Лекция План: Эксперимент по теме 7 класса «Строение вещества»

Вид материала

Лекция

Содержание Опыт 3. Диффузия в жидкостях Вариант 2: Объяснение результатов опыта. Опыт 6. Сцепление свинцовых цилиндров Опыт 8. Увеличение внутренней энергии тела при совершении работы внешними силами Беседа с учащимися Вывод: теплопроводность алюминия самая хорошая из пяти исследуемых веществ, стекло и дерево очень плохие проводники тепла. Беседа с учащимися Вариант 2. Объяснение результатов опыта Беседа с учащимися

Подобный материал:

• Контрольная работа для 10 класса по теме «Агрегатные состояния вещества», 10.46kb.
• Темы рефератов по дисциплине Строение вещества для группы ах-07-1 Твердые системы, 11.09kb.
• Тест по теме: «Строение и классификация органических соединений» Задания уровня, 1355.16kb.
• Содержание понятия «строение вещества», «структура вещества», «строение молекул». Упорядоченные, 115.53kb.
• Строение вещества, 360.6kb.
• Тематическое планирование. 11 класс. Тема: «Строение вещества», 67.77kb.
• Мысленный эксперимент как метод научного познания, 1259.63kb.
• Урок физики в 7 классе (интеграция физика, химия) по теме: Три состояния вещества, 39.46kb.
• Уроков географии по теме: «Геологическое строение, рельеф и полезные ископаемые», 92.36kb.
• Лекция Вещество. Атомное строение вещества, 293.97kb.

Лекция 2.


План:

1.Эксперимент по теме 7 класса «Строение вещества»¹

2.Эксперимент по теме 8 класса «Тепловые явления».


Опыт 1. Сжимаемость газов (Опыт 3 в лекции 1).

Опыт 2. Расширение твёрдых тел при нагревании

(Опыт с шаром Гравезанда)

Холодный стальной шар свободно проходит через кольцо. Если шар разогреть пламенем спиртовки, шар через кольцо не проходит (Рис.1).

Вывод: шар при нагревании расширился.

Анализ:

1. 
   Демонстрируем прохождение холодного стального шарика через кольцо.
   
2. Н
   1
   агреваем шарик в пламени спиртовки.
   
3. Шарик при нагревании расширяется (его диаметр становится больше диаметра кольца).
   
4. Кладём прогретый шарик на кольцо.
   

5. Шарик через кольцо не проходит.


Беседа с учащимися.

Вариант 1. Предсказание результата опыта.

• Что произойдёт со стальным шариком, если его подержать над пламенем спиртовки?
  

• Шарик нагреется и станет горячим.
  

• Изменятся ли при этом размеры шарика, например, его диаметр?
  

• Диаметр шарика увеличится.
  

• Будет ли после этого шарик проходить через холодное кольцо?
  

• Шарик через кольцо проходить не будет.
  

Посмотрим на опыте…


Вариант 2. Объяснение опыта.

• Почему шарик не проходит через кольцо?
  

• Потому что его диаметр больше диаметра кольца.
  

• Почему увеличился диаметр шарика?
  

• Потому что шарик нагрели в пламени спиртовки
  

Опыт 3. Диффузия в жидкостях

В мензурку (тонкостенный стакан) наливают примерно до половины чистую воду. Затем через длинную воронку, доходящую до дна мензурки (стакана) осторожно подливают раствор медного купороса (Рис.2). Между водой и купоросом отчётливо видна резкая граница, которая с течением времени становится всё более размытой, пока, через несколько дней не исчезает совсем.

Анализ:

1. Наливаем в стакан воды.
   
2. Опускаем в стакан воронку.
   
3. Наливаем раствор медного купороса.
   
4. Между двумя жидкостями возникает резкая граница.
   
5. Молекулы воды непрерывно движутся.
   
6. Между молекулами раствора медного купороса имеются промежутки.
   
7. Молекулы воды проникают в медный купорос.
   
8. Молекулы медного купороса непрерывно движутся.
   
9. Между молекулами воды имеются промежутки.
   
10. Молекулы медного купороса проникают в воду.
    
11. Г
    раница между жидкостями становится размытой.
    

Беседа с учащимися.

Вариант 1: Предсказание результата опыта

• Что произойдёт, если через воронку на дно стакана с водой осторожно налить раствор медного купороса?
  

• Голубой раствор медного купороса приподнимет воду, между водой и медным купоросом окажется резкая граница.
  

• Что вы знаете о молекулах, в частности о молекулах воды?
  

• Молекулы воды непрерывно хаотично движутся, они расположены не вплотную друг к другу.
  

• Смогут ли молекулы воды при своём движении проникнуть в медный купорос?
  

• Смогут, потому что молекулы медного купороса тоже расположены не вплотную.
  

• Смогут ли молекулы медного купороса при своём хаотичном движении проникнуть в воду?
  

• Смогут.
  

• Как проникновение молекул воды в раствор медного купороса и проникновение молекул медного купороса в воду отразится на границе раздела этих жидкостей?
  

• Граница будет становиться всё менее резкой.
  

Проделаем опыт, получим по возможности резкую границу и уберём стакан с жидкостями куда-нибудь повыше и подальше, чтобы случайно не задеть его. Рассмотрим, какой будет граница между жидкостями на следующем уроке…

Вариант 2: Объяснение результатов опыта.

• На прошлом уроке мы с вами проделали опыт: получили между водой и раствором медного купороса резкую границу, сейчас эта граница исчезла. Почему?
  

• Молекулы медного купороса проникли в воду, а молекулы воды проникли в медный купорос.
  

• Почему молекулы воды смогли проникнуть в медный купорос?
  

• Потому что они непрерывно хаотично движутся, а между молекулами медного купороса имеются промежутки.
  

• Почему молекулы медного купороса смогли проникнуть в воду?
  

• Потому что они непрерывно хаотично движутся, а между молекулами воды имеются промежутки.
  

Опыт 4. Диффузия в газах.

Полоску промокательной бумаги, пропитанную раствором фенолфталеина, приклеивают к вертикальной стойке так, чтобы она не доходила до верхнего края стойки 2 – 3 см (Рис.3). Затем на стойку кладут ватку, смоченную нашатырным спиртом. Ватку и стойку с полоской бумаги закрывают широкой пробиркой. Полоска, начиная с верхнего края, постепенно окрашивается в малиновый цвет. Начинать проведение опыта для учащихся 7 класса надо с показа окрашивания полоски при попадании на неё нашатырного спирта.


Анализ:

1. Смачиваем полоску бумаги раствором фенолфталеина и прикрепляем её к стойке.
   
2. Смачиваем ватку нашатырным спиртом, закрепляем её на стойке и накрываем всё это широкой пробиркой.
   
3. Часть молекул нашатырного спирта (аммиака) покидает поверхность жидкости (жидкость испаряется).
   
4. Молекулы спирта, покинув жидкость, движутся хаотично.
   
5. Между молекулами газов, составляющих воздух, имеются промежутки.
   
6. Молекулы нашатырного спирта, двигаясь хаотично, попадают в промежутки между молекулами воздуха.
   
7. Молекулы нашатырного спирта попадают на полоску бумаги, пропитанную раствором фенолфталеина.
   
8. Полоска окрашивается в малиновый цвет.
   

Беседа с учащимися

Вариант 1. Предсказание результата опыта.

• Что происходит со спиртом, которым смочен кусочек ваты?
  

• Спирт испаряется, т.е. его молекулы покидают поверхность жидкости.
  

• Как будут двигаться молекулы, покинувшие жидкость?
  

• Они будут двигаться хаотично.
  

• Что можно сказать о средних расстояниях между молекулами газов, составляющих воздух?
  

• Эти расстояния значительно больше размеров самих молекул.
  

• Будут ли молекулы, покинувшие жидкость (нашатырный спирт) при своём хаотичном движении проникать через воздух ?
  

• Эти молекулы будут постепенно проникать всё дальше в воздух.
  

• Что будет происходить с полоской бумаги?
  

• Она будет постепенно окрашиваться в малиновый цвет.
  

Посмотрим на опыте …


Вариант 2. Объяснение результата опыта.

• Почему полоска бумаги окрасилась в малиновый цвет?
  

• Потому что на неё попали молекулы, вылетевшие из нашатырного спирта при его испарении.
  

• Почему молекулы, покинувшие нашатырный спирт, смогли проникнуть в воздух на такое большое расстояние?
  

• Потому что они движутся хаотично и потому что молекулы газов, составляющих воздух, находятся на значительных расстояниях друг от друга.
  

Опыт 5. Модель хаотического движения молекул.


Из магнитной резины готовятся небольшие кусочки. Если эти кусочки поместить в стакан, а стакан поставить на место якоря включенного в сеть трансформатора (можно использовать дроссельную катушку 1800 витков), кусочки начинают непрерывно хаотично двигаться. Эта установка (Рис.4) позволяет показать следующие модельные опыты:

• Хаотичное движение молекул (кусочков магнитной резины).
  
• Броуновское движение (в стакан бросить 2-3 кусочка пенопласта).
  
• Распределение молекул с высотой в атмосфере Земли.
  

Вместо кусочков магнитной резины можно использовать кусочки керамических магнитов. Физические причины хаотического движения кусочков магнитной резины (моделей молекул) можно не рассматривать.


Опыт 6. Сцепление свинцовых цилиндров


Если специальным ножом тщательно зачистить торцы свинцовых цилиндров, а затем плотно прижать их друг к другу, цилиндры сцепляются. Чтобы их оторвать друг от друга, надо приложить некоторое усилие (Рис.5).

Анализ:

1. Тщательно зачищаем торцы двух свинцовых цилиндров, затем плотно прижимает цилиндры друг к другу.
   
2. Молекулы одного цилиндра с молекулами другого цилиндра оказываются на расстояниях, сравнимых с размерами молекул.
   
3. Между молекулами одного цилиндра и молекулами другого цилиндра начинают действовать силы притяжения.
   
4. Подвешиваем сцепленные цилиндры к кольцу, закреплённому в штативе.
   
5. Подвешиваем к нижнему цилиндру 1, 2, 3 и т.д. стограммовых груза, пока цилиндры не расцепятся.
   
6. Н
   ижний цилиндр отрывается от верхнего.
   

Беседа с учащимися. Объяснение результата опыта

• Почему верхний цилиндр не отрывается от нижнего?
  

• Потому что молекулы верхнего цилиндра притягиваются к молекулам нижнего, а молекулы нижнего цилиндра притягиваются к молекулам верхнего.
  
  • Почему стало заметным взаимодействие молекул одного цилиндра с молекулами другого цилиндра?
    
    • Потому что эти молекулы удалось сблизить на очень близкое расстояние .
      
      • Можно ли подвесить к нижнему цилиндру какой угодно груз, или, в конце концов цилиндры расцепятся?
        
        • При достаточно большом грузе цилиндры расцепятся.
          

Опыт 7. Принцип действия термометра.




Наполненную подкрашенной водой колбу плотно закроем пробкой, через которую пропущена узкая трубка. Уровень воды в трубке отметим резиновым кольцом (Рис.6).

Анализ:

1. Поставим колбу с водой на включённую электроплитку.
   
2. Колба и вода в ней нагреются.
   
3. С
   6
   текло при нагревании расширяется.
   
4. Вода при нагревании расширяется.
   
5. Вода при нагревании расширяется больше, чем стекло.
   
6. У
   ровень воды в трубочке окажется выше резинового колечка.
   

Беседа с учащимися:

Вариант 1. Предсказание результата опыта

• Что произойдёт с колбой, если её нагреть?
  
  • Размеры колбы увеличатся.
    
• Что произойдёт с водой, которая налита в колбу, при её нагревании?
  
  • Объём воды увеличится.
    
• Одинаково ли увеличение объёма колбы и объёма воды в ней?
  
  • Объём воды увеличится больше.
    
• Будет ли вода по-прежнему только доходить до колечка или поднимется по трубке выше колечка?
  
  • Поднимется выше колечка.
    

Вариант 2. Объяснение результата опыта.

• Почему вода поднялась по трубочке выше колечка?
  

• Потому что вода при нагревании расширяется.
  

• А разве не расширяется при нагревании стекло, из которого сделана колба?
  

• Стекло тоже при нагревании расширяется, но вода расширяется больше.
  

• Каким образом эту колбочку с водой преобразовать в простейший термометр?
  
  • Надо проградуировать этот прибор.
    
• Как осуществить градуировку?
  
  • Сначала надо опустить колбочку в воду с плавающими в ней кусочками льда, отметить уровень воды в трубочке чёрточкой и поставить цифру «0». Затем поместить колбочку в кипящую воду, опять отметить уровень воды в трубочке и поставить цифру «100». Расстояние между этими двумя чёрточками разделить на несколько равных частей.
    

Опыт 8. Увеличение внутренней энергии тела при совершении работы внешними силами


В вертикально закреплённую металлическую трубку введём несколько капель эфира и плотно закроем трубку пробкой (Рис.7). При натирании трубки резиновым жгутом трубка и пары эфира в ней нагреваются, давление пара в трубке увеличивается настолько, что пар выталкивает пробку.

Анализ:

1. Трубку с парами эфира закрываем пробкой.
   
2. Натягивая резиновый шнур, создаём трение шнура о трубку.
   
3. Температура трубки увеличивается.
   
4. Стенки трубки имеют хорошую теплопроводность.
   
5. Температура пара увеличивается.
   
6. Скорость движения молекул, составляющих пар эфира, увеличивается.
   
7. Внутренняя энергия паров эфира увеличивается.
   
8. Давление паров эфира в трубке увеличивается.
   
9. Сила давления на пробку увеличивается.
   
10. Сила трения между пробкой и стенками трубки не изменяется.
    
11. 
    Пробка вылетает.
    

Беседа с учащимися

Вариант 1. Предсказание результата опыта.

• Перед вами закрытая снизу металлическая трубка. Что будет происходить, если в эту трубку налить несколько капель эфира, закрыть её пробкой и затем, совершая работу против сил трения, перемещать резиновый жгут?
  

• Трубка будет нагреваться.
  

• Будет ли нагреваться пар эфира и воздух внутри трубки?
  

• Так как теплопроводность металла хорошая, пары эфира внутри трубки и воздух в ней тоже будут нагреваться.
  

• Будет ли изменяться при этом внутренняя энергия трубки и паров эфира?
  

• Внутренняя энергия трубки, паров эфира и воздуха в ней будет увеличиваться.
  

• Будет ли изменяться давление паров эфира и воздуха в трубке?
  

• Давление газа при увеличении температуры увеличивается.
  

• Что произойдёт в результате увеличения давления паров эфира и воздуха в трубке?
  

• Увеличится сила давления на пробку, а так как сила трения между трубкой и пробкой останется неизменной, пробка вылетит.
  

Посмотрим на опыте …


Вариант 2. Объяснение результата опыта.

• Почему вылетела пробка?
  

• Потому что сила давления паров эфира и воздуха внутри трубки оказалась больше силы трения.
  

• Почему увеличилось давление газа внутри трубки?
  

• Потому что увеличилась внутренняя энергия газа.
  

• Почему увеличилась внутренняя энергия газа?
  

• Потому что газ нагрелся, то есть повысилась его температура.
  

• Почему газ нагрелся?
  

• Потому что нагрелась трубка в результате совершения работы против силы трения резины о металл.
  

Опыт 9. Изменение внутренней энергии тела при теплопередаче.

Анализ

1. Опустим кипятильник в стакан с водой.
   
2. Закрепим демонстрационный термометр так, чтобы он измерял температуру воды в стакане (Рис.8).
   
3. Включим кипятильник в сеть.
   
4. Через кипятильник идёт ток.
   
5. Температура трубки кипятильника увеличивается.
   
6. Средняя скорость движения молекул металлической трубки увеличивается.
   
7. Молекулы трубки взаимодействуют с молекулами воды.
   
8. Средняя скорость движения молекул воды увеличивается.
   
9. Температура воды увеличивается.
   
10. Внутренняя энергия воды увеличивается.
    
11. Столбик жидкости в термометре поднимается.
    

Беседа с учащимися

Вариант 2. Объяснение результатов опыта

• Почему поднимается столбик жидкости в термометре?
  

• Потому что увеличивается температура воды.
  

• Означает ли это, что увеличивается внутренняя энергия воды?
  

• Означает. Внутренняя энергия воды увеличивается за счёт увеличения средней скорости молекул воды.
  

• Почему увеличивается средняя скорость движения воды?
  

• Потому что молекулы воды сталкиваются (взаимодействуют) с молекулами горячего кипятильника.
  

• Почему нагревается кипятильник?
  

• Потому что через нагревательный элемент идёт электрический ток.
  

Опыт 10. Теплопроводность различных материалов.


Опыт проводится с прибором Тиндаля (Рис.9). Через резиновые пробки пропущены стрежни из различных материалов: алюминия, латуни, железа, стекла и дерева. Верхние концы стержней прогреваются горячей водой, к нижним с помощью пластилина прикрепляются шурупы. Первым отрывается и падает шуруп от алюминиевого стержня, потом от латунного и, наконец, от железного. От стеклянного и деревянного стерженьков шурупы в течение урока скорее всего не оторвутся.

Вывод: теплопроводность алюминия самая хорошая из пяти исследуемых веществ, стекло и дерево очень плохие проводники тепла.

Анализ:

1. Подготовим установку к работе. Нальём горячей воды.
   
2. Верхние концы стерженьков прогреваются.
   
3. Средняя скорость движения молекул в верхней части каждого стержня увеличивается.
   
4. Молекулы верхней части стержня взаимодействуют с молекулами нижней, непрогретой части.
   
5. Средняя скорость движения молекул этой части увеличивается.
   
6. Температура этой части стержня увеличивается.
   
7. Молекулы этой части взаимодействуют с молекулами слоя, расположенного ниже.
   
8. Температура этой части стержня становится выше и т.д. пока не прогреется весь стержень.
   
9. Пластилин размягчается.
   
10. Шуруп отрывается и падает.
    
11. Теплопроводность алюминия выше теплопроводности других веществ.
    
12. От алюминиевого стержня шуруп отрывается раньше, чем от всех других стержней.
    

Беседа с учащимися

Вариант 1. Предсказание результатов опыта

• Стержни имеют комнатную температуру. Что произойдёт, если в сосуд нальём горячей воды?
  

• Верхняя часть каждого стержня вследствие явления теплопередачи прогреется.
  

• Что изменится в характере движения молекул верхней части каждого стержня?
  

• Молекулы верхней части стержня начнут двигаться с большей средней скоростью.
  

• Что будет происходить при взаимодействии молекул прогретой части стержня с молекулами близлежащего нижнего слоя?
  

• Средняя скорость движения молекул близлежащего слоя тоже увеличится. Так тепло будет передаваться вдоль каждого стержня вниз.
  

• Что произойдёт с шурупом, когда прогреется весь стержень?
  

• Пластилин станет мягче и шуруп упадёт.
  

• От какого стержня шуруп оторвётся раньше всех?
  

• От того, который изготовлен из материала с самой хорошей теплопроводностью.
  

Вариант 2. Объяснение результатов опыта

• Какие вещества по результатам опыта имеют хорошую теплопроводность, а какие плохую?
  

• Хорошую теплопроводность имеют металлы, особенно алюминий, а плохую стекло и дерево.
  

• Будем говорить только об одном стержне, например, алюминиевом. Почему шуруп оторвался от стержня?
  

• Потому что пластилин стал мягче.
  

• Почему пластилин размягчился?
  

• Потому что повысилась его температура.
  

• Почему нагрелся нижний конец стержня?
  

• Вследствие явления теплопроводности тепло перешло от верхнего конца стержня к нижнему.
  

• Почему нагрелся верхний конец стержня?
  

• Благодаря теплопередаче при непосредственном контакте с горячей водой.
  

Опыт 11. Конвекция в жидкостях.


В школах имеется специальный прибор: стеклянная трубка (Рис.10) для демонстрации конвекции в жидкостях. Трубка заполняется водой, в одно колено опускается специальная чашечка с крупинками марганцовки (марганцево-кислого калия). Под второе колено подводится зажжённая спиртовка. По движению окрашенной воды можно сделать вывод о направлении движения её конвекционных потоков.


Анализ:

1. Подготовим прибор к работе: заполним трубку водой, опустим в правое колено чашечку с марганцовкой и подведём под левое колено зажжённую спиртовку.
   
2. Вода в левом колене нагревается.
   
3. Плотность нагретой воды меньше плотности холодной воды.
   
4. На нагретый объём воды действует архимедова сила, превышающая силы тяжести.
   
5. Нагретая вода поднимается вверх (всплывает).
   
6. На её место справа поступает холодная вода.
   
7. Происходит передача тепла струями воды – конвекция.
   
8. Вода прогревается во всей трубке.
   

Беседа с учащимися

Вариант 1. Предсказание результата опыта

• Рассмотрите установку. Трубка заполнена водой. В чашечке находятся крупинки марганцовке. Что будет происходить, если начать нагревать пламенем спиртовки левое колено трубки?
  

• Вода в левом колене трубки начнёт нагреваться.
  

• Как изменяется плотность воды при её нагревании от 4⁰С до более высокой температуры?
  

• Плотность воды уменьшается
  

• Что происходит, если находящееся внутри жидкости тело ( в данном случае это прогретая область воды, примыкающая к стеклу) имеет плотность, которая меньше плотности жидкости?
  

• Это тело всплывает.
  

• Чем заполняется освободившееся пространство?
  

• Холодной водой, приходящей из нижней горизонтальной трубки.
  

• В каком направлении, глядя от вас будут непрерывно аеремещаться струи воды?
  

• По часовой стрелке.
  

• Будет ли изменяться температура (внутренняя энергия) воды в трубке?
  

• Температура воды будет повышаться.
  

Передача тепла струями жидкости или газа называется конвекцией…


Вариант 2. Объяснение результата опыта.

• Почему вода в левом колене поднимается вверх?
  

• Потому что плотность нагретой воды меньше плотности холодной, на нагретую часть воды действует архимедова сила, превышающая силу тяжести.
  

• Почему температура воды в левом колене оказывается выше температуры воды в правом колене?
  

• Потому что вода нагревается от пламени спиртовки благодаря теплопроводности стекла.
  

Опыт 12. Конвекция в газах.


Из бумаги вырезается змейка (Рис.11). Если в центре змейки бумагу смять так, чтобы получился уголок, положить змейку на остриё и подвести снизу пламя свечи или спиртовки, змейка начинает быстро вращаться. Объясняется вращение змейки действием восходящего конвекционного потока горячего воздуха.


Анализ:

1. Вырежем из бумаги змейку. Разместим её на острие так, чтобы сохранялось равновесие, а трение было минимальным.
   
2. Подведём снизу пламя свечи или спиртовки.
   
3. Воздух около пламени быстро прогреется и расширится.
   
4. Плотность нагретого воздуха меньше плотности холодного воздуха.
   
5. На нагретый воздух в холодном воздухе действует архимедова сила, превышающая силу тяжести.
   
6. Нагретый воздух поднимается вверх.
   
7. На его место снизу поступает холодный воздух
   
8. Поток теплого воздуха при взаимодействии со стрелкой изменяет направление движения.
   
9. На змейку действует сила, вертикальная составляющая которой приподнимает змейку, а горизонтальная составляющая создаёт вращающий момент.
   
10. Змейка начинает вращаться.
    

Беседа с учащимися

Вариант 1. Предсказание результатов опыта

• Зажжём свечу – воздух около пламени нагреется. Какие изменения параметров воздуха при этом произойдут?
  

• Уменьшится плотность воздуха.
  

• Какие силы будут действовать на некоторую область прогретого воздуха?
  

• Сила тяжести и сила Архимеда.
  

• Что будет происходить с нагретым воздухом в холодном воздухе?
  

• Нагретый воздух будет подниматься вверх (всплывать).
  

• Что будет происходить со змейкой, если её поместить в струю поднимающегося воздуха?
  

• Змейка будет слегка приподниматься и вращаться.
  

Вариант 2. Объяснение результатов опыта

• Какие силы заставляют вращаться змейку?
  

• Сила давления струи воздуха, отражающегося от змейки (реакция струи воздуха).
  

• Почему возник восходящий поток воздуха?
  

• На нагретый воздух действует архимедова сила, превосходящая силу тяжести.
  

• Почему архимедова сила стала превосходить силу тяжести?
  

• Потому что воздух нагрелся от пламени свечи и расширился – его плотность стала меньше.
  

Опыт 13. Теплопередача путём излучения.


Для проведения опыта нужен теплоприёмник, соединённый резиновой трубкой с демонстрационным жидкостным манометром или микроманометром. Нужна также достаточно мощная электрическая лампа, свет от которой загорожен от учащихся экраном (Рис.12).

Сначала надо расположить теплоприёмник на некотором расстоянии от лампы (около 30-50 см), повернув его к лампе светлой стороной. В течение определённого промежутка времени (1-2 минуты) теплоприёмник нагревается, о чём судим по увеличению давления Δр₁. Затем поворачиваем теплоприёмник к лампе тёмной стороной и держим в течение такого же промежутка времени. Теперь давление увеличивается быстрее: Δр₂>Δp₁.

Выводы: 1. Теплопередача осуществляется благодаря электромагнитному (инфракрасному) излучению. 2. Тёмная поверхность поглощает больше тепловых (инфракрасных) лучей.

Анализ

1. Поворачиваем теплоприёмник к лампе светлой стороной.
   
2. Инфракрасное излучение падает на теплоприёмник.
   
3. Теплоприёмник поглощает излучение и нагревается.
   
4. Воздух внутри теплоприёмника нагревается.
   
5. Давление воздуха увеличивается.
   
6. Столбик жидкости с манометре перемещается, показывая изменение давления Δр₁.
   
7. Поворачиваем теплоприёмник к лампе тёмной стороной и держим в течение такого же промежутка времени.
   
8. Столбик жидкости в манометре перемещается, показывая изменение давления Δр₂.
   
9. Тёмная поверхность поглощает большее излучение.
   
10. Δр₂ > Δр₁.
    

Беседа с учащимися

Вариант 2. Объяснение результатов опыта

• Почему перемещается столбик жидкости в манометре?
  

• Потому что увеличивается давление воздуха внутри теплоприёмника.
  

• Почему может увеличиться давление воздуха в теплоприёмнике?
  

• Повысилась его температура.
  

• Почему повысилась температура воздуха в теплоприёмнике?
  

• Произошла передача тепла от лампы к теплоприёмнику.
  

• Является ли причиной передачи тепла теплопроводность воздуха?
  

• Теплопроводность воздуха очень плохая. И притом расстояние до лампы и время нагревания были одинаковы, а результат разный. Следовательно, основную роль в передаче тепла в этом случае играет другое явление.
  

• Может быть, теплоприёмник нагрелся благодаря конвекции воздуха?
  

• Эта причина тоже несущественна, ведь теплоприёмник расположен не над лампой, а на одном горизонтальном уровне с лампой.
  

• Здесь мы встретились с новым видом теплопередачи – излучением или передачей тепла тепловыми (инфракрасными) лучами. Какая поверхность при прочих равных условиях поглощает больше тепловых лучей: светлая или тёмная?
  

• Больше тепловых лучей поглощает при прочих равных условиях тёмная поверхность.