Педагогические науки/2. Проблемы подготовки специалистов

 

Коломієць Ю.В., Супрун С.С.

ДВНЗ «Переяслав-Хмельницький державний педагогічний університет імені Григорія Сковороди»

 

ОРГАНІЗАЦІЯ ТА ПРОВЕДЕННЯ ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ «ВИВЧЕННЯ ЯВИЩА ТЕПЛООБМІНУ» ДЛЯ МАЙБУТНІХ ВЧИТЕЛІВ ТЕХНОЛОГІЙ

 

Дидактична роль лабораторних робіт у фізиці надзвичайно велика. Сприймання при виконанні лабораторних робіт засновані на більшій і різноманітнішій кількості чуттєвих вражень і стають глибшими і повнішими порівняно із сприйманнями при спостереженні демонстраційного експерименту. При виконанні лабораторних робіт студенти навчаються користуватись фізичними приладами як знаряддями експериментального пізнання, набувають навичок практичного характеру.

Ознайомимося із порядком організації та проведення лабораторної роботи «Вивчення явища теплообміну» для майбутніх вчителів технологій. Мета роботи - виміряти питому теплоємність металів та перевірити рівняння теплового балансу. Обладнання - вантажі з відомою масою, калориметр, термометр, стакани з холодною та гарячою водою, основне завдання -   запропонувати свій спосіб перевірки рівняння теплового балансу використовуючи тільки надане обладнання.

На початку виконання лабораторної роботи студенти опрацьовують короткі теоретичні відомості: що таке теплообмін, правило теплового балансу, калориметр, будова та принцип його роботи, поняття питомої теплоємності речовини.

Після засвоєння теоретичних відомостей студенти виконують власне саму лабораторну роботу.

Завдання №1.

 

1. Налийте в калориметр стільки холодної води, щоб в неї можна було повністю занурити циліндр.

2. Виміряйте температуру води Тводи в калориметрі і її об’єм Vводи. Запишіть ці значення в таблицю.

3. Налийте в склянку гарячої води і занурте в неї сталевий циліндр масою 300 гр.

4. Виміряйте температуру гарячої води (циліндра) Ттіла. Запишіть її в таблицю.

5. Перенесіть циліндр в калориметр і закрийте кришку.

6. Дочекайтеся, поки температура в калориметрі не перестане змінюватися. Запишіть сталу температуру Ткін в таблицю.

7. Знаючи з таблиці питому теплоємність води, обчисліть кількість теплоти, отриману водою, за відомою формулою :

8. Знаючи з таблиці питому теплоємність сталі, обчисліть кількість теплоти, відданої тілом, за відомою формулою:

9. Повторіть вимірювання для алюмінієвого циліндра масою 100 гр.

 

Завдання 2 .

1. Налийте в калориметр гарячої води. Закрийте калориметр кришкою.

2. Виміряйте температуру води Тводи в калориметрі та її об’єм Vводи. Запишіть ці значення в таблицю.

3. Налийте в склянку холодної води і занурте в неї сталевий циліндр масою 300 гр.

4 . Виміряйте температуру холодної води (циліндра) Ттіла. Запишіть її в таблицю.

5. Перенесіть циліндр в калориметр і закрийте кришку.

6. Дочекайтеся, коли температура в калориметрі перестане змінюватися. Запишіть Ткін в таблицю.

7. Знаючи з таблиці питому теплоємність води, вирахуйте кількість теплоти, віддану водою, за формулою:

8. Знаючи з таблиці питому теплоємність сталі, обчисліть кількість теплоти, отриману тілом, за формулою:

9. Повторіть вимірювання для алюмінієвого циліндра масою 100 гр.

 

Завдання 3.

Порівняйте значення  і  для кожного вимірювання і зробіть висновок.

Додаткові запитання і завдання.

Завдання 1. Переконавшись у справедливості рівняння теплового балансу

ми можемо поміряти питому теплоємність тіла з невідомої нам речовини. Підставляючи в рівняння виміряні значення, отримуємо:

, звідки

 

Виміряйте питому теплоємність решти двох циліндрів. Виміри проводяться так, як і в ході основної роботи. Для більш точного вимірювання стежте, щоб різниця температур в калориметрі і в склянці була значною. Результати занесіть в перші два рядки таблиці. Звіряючись з табличними даними, зробіть припущення про матеріал циліндрів.

Отже, у деяких випадках наукове трактування поняття стає можливим лише після безпосереднього ознайомлення студентів з явищами, що вимагає відтворення дослідів самими студентами, в тому числі й під час виконання лабораторних робіт. Виконання лабораторних робіт сприяє поглибленню знань майбутніх вчителів технологій  з певного розділу загальної фізики, набуттю нових знань, ознайомленню з сучасною експериментальною технікою, розвитку логічного мислення.