ASD018001

1
SCENARIUSZ ZAJĘĆ „CZYM JEST PRZEWODNOŚĆ CIEPLNA?”
PRZYRODA, II ETAP EDUKACYJNY
Temat: Czym jest przewodność cieplna?
Treści kształcenia
Podstawa programowa: Punkt (6.3) [uczeń] identyfikuje, na podstawie doświadczenia,
ciała (substancje) dobrze i słabo przewodzące ciepło.
Cele zoperacjonalizowane
UCZEŃ
definiuje pojęcia przewodnictwo
cieplne, przewodnik cieplny, izolator;
tłumaczy zjawisko przewodności
cieplnej substancji;
rozpoznaje doświadczalnie substancje
będące dobrymi i słabymi
przewodnikami cieplnymi;
podaje przykłady substancji dobrze
przewodzących ciepło;
podaje przykłady substancji słabo
przewodzących ciepło;
objaśnia wykorzystanie przewodności
cieplnej w życiu codziennym.
Nabywane umiejętności
UCZEŃ
potrafi zaplanować i wykonać
doświadczenie;
Materiał edukacyjny wytworzony w ramach projektu „Scholaris - portal wiedzy dla nauczycieli” współfinansowanego
przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego.
2
poznaje znaczenie dokładności i
staranności pomiaru;
samodzielnie bada przewodnictwo
cieplne metali;
formułuje wnioski na podstawie
własnych doświadczeń;
zwraca uwagę na praktyczne
znaczenie zjawiska przewodności
cieplnej.
Kompetencje kluczowe




porozumiewanie się w języku ojczystym
kompetencje matematyczne i podstawowe kompetencje naukowo-techniczne
kompetencje informatyczne
umiejętność uczenia się
Etapy lekcji
1) Wstęp:
Przypomnienie / omówienie właściwości metali (stan skupienia, barwa, zapach,
połysk i inne), które człowiek wykorzystuje, wybierając określoną substancję do
wykonania potrzebnych mu przedmiotów. Zwrócenie uwagi, że wszystkie metale
przewodzą ciepło i prąd elektryczny, jednak w różnym stopniu.
Uczniowie obserwują wykorzystanie metalowych przedmiotów w klasie.
2) Przebieg zajęć:
Pogadanka. Przedstawienie przewodnictwa cieplnego jako zjawiska przepływu
energii cieplnej pomiędzy nierównomiernie ogrzanymi ciałami. Przedstawienie
Materiał edukacyjny wytworzony w ramach projektu „Scholaris - portal wiedzy dla nauczycieli” współfinansowanego
przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego.
3
metali jako substancji najlepiej przewodzących ciepło oraz gazów jako słabych
przewodników.
Prezentacja filmu „Przewodność cieplna”. W dyskusji kierowanej uczniowie
omawiają i dzielą substancje na przewodniki cieplne i izolatory. Podają przykłady
ich zastosowania z życia codziennego.
Przeprowadzenie ćwiczenia praktycznego.
Instrukcja przeprowadzenia ćwiczenia praktycznego:
1. Opis teoretyczny omawianego zjawiska: Zjawisko przewodnictwa
cieplnego zachodzi dzięki występowaniu gradientu temperatury w danym
ciele, będącego wynikiem podgrzewania. Wówczas dochodzi do
przekazywania energii wewnętrznej pomiędzy cieplejszymi i zimniejszymi
częściami ciała. Po pewnym czasie prędkość molekuł relatywnie
wyrównuje się, co prowadzi do ustalenia takiej samej temperatury. Ilość
przekazanej energii jest zależna od substancji, proporcjonalna do
powierzchni przekroju, różnicy temperatur oraz czasu i odwrotnie
proporcjonalna do grubości przegrody.
2. Ustalenie celu i obiektu prowadzonych badań: Celem ćwiczenia jest
doświadczalna identyfikacja substancji dobrze i słabo przewodzących
ciepło.
3. Sposób przygotowania ćwiczenia (czas, miejsce itd.): Ćwiczenia
praktyczne prowadzone są podczas zajęć lekcyjnych w klasie pod ścisłym
nadzorem nauczyciela. Potrzebne materiały i sprzęty: pręty: stalowy,
miedziany, szklany – o jednakowej średnicy i długości, trzy statywy z
zaciskiem, termometr, palnik spirytusowy, zapałki, stoper.
4. Sposób przeprowadzenia ćwiczenia: Nauczyciel mocuje pręt stalowy w
zacisku statywu. Wybrani uczniowie dokonują pomiaru temperatury
umocowanego końca pręta. Nauczyciel odpala palnik spirytusowy,
umieszczając w płomieniu przeciwległy koniec. Uczeń przeprowadza
pomiar czasu za pomocą stopera, sygnalizując upływ 20 sekund.
Nauczyciel odsuwa statyw od płomienia, uczniowie ostrożnie dokonują
pomiaru temperatury umocowanego w nim końca pręta. Powyższe
czynności wykonują powtórnie dla szkła i miedzi. Wyniki notują w arkuszu
kalkulacyjnym „Pomiary temperatury”.
Materiał edukacyjny wytworzony w ramach projektu „Scholaris - portal wiedzy dla nauczycieli” współfinansowanego
przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego.
4
5.Inne informacje, np. analiza obserwacji, sposób wyciągania wniosków,
karta pracy, drzewka decyzyjne, formularze itd.: Uczniowie wprowadzają
wyniki swoich pomiarów do arkusza kalkulacyjnego „Pomiary temperatury”.
Nauczyciel podaje wartość współczynnika przewodności cieplnej [K] (stal =
70 W/mK, miedź = 370 W/mK, szkło = 1,0 W/mK), pole przekroju [s] oraz
długość [d] prętów. Uczniowie na podstawie wartości temperatury
początkowej [T1] i końcowej [T2] obliczają wartość przyrostu temperatury
[dT]. Po wprowadzeniu wyników pomiaru do arkusza, odczytują wartość Q
– ilość przekazanego ciepła - dla badanych substancji. Wnioski:
Największą ilość ciepła w jednakowej jednostce czasu przekazała
substancja o najwyższym współczynniku przewodności cieplnej [K]. Jest
dobrym przewodnikiem cieplnym. Najmniej ciepła przekazała substancja o
najmniejszym współczynniku K.
3) Podsumowanie:
Określenie, że właściwości metali decydują o ich szerokim zastosowaniu w życiu
codziennym. Człowiek znając twardość, topliwość i przewodnictwo cieplne może
korzystać z tych cech przy wykonywaniu z narzędzi ułatwiających i
przyspieszających jego pracę.
Zadanie domowe
Podaj przykłady występowania zjawiska przewodności cieplnej w twoim domu.
Środki dydaktyczne




Film (animacja) „Przewodność cieplna”
Stanowiska komputerowe
Arkusz kalkulacyjny „Pomiary temperatury”
Pręty: stalowy, miedziany, szklany – o jednakowej średnicy i długości, trzy statywy
z zaciskiem, termometr, palnik spirytusowy, zapałki, stoper
Metody nauczania
 pogadanka
Materiał edukacyjny wytworzony w ramach projektu „Scholaris - portal wiedzy dla nauczycieli” współfinansowanego
przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego.
5




dyskusja
pokaz
pomiar rzeczy, zjawisk i procesów
metoda zajęć praktycznych
Formy pracy
 system klasowo-lekcyjny
 praca indywidualna
 praca zbiorowa
Zadanie dla chętnych
W jakich butach, dopasowanych do nogi czy luźnych, stopy mniej marzną? Dlaczego?
Materiał edukacyjny wytworzony w ramach projektu „Scholaris - portal wiedzy dla nauczycieli” współfinansowanego
przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego.