заявленной на упаковке жирности, либо является изготовленным из сухого продукта и в том и другом случае физические свойства молока изменяются. Натуральное молоко неразбавленное водой в воде собирается сгустком и некоторое время не растворяется. Чтобы определить время остывания жидкостей, мы фиксировали температуру остывания через каждые 2 минуты.
Таблица. Исследование времени остывания жидкостей.
Чем больше температура воды тем выше наблюдаемая скорость остывания
В алюминиевый и пластиковый стаканы налили одинаковое количество горячей воды. Используя термометр и часы, учитель на уроке провёл опыты по исследованию температуры остывающей воды с течением времени. Результаты измерений представлены в таблицах 1 и 2.
Таблица 1. Остывание воды в алюминиевом стакане
Таблица 2. Остывание воды в пластиковом стакане
Выберите два утверждения, соответствующие проведённым опытам. Укажите их номера.
1) Остывание воды в обоих опытах наблюдали в течение 20 мин.
2) За первые 5 мин вода в обоих стаканах остыла до одинаковой температуры.
3) Температура остывающей воды прямо пропорциональна времени наблюдения.
4) В алюминиевом стакане вода остывала медленнее.
5) Чем больше разница между температурой воды и температурой воздуха в комнате, тем скорость остывания выше.
Первое очевидно верно.
Второе не верно, так как 62[math]\neq[/math]65
Температура обратно пропорциональна, иначе она бы росла.
В алюминиевом стакане вода остывала быстрей (по конечным результатам)
Видим что при приближении температуры к комнатной (обычно 20 градусов Цельсия) скорость остывания снижается.
Ответ: 15
2 1 7 4 6 6 4
Чем больше температура воды тем выше наблюдаемая скорость остывания
Используя стакан с горячей водой, термометр и часы, учитель на уроке провёл опыты по исследованию температуры остывающей воды с течением времени. Результаты измерений он занёс в таблицу.
| t, °С | 72 | 62 | 55 | 50 | 46 |
|---|---|---|---|---|---|
| τ, мин | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 |
Из предложенного перечня выберите два утверждения, соответствующие проведённым опытам. Укажите их номера.
1) Остывание воды происходит до комнатной температуры.
2) За первые 5 мин. вода остыла в большей степени, чем за следующие 5 мин.
3) Температура остывающей воды обратно пропорциональна времени наблюдения.
4) Скорость остывания воды уменьшается по мере охлаждения воды.
5) По мере остывания скорость испарения уменьшается.
В первые минуты вода будет менять температуру при остывании быстрее, чем в конце. Это происходит из-за уменьшения разницы между температурой воды и воздуха. Правильными являются утверждения 2 и 4.
Чем больше температура воды тем выше наблюдаемая скорость остывания
Ученик провёл эксперимент по изучению выталкивающей силы. Для этого он использовал точный динамометр, стакан, три различные жидкости: воду, керосин и глицерин — и сплошной кубик с ребром a = 5 см. Погрешность шкалы динамометра равна 0,01 Н. Каждый раз ученик подвешивал к динамометру кубик и погружал его в жидкость ровно на половину объёма. Результаты экспериментальных измерений представлены на графике зависимости показаний динамометра от плотности ρ жидкости.
Какие утверждения соответствуют результатам проведённых экспериментов? Из предложенного перечня утверждений выберите два правильных. Укажите их номера.
1) При увеличении плотности жидкости выталкивающая сила, действующая на кубик, увеличивается.
2) При уменьшении плотности вещества кубика выталкивающая сила, действующая на него, уменьшается.
4) Выталкивающая сила, действующая на кубик, не зависит от глубины погружения кубика.
5) Выталкивающая сила, действующая на кубик, зависит только от плотности жидкости и плотности кубика.
Учитель на уроке, используя катушку, замкнутую на гальванометр, и полосовой магнит (рис. 1), последовательно провёл опыты 1 и 2 по наблюдению явления электромагнитной индукции. Описание действий учителя и показания гальванометра представлены в таблице.
Какие утверждения соответствуют результатам проведённых экспериментальных наблюдений? Из предложенного перечня утверждений выберите два правильных. Укажите их номера.
1) Величина индукционного тока зависит от геометрических размеров катушки.
2) При изменении магнитного потока, пронизывающего катушку, в катушке возникает электрический (индукционный) ток.
3) Величина индукционного тока зависит от скорости изменения магнитного потока, пронизывающего катушку.
4) Направление индукционного тока зависит от того, увеличивается или уменьшается магнитный поток, пронизывающий катушку.
5) Направление индукционного тока зависит от направления магнитных линий изменяющегося магнитного потока, пронизывающего катушку.
На горизонтальной шероховатой поверхности стола лежит брусок массой 500 г. К бруску прикрепляют динамометр и, прикладывая к нему некоторую силу, направленную вдоль поверхности стола, начинают перемещать брусок с постоянной скоростью 0,5 м/с.
Используя рисунок и приведённые данные, из предложенного перечня утверждений выберите два правильных. Укажите их номера.
1) Коэффициент трения между бруском и поверхностью стола равен 0,4.
3) Если показание динамометра увеличится в 2 раза, то брусок будет равномерно двигаться со скоростью 1 м/с.
4) Если заменить брусок на другой, из того же материала, но вдвое большей массы, и приложить к динамометру такую силу, что его показание останется прежним, то скорость перемещения бруска по поверхности стола будет равна 0,25 м/с.
5) При увеличении модуля силы, прикладываемой к динамометру, от значения 0 Н до значения 1 Н, модуль силы трения, возникающей между бруском и поверхностью стола, остаётся неизменным.
Лабораторная работа по физике, 8 класс. Исследование температуры остывания воды с течением времени
Описание: Практикум рассчитан на учащихся 8 класса, он позволяет закрепить знания о физических приборах, о тепловых процессах, навыки определения цены деления приборов и снятия с них показаний.
Школьники приобретут навыки практического характера и самостоятельности в обучении, способности к анализу, оценки своей работы с помощью критериев, умению применять полученные знания в жизни.
Работа в парах или малых группах позволяет совершенствовать языковые навыки: ученики в устной и письменной форме используют физическую терминологию (калориметр, термометр, правила измерения температуры, цена деления прибора, погрешность измерения, зависимость изменения температуры от времени).
Межпредметная интеграция на уроке реализуется через применение необходимых математических знаний для построения графика.
Цель: обобщение и систематизация знаний учащихся при выполнении работ с физическим оборудованием.
Дифференцированная цель:
Все учащиеся будут: знать правила техники безопасности в кабинете физики, познакомиться с устройством термометра, правилом измерения температуры, научиться ее измерять.
Большинство смогут: построить график зависимости изменения температуры остывающей воды от времени, определять факторы, влияющие на проведение эксперимента
Некоторые cмогут: анализировать результаты эксперимента для последующего вывода, описывать измерение температуры на основе теплового расширения.
Задачи:
Образовательная: закрепить знания о следующих физических явлениях и величинах: теплообмен, внутренняя энергия, температура, измерения.
Развивающая: формировать интеллектуальные компетенции: сравнение, анализ, составление алгоритма, плана действий, обобщение.
Воспитательная: формировать сознательную дисциплину, трудолюбие, коммуникативные компетенции.
План урока
1. Оргмомент.
2. Актуализация изученного.
3. Инструктаж по ТБ и выполнению лабораторного практикума.
4. Выполнение практического задания.
5. Рефлексия.
6. Домашнее задание.
Ответ: термометр, секундомер, песочные часы, мензурка с водой, электрический чайник.
Новым прибором является калориметр. Калориметр состоит из двух сосудов, разделенных воздушным промежутком. Дно и стенки внутреннего сосуда отделены от внешнего сосуда пористым пенопластом. Это позволяет уменьшать теплообмен содержимого внутреннего сосуда с внешней средой, хотя избежать его совсем не удастся.
ФО: 3 хлопка (за каждый правильный ответ)
3. Инструктаж по ТБ
Самооценка работы групп
Необходимо отметить на шкале термометра (галочкой или плюсом) свое положение по степени выполнения всех критериев оценки и поставленной вначале цели урока.
При наличии времени обсуждение результата урока.
6. Домашнее задание: Провести наблюдение за тепловыми явлениями в быту в течение недели.
Описать явление по примерному плану:
1) внешние признаки;
2) условия протекания;
3) предполагаемое объяснение механизма протекания явления.