Чем дольше находится в употреблении эмалированный чайник тем медленнее закипает вода
ТЗ-2. Виды теплопередачи
Дидактические материалы по физике 8 класс А.Е. Марон (к учебнику А.В. Перышкина)
1. а) Какой кирпич — обыкновенный или пористый — обеспечит лучшую теплоизоляцию здания?
б) Почему не замерзает картофель, зарытый на зиму в яму?
а) лучшую изоляцию здания обеспечивает пористый кирпич, так как воздух, находящийся в пустотах кирпича, обладаем плохой теплопроводностью;
б) Земля обладает низкой теплопроводностью, поэтому в сильные морозы картофель в яме не замерзает.
2. а) В сильный мороз птицы чаще замерзают на лету, чем сидя на месте. Чем это можно объяснить?
б) Почему в холодную погоду многие животные спят, свернувшись в клубок?
а) В сильный мороз птицы чаще замерзают на лету, чем сидя на месте, т.к. сидя на месте птица может нахохлиться, тогда между перьями образуются воздушные пространства, которые ухудшают теплообмен между телом птицы и окружающей средой. Когда птица летит, между ее перьями нету воздуха, и она активнее отдает энергию в окружающую среду, и поэтому быстрее замерзает, б) В холодную погоду многие животные спят, свернувшись в клубок, т.к. таким образом они уменьшают площадь поверхности своего тела, таким образом уменьшая теплоотдачу тела в окружающую среду.
3. а) Для какой цели зимой в большой мороз лицо иногда смазывают жирным кремом?
б) Каково назначение толстого слоя подкожного жира у китов, тюленей и других животных, обитающих в водах полярных морей?
а) жирный крем обладает низкой теплопроводностью, это препятствует охлаждению кожи на лице;
б) толстый слой подкожного жира обладает плохой теплопроводностью и тем самым предохраняет тела животного от переохлаждения в воде.
4. Почему на морозе металлические предметы кажутся более холодными, чем дерево или пробка? При какой температуре дерево и металл на ощупь будут казаться одинаково нагретыми? При какой температуре металлические предметы будут казаться сильнее нагретыми?
Металлические предметы обладают большей теплопроводностью, чем дерево или пробка. При температуре более 40°С при соприкосновении с металлическими предметами процесс теплообмена происходит быстрее, тело человека быстрее нагревается.
5. Как поступить, чтобы кофе быстрее остыл: сразу влить в него сливки или дать кофе немного остыть, а затем налить сливки?
Если молоко не добавлять сразу, то кофе будет остывать быстрее, так как начальная температура напитка будет выше и теплообмен с окружающей средой будет происходить быстрее.
6. а) Почему при варке варенья предпочитают пользоваться деревянной мешалкой? б) Почему алюминиевая кружка с горячим чаем обжигает губы, а фарфоровая чашка нет?
а) у дерева плохая теплопроводность и мешалка не нагревается;
б) потому что теплопроводность алюминия больше чем фосфора, следовательно, он быстрее нагревается и быстрее отдает тепло.
7. а) Чем дольше находится в употреблении эмалированный чайник, тем медленнее закипает в нем вода. Почему? б) Почему опытные хозяйки предпочитают жарить на чугунных сковородках, а не на алюминиевых?
а) Чем дольше находится в употреблении чайник, тем медленнее закипает в нем вода, т.к. на стенках чайника образуется накипь, которая ухудшает теплопроводность и замедляет нагревание,
б) Опытные хозяйки предпочитают жарить на чугунных сковородках, а не на алюминиевых, т.к. теплопроводность чугуна выше теплопроводности алюминия, поэтому сковородка нагревается быстрее и более равномерно.
8. Чай сохраняется горячим в термосе. Можно ли сохранить в нем холодный морс?
В термосе можно какое-то время сохранить как горячие напитки, так и холодные, потому что между стенками термоса (колбой и внешним корпусом) находится материал, обладающей плохой теплопроводностью.
9. Почему в пустынях очень большая суточная амплитуда температуры?
В пустыне очень скудная растительность, поэтому песок ночью в результате конвекции и излучения очень быстро теряют энергию.
10. Почему небольшую стеклянную палочку, накаленную с одного конца, можно держать за другой конец, не обжигая пальцев, а железный прут нельзя?
Потому что стекло, в отличие от железа, обладает малой теплопроводностью, поэтому температура стеклянной палочки увеличивается медленнее, чем температура железной палочки.
12. Зачем в странах Средней Азии местные жители во время сильной жары носят шапки-папахи и ватные халаты?
Шапки — папахи и ватные халаты обладают плохой теплопроводностью, поэтому препятствуют нагреванию тела человека.
13. Что приносит вред растениям, особенно злаковым: обильный снег или бесснежная зима?
Бесснежная зима, потому что воздух, который находится между снежинками, обладает низкой теплопроводностью, тем самым тепло, которое излучает земля, остается под слоем снега.
14. а) Почему радиаторы водяного или парового отопления ставят чаще всего внизу комнаты?
б) Объясните, каким образом охлаждается воздух в комнате зимой при открытой форточке.
а) холодный воздух тяжелее теплого, поэтому он опускается вниз, где нагревается радиаторами;
б) воздух охлаждается способом конвекции. Поступающий из форточки холодный воздух опускается вниз, а теплый поднимается вверх и уходит через форточку.
15. Листы бумаги поднесены к свече сбоку и сверху (рис. 3). Почему первый лист не загорается, а второй быстро воспламеняется?
Потому что горячий воздух поднимается вверх и самая высокая температура будет в верхнем слое пламени свечи.
16. а) Объясните, как образуются бризы. б) Когда парусным судам удобнее входить в гавань — днем или ночью?
а) Бризы — местные ветры, дующие днём с моря на сушу, а ночью с суши на море. Дневной бриз: воздух над сушей нагревается сильнее, чем над морем и поднимается вверх, так как плотность теплого воздуха меньше, чем плотность холодного. В результате этого давление воздуха у поверхности земли уменьшается и к этому месту приходит более холодный воздух с моря. Ночной бриз — обратное явление: суша, прогретая за день, остывает быстрее, чем вода.
б) Парусным судам удобнее входить в гавань днем, когда бриз дует с моря на сушу.
17. а) В какой трубе лучше образуется тяга — в кирпичной или металлической, если они имеют одинаковую высоту?
б) Когда тяга в трубах лучше — зимой или летом?
в) Почему, в то время когда в комнате начинает топиться печь, наблюдается понижение температуры?
а) металлы обладают большей теплопроводностью. Горячие газы, двигаясь вверх по металлической трубе, охлаждаются быстрее, нежели при движении газов по кирпичной трубе. Плотность газов увеличивается, разность давлений в трубе и вне ее уменьшается, уменьшается и тяга;
б) при условии неизменности высоты грубы тяга в ней гем сильнее, чем больше разность давлений на уровне основания трубы горячего воздуха в трубе и более холодного наружного воздуха. С понижением температуры наружного слоя воздуха зимой его плотность увеличивается, увеличивается и его давление. Таким образом, тяга в печных трубах зимой больше, чем летом;
в) в трубе создается тяга, и нагретый воздух в результате конвекции улетает в трубу.
18. а) Планер может довольно высоко подниматься вверх, несмотря на то что у него нет двигателя. Объясните, как это получается.
б) Известен случай, когда парашютист с раскрытым парашютом, вместо того чтобы опускаться вниз, поднимался вверх. Как это могло случиться?
а) Планер может довольно высоко подниматься вверх, несмотря на то, что у него нет двигателя, благодаря восходящим потокам теплого легкого воздуха, поднимающимся с нагретой земли.
б) Парашютист с открытым парашютом вместо того, чтобы опускаться вниз, поднимался наверх, благодаря восходящим потокам теплого легкого воздуха, поднимающимся с нагретой земли.
19. Почему, если трубу поднести к пламени, как показано на рисунке 4, а, то пламя разгорается сильнее, а если поставить, как показано на рисунке 4, б, то пламя гаснет?
Потому что в случае рис. 4а вследствие разницы давлений образуется тяга, а на рис. 46 нижний край плотно прилегает к столу и тяга не образуется.
20. Почему в искусственных спутниках Земли и космических кораблях необходима принудительная циркуляция воздуха?
В состоянии невесомости отсутствует естественная конвекция в жидкостях и газах. Поэтому приходится пользоваться вынужденной конвекцией.
21. а) Почему вентиляторы для очистки воздуха обычно помещают у потолка?
б) Почему в холодных помещениях прежде всего мерзнут ноги?
а) это улучшает циркуляцию воздуха, так как теплый воздух вместе с различными примесями поднимается вверх и вентилятором удаляется из помещения;
б) потому что в результате конвекции холодный воздух опускается вниз.
22. Почему в утренние и ночные часы полет на самолете происходит спокойнее — меньше болтает и укачивает?
Потому что нагревание воздуха приводит к большой турбулентности.
23. Если в весенний солнечный день выйти в поле и посмотреть вдоль поверхности вспаханного участка земли, то все предметы за ним кажутся нам колеблющимися. Объясните причину наблюдаемого явления.
Вспаханная почва в такой день излучает тепло, которое поднимается вверх, лучи света преломляются по разному
24. Для чего поверхность стеклянного баллона термоса покрывают слоем серебра? Зачем выкачивают воздух между двойными стенками баллона?
Чтобы уменьшить теплопроводность. Лишенное воздуха пространство между стеклами почти не проводит тепло.
25. Если весной или осенью ожидается ясная ночь, садовники разводят костры, дающие много дыма, обволакивающего растения. Зачем?
Дым тяжелее воздуха, он стелется по земле и защищает растения от замерзания. Кроме этого ночью поверхность Земли теряет энергию путем конвекции и излучения; дым плохо пропускает тепловое излучение и нарушает конвекционные потоки воздуха.
26. Почему города, в которых воздух загрязнен пылью и дымом, получают меньше солнечной энергии?
Непрозрачная дымовая среда препятствует проникновению солнечных лучей.
27. Рабочие горячих цехов и кочегары носят комбинезоны, покрытые металлическими блестящими чешуйками. Почему они хорошо защищают человека от жары?
Потому что происходит отражение тепловых лучей
28. С помощью тепловизора (так называемого прибора «ночного видения») можно обнаружить различные тела, даже незначительно нагретые, причем независимо от того, освещены эти юла или находятся в полной темноте. Какое физическое явление используется в этих приборах?
Любое нагретое тело является источником излучения, прибор «ночного видения» фиксирует это излучение.
29. Почему в летний день температура воды в водоемах ниже температуры песка на берегу? А как бывает ночью?
В летний день температура воды в водоемах ниже температуры песка на берегу, т.к. вода имеет большую теплоемкость, поэтому прогревается дольше, чем песок, к тому же все время перемешивается за счет конвекции. Ночью же вода остывает медленнее, чем песок, поэтому ее температура выше температуры песка на берегу.
30. Полоска бумаги, плотно обмотанная вокруг медного стержня и внесенная на короткое время в пламя горелки, не загорается и не обугливается. Если же вместо медного взять деревянный стержень, то бумага быстро воспламеняется. Объясните причину наблюдаемого явления.
Полоска бумаги, обмотанная вокруг медного стержня и внесенная в пламя горелки, не загорается, т.к. медь обладает хорошей теплопроводностью и быстро отводит тепло, поступающее от горелки. Если же вместо медного взять деревянный стержень, бумага быстро воспламенится, т.к. теплопроводность дерева намного хуже, и оно не так хорошо отводит тепло.
31. а) Почему угли костра долго сохраняются в раскаленном состоянии, а разбросанные гаснут быстро?
б) Раскаленный уголь, положенный на металлическую Пластинку, быстро гаснет, а на деревянной доске продолжает тлеть. Почему?
а) у собранных в кучу углей только наружные угли соприкасаются с окружающим воздухом. Если нет сильного ветра, то вокруг них создается покрывающий теплый слой, затрудняющий дальнейшее поступление воздуха и не допускающий остывания за счет излучения;
б) потому что у металла большая теплопроводность и теплоемкость.
Обобщающий урок физики по тепловым явлениям в 8-м классе. Тема: «Физика за чайным столом»
Разделы: Физика
Закрепление, обобщение и углубление знаний, полученных при изучении тем «Тепловые явления» и «Изменение агрегатных состояний вещества»
Развитие интереса к физике, формирование умений взглянуть на изучаемые явления под другим углом зрения. Повышение активности и творческого мышления.
Воспитание культуры общения друг с другом, ответственности за выполнение своей работы перед товарищами.
I. Вступление учителя
Сегодня у нас необычный урок и тема необычная. Мы ежедневно бываем на кухне и пьем чай. Но порой и не задумываемся над тем, что делаем сами, почему делаем так, а не иначе. Так вот сегодня мы должны будем объяснить многие наши действия на кухне с точки зрения физики. Работать будем в группах, соревнуясь между собой. Мы должны будем объяснить все наши действия, когда ставим кипятить чай.
II. Организация деятельности учащихся
1 действие – ставим чайник на огонь
— Для чего мы накрываем чайник крышкой? (чтобы уменьшить теплообмен с окружающей средой)
— Какой чайник быстрее закипит с открытой или с закрытой крышкой? (Из чайника с открытой крышкой в процессе нагревания будут уходить в воздух наиболее быстрые молекулы, унося с собой энергию)
— Почему электрические чайники и самовары делают блестящими?
— Чтобы энергия не уходила благодаря излучению.
— Почему перед кипением чайник шумит?
— В воде есть растворимый воздух, который при нагревании образует мелкие пузырьки, в этих пузырьках образуется водяной пар. Под действием архимедовой силы эти пузырьки поднимаются вверх, попадая при этом в еще не прогретые слои воды. Водяной пар в пузырьках конденсируется, пузырьки сильно сжимаются, и в жидкости распространяется звук, импульс.
Групповая работа: каждая группа получает по три вопроса:
1) Пар или кипяток сильнее обжигает? Почему?
— Пар, так как на образование пара затрачивается больше энергии. При ожоге паром выделяется энергия Q=Lm+cm(t2-t1), а кипятком только Q=cm(t2-t1).
2) Чем больше времени находится в употреблении эмалированный чайник, тем медленнее закипает в нем вода. Почему?
— На стенках чайника образуется накипь, которая обладает плохой теплопроводностью.
3) Можно ли заставить кипеть воду, не нагревая ее?
— Можно, если уменьшить давление.
1) Какой чайник светлый или темный быстрее остынет?
— Темный. Темные тела лучше принимают энергию излучения и лучше отдают.
2) Будет ли кипеть вода в кастрюле, которая плавает в другой кастрюле с кипящей водой?
— Нет. Чтобы вода закипела во второй кастрюле ей необходимо сообщать тепло от более нагретого тела. Вода в первой кастрюле не может быть нагрета выше температуры кипения. Поэтому температура воды во второй кастрюле может лишь сравняться с температурой воды в первой кастрюле.
3) В двух одинаковых чайниках, поставленных на одинаковые горелки, кипит вода. У одного из них крышка часто подпрыгивает, а другого неподвижна. Почему?
— У которого часто подпрыгивает, у того воды больше и образовавшийся пар толкает крышку, а у другого чайника воды мало и поэтому весь пар выходит через носик.
1) Некоторые хозяйки, желая ускорить варку, усиливают огонь под кастрюлей, в которой кипит вода. Правилен ли это прием?
— Нет, так как когда вода кипит, то температура кипения не меняется, и чтобы она продолжала кипеть, достаточно небольшого огня.
2) В одном чайнике сырая вода, в другом кипяченая той же температуры. Какая быстрее закипит?
— Сырая, так как в ней больше воздуха.
2) «Незнайка на Луне» Носов.
«Винтик и Шпунтик, находясь в состоянии невесомости, захотели вскипятить чай. Вначале все шло хорошо, но через несколько минут Винтик и Шпунтик увидели, как из носика чайника начала пузырем вылезать вода, словно ее кто-то выталкивал изнутри. Шпунтик поскорей заткнул носик чайника пальцем, но вода тут же начала вылезать из-под крышки. Этот пузырь становился все больше, наконец, оторвался от крышки, и трясясь, словно был сделан из жидкого студня, поплыл по воздуху.»
Почему Винтик и Шпунтик не смогли вскипятить воду в невесомости?
— В невесомости невозможна конвекция. Нижний слой воды в чайнике нагревается и превращается в пар. Пар, расширяясь, вытесняет холодную воду из чайника.
Вызвать к демонстративному столу по одному человеку из команд.
Вопросы к вышедшим ученикам:
1) Какой чайник металлический или фарфоровый ты выбираешь для заваривания чая? Почему?
— Фарфоровый, т.к. он обладает худшей теплопроводностью, чем металлический, а значит, в нем будет более высокая температура.
2) Как правильно заварить чай?
3) На столе различная посуда: металлические кружки, стеклянные и фарфоровые чашки. Какую посуду ты выбрал, чтобы выпить чай? Почему?
— Фарфоровую или стеклянную чашку, чтобы не обжечься.
Фронтально вопросы командам.
1) Что делаем, прежде чем разлить чай в стаканы и для чего? Какую ложку выгоднее использовать алюминиевую или серебряную?
— Опускаем серебряную ложку.
2) Какие лучше использовать стаканы толстостенные или тонкостенные?
— Тонкостенные, так как они прогреваются быстрее и равномерно. Толстостенные внутри нагреваются, а снаружи нет. Поэтому стакан может разбиться.
3) Что раньше наливать в стакан заварку или кипяток?
— Заварку, так как ее температура ниже и процесс перемешивания происходит быстрее.
1) Надо сохранить горячим чай для родителей. Какое устройство для этого используем. Рассказать о нем. (термос)
2) Необходимо остудить кипяток, чтобы выпить лекарство. Куда поставить для этого чайник на лед или лед положить на крышку?
— Лед положить на крышку. Верхний слой воды охлаждается и опускается вниз, теплые поднимаются, благодаря конвекции. Также вокруг куска льда слои воздуха будут опускаться вниз, охлаждая чайник.
3) Молоко кипятим. Также оно кипит, как вода или нет? Почему?
— Наличие жира в молоке приводит к образованию на поверхности молока масленой пленки. Пар, образующийся из пузырьков, заставляет подниматься пленку. Поэтому молоко, как бы разбухает, увеличиваясь в объеме и «убегает».
4) Рассеянная хозяйка поставила самовар без воды — самовар распаивается. Почему в запаянной посуде можно кипятить воду и посуда не распаивается, а без воды распаивается?
— Потому что в посуде с водой вся подводимая энергия идет на нагревание воды и ее дальнейшее кипение. А в посуде без воды вся энергия идет на нагревание сосуда и дальнейшее плавление припоя.
5) Пар, как и любой газ невидим. Почему же над кипящим чайником мы видим облако?
— Видим туман, образованный в результате конденсации пара в капельки воды.
Итак, мы сегодня на уроке увидели, что наука физика помогает ясно и четко отвечать на вопросы и объяснять явления, связанные с чаепитием. Чаще задумывайтесь над тем, что происходит в природе, технике, быту, чаще задавайте себе вопросы «почему?» и ищите ответы на эти «почему».
1. Пар или кипяток сильнее обжигает? Почему.
2. Чем большее время находится в употреблении эмалированный чайник, тем медленнее закипает в нем вода. Почему?
3. Можно ли заставить кипеть воду, не нагревая ее?
1. Какой чайник светлый или темный быстрее остынет?
2. Будет ли кипеть вода в кастрюле, которая плавает в другой кастрюле с кипящей водой?
3. В двух одинаковых чайниках, поставленных на одинаковые горелки, кипит вода. У одного из них крышка часто подпрыгивает, а у другого неподвижна. Почему?
1. Некоторые хозяюшки, желая ускорить варку, усиливают огонь под кастрюлей, в которой кипит вода. Правильный ли это прием?
2. В одном чайнике сырая вода, в другом кипяченая той же температуры. Какая быстрее закипит?
3. «Незнайка на Луне» Н. Носов.
«Винтик и Шпунтик, находясь в состоянии невесомости, захотели вскипятить чай. В начале все шло хорошо, но через несколько минут Винтик и Шпунтик увидели, как из носика чайника начала пузырем вылезать вода, словно ее кто-нибудь выталкивал изнутри. Шпунтик поскорей заткнул носик чайника пальцем, но вода тут же начала вылезать пузырем из-под крышки. Этот пузырь становился все больше, наконец, оторвался от крышки, и трясясь, словно был сделан из жидкого студня, поплыл по воздуху.» Чем объяснить происшедшее? Почему Винтик и Шпунтик не смогли вскипятить воду в чайнике?
Почему электрочайник стал дольше кипятить воду чем раньше, что делать, как исправить?
Раньше электрочайник кипятил тот же объём воды гораздо быстрей чем сейчас.
Хотя чайник почти новый, ему чуть больше года.
Почему он стал медленней нагревать воду и что делать?
Причины могут быть следующие:
Упало напряжение в сети, то есть раньше оно было нормальное, чайник закипал быстро, сейчас с напряжением проблемы.
Можно купить стабилизатор напряжения и устранить эту проблему.
Температура воды в водопроводе (в чайник наливается только холодная вода) в летний и зимний период разная и разница существенная.
То есть вода из крана зимой более холодная и соответственно электрочайник будет греть её дольше.
Любая бытовая техника выходит из строя, устаревает, возможно проблема тут.
Но чаще всего причина вот в этой накипи
Чем толще слой этого отложения, тем медленней электрочайник будет кипятить воду.
Жёсткая вода, в Вашем доме или квартире могут быть причиной образования той самой накипи.
Можно установить в систему многоступенчатые фильтры тонкой очистки воды, или систему обратного осмоса, наливать в чайник только отфильтрованную воду.
Или покупать бутилированную воду.
Из личного опыта могу добавить, даже обычный фильтр-кувшин смягчает воду, накипи в чайнике будет меньше и соответственно закипать вода в нём будет быстрей.
Но в начале очистите электрочайник от накипи, я обычно использую лимонную кислоту.
Засыпаю пакетик кислоты в чайник, кипячу воду и оставляю чайник на всю ночь (если накипи много).
Далее сливаю воду с кислотой и дважды доливаю и кипячу чистую воду.
Вместо лимонной кислоты можно и обычный лимон использовать, можно уксус, соду и.т.п.