Imię i nazwisko autora:

Krystyna Wosińska

Przedmiot:

Fizyka

Temat zajęć:

Bilans cieplny w obliczeniach.

Grupa docelowa:

III etap edukacyjny, liceum, technikum, zakres podstawowy i rozszerzony

Podstawa programowa

Cele kształcenia – wymagania ogólne

I. Wykorzystanie pojęć i wielkości fizycznych do opisu zjawisk oraz wskazywanie ich przykładów w otaczającej rzeczywistości.

II. Rozwiązywanie problemów z wykorzystaniem praw i zależności fizycznych.

Zakres podstawowy

Treści nauczania – wymagania szczegółowe

I. Wymagania przekrojowe. Uczeń:

2) posługuje się materiałami pomocniczymi, w tym tablicami fizycznymi i chemicznymi oraz kartą wybranych wzorów i stałych fizykochemicznych;

14) przeprowadza obliczenia i zapisuje wynik zgodnie z zasadami zaokrąglania oraz zachowaniem liczby cyfr znaczących wynikającej z dokładności pomiaru lub z danych;

V. Termodynamika. Uczeń:

4) wykorzystuje pojęcie ciepła właściwego oraz ciepła przemiany fazowej w analizie bilansu cieplnego;

Zakres rozszerzony

Treści nauczania – wymagania szczegółowe

I. Wymagania przekrojowe. Uczeń:

2) posługuje się materiałami pomocniczymi, w tym tablicami fizycznymi i chemicznymi oraz kartą wybranych wzorów i stałych fizykochemicznych;

16) przeprowadza obliczenia i zapisuje wynik zgodnie z zasadami zaokrąglania oraz zachowaniem liczby cyfr znaczących wynikającej z dokładności pomiaru lub z danych;

VI. Termodynamika. Uczeń:

5) wykorzystuje pojęcie ciepła właściwego oraz ciepła przemiany fazowej w analizie bilansu cieplnego;

Kształtowane kompetencje kluczowe:

Zalecenie Parlamentu Europejskiego i Rady UE z 2018 r.

- kompetencje w zakresie rozumienia i tworzenia informacji,

- kompetencje cyfrowe,

- kompetencje matematyczne oraz kompetencje w zakresie nauk przyrodniczych, technologii i inżynierii,

- kompetencje osobiste, społeczne i w zakresie umiejętności uczenia się.

Cele operacyjne:

Uczeń

• objaśnia, czym jest bilans cieplny,

• objaśnia związek bilansu cieplnego z zasadą zachowania energii,

• objaśnia, jaki może być skutek pobrania bądź oddania ciepła przez ciało,

• analizuje zjawiska, w których wymiana ciepła powoduje zmianę temperatury ciał,

• analizuje zjawiska, w których wymiana ciepła powoduje zmiany stanu skupienia ciał.

Strategie nauczania

strategia eksperymentalno‑obserwacyjna (dostrzeganie i definiowanie problemów)

Metody nauczania

wykład informacyjny, pokaz multimedialny, analiza pomysłów

Formy zajęć:

praca w grupach; - praca indywidualna.

Środki dydaktyczne:

komputer z rzutnikiem lub tablety do dyspozycji każdego ucznia.

Materiały pomocnicze:

e‑materiały „Jak definiujemy przemianę fazową?”, „Ciepło parowania”, „Jak definiujemy ciepło właściwe?”, „Jak definiujemy ciepło przemiany fazowej?”, „Na czym polega bilans cieplny?”

PRZEBIEG LEKCJI

Faza wprowadzająca:

Odwołanie do wiedzy uczniów o zasadzie zachowania energii.

Faza realizacyjna:

Nauczyciel wprowadza pojęcie bilansu cieplnego, podkreślając jego związek z zasadą zachowania energii. Następnie uczniowie w dyskusji ustalają, w jakich procesach ciepło jest pobierane, a w jakich oddawane. Uczniowie, z pomocą nauczyciela, układają bilans cieplny dla przykładu balii z wodą, do której wrzucono gorący kamień. Zapisują ciepła pobrane i oddane na tablicy. Następnie uczniowie, z pomocą nauczyciela, rozwiązują zadanie: „Do kalorymetru zawierającego mIndeks dolny 1₁ = 2 kg wody i mIndeks dolny 2₂ = 1 kg lodu w temperaturze tIndeks dolny 1₁ = 0Indeks górny 0⁰C wpuszczono parę wodną o temperaturze tIndeks dolny 2₂ = 100Indeks górny 0⁰C. Jaka była masa pary, jeśli w kalorymetrze pozostała woda o temperaturze tIndeks dolny k_k = 30Indeks górny 0⁰C. Ciepło właściwe wody wynosi cIndeks dolny w_w = 4200 $\frac{J}{\mathrm{\text{kgK}}}$, ciepło topnienia lodu cIndeks dolny t_t = 333 $\frac{\mathrm{\text{kJ}}}{\mathrm{\text{kg}}}$, ciepło parowania wody cIndeks dolny p_p = 2300 $\frac{\mathrm{\text{kJ}}}{\mathrm{\text{kg}}}$. Pomijamy wymianę ciepła z kalorymetrem.”

Uczniowie oglądają film‑samouczek i w grupach 4‑osobowych wykonują polecone w nim zadanie (zadanie 8 z zestawu ćwiczeń).

Faza podsumowująca:

Uczniowie oceniają stopień przyswojonej wiedzy, rozwiązując indywidualnie zadanie 7 z zestawu ćwiczeń. W razie potrzeby nauczyciel pomaga uczniom.

Praca domowa:

Zadania z zestawu ćwiczeń, obowiązkowo zadania 1- 3, do wyboru 1 z zadań 4 - 6.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania danego multimedium

Film samouczek można wykorzystać na lekcji i połączyć z wykonaniem zadania 8 oraz przedyskutowaniem wyników. Może też być wykorzystane przez uczniów po lekcji do powtórzenia i utrwalenia materiału.