Задачи на #тепловые явления считаются одними из самых сложных за #8 класс . Как только учителя не изгаляются, чтобы объяснить их детям. При чём многие отмечают, что с технической точки зрения тут нет ничего сложного: нужны две #формулы и калькулятор. И всё же, у многих восьмиклассников не получается.
Первая часть была посвящена тому, как научить читать тексты именно в этом разделе физики, на какие вещи обращать внимание. В этот раз я расскажу о величинах, которые входят в такие задачи, и поясню, чего именно не понимают дети.
Разбирать буду на том же примере.
В воду массой 1 кг, температура которой 30°С, положили лёд, массой 50 г, имеющий температуру -5°С. Какая температура установится в сосуде?
Все эти величины ученик обязан учитывать при решении таких задач, вне зависимости от того, говорится о них в тексте, или нет. Поэтому рекомендуется сначала попросить нашего Васю П. выписать величины, которые он хотел бы учитывать при решении. Просто списком. Потом уже можно ему и правильный список предоставить.
Теплота и энергия
Многие дети не понимают, что это такое. Ноги у проблемы растут издалека. Понятие энергии вводят в конце 7 класса, при чём делают это довольно странно - через механическую работу. Накладывается сразу несколько факторов (конец года, сложность понятия, корявость изложения), и у учеников к середине 8 класса не остаётся в головах ничего. И когда учитель начинает говорить о теплоте - никакой связи ни с энергией, ни тем более с механической работой не устанавливается. (Даром, что это всё есть в учебнике).
В восьмом классе для объяснения понятий теплота и энергия вполне достаточно того, что это всего лишь число, которое может вычисляться по определённым формулам.
При чём энергия - это само число и для каждой группы ситуаций будет своя формула.
А теплота показывает, на сколько это число меняется при взаимодействии с другими телами или при внутренних изменениях. И очень важно понимать, в каких процессах тело принимает теплоту (увеличивается энергия), а в каких отдаёт. Это должно найти отражение в списке, который Вася П. составил в первой части. Каждый такой пункт можно обсудить отдельно, но первоначальный вариант опять должен ученик предоставить сам.
Правильный результат должен получиться примерно такой:
- вода (жидкая) - охлаждается - отдаёт тепло
- лёд (твёрдый) - нагревается - принимает тепло
- лёд (твёрдый) - плавится - принимает тепло
- вода, которая была льдом (жидкая) - нагревается - принимает тепло
Можно привести аналогию с губкой, которая впитывает воду (сразу и теплоёмкости здесь, и теплопроводность). Более подробно могу написать в отдельной статье.
Удельная теплоёмкость
Сюда же удельные теплоты можно добавить. С чем только её не путают. Особенно любят - с теплопроводностью. Это очень проблемная величина на самом деле. Она дважды удельная - показывает
Сколько джоулей вбухивается в каждый килограмм тела, когда оно нагревается на каждый градус.
Детский мозг, только что загруженный разницей между теплотой и энергией, за раз это просто не переварит, поэтому разбирать эту величину лучше тоже поэтапно - сначала на килограммы, потом на градусы (или наоборот, как удобнее).
Изменение температуры
Спросите взрослого человека, как меняется температура льда, когда он плавится. Вот результаты статистики опроса из первой части:
Очевидный, детский вопрос даже некоторых взрослых ставит в тупик. Поэтому не надо ругаться на детей, которые не понимают, как меняется температура в каждом процессе. Поэтому очень полезно рассматривать здесь не одно число, а сразу три: начальную температуру, конечную и изменение. Даже в процессах фазовых переходов - начальная и конечная температура будут одинаковыми и равными температуре перехода. Которые, кстати, почти никогда не даются в тексту
Да, я понимаю, что есть задачи, в которых не даётся ни начальная ни конечная температура (только изменение). Ребёнок просто обязан в голове держать их все, поэтому, если вы видите, что ему тяжело, то в таких случаях можно предложить ученику самому придумать число для начальной или конечной температуры (только одну, вторую вычислить). С реальными числами куда легче работать. Тут от учителя требуется проследить, чтобы а) числа были адекватными и б) чтобы ребёнок осознавал, что число он выдумал, и из-за этого ответ может вообще не получиться. Хотя мы и знаем, что в данной конкретной задаче от выбора чисел ничего не зависит, но ученик этого ещё не знает. Более того, в других задачах может зависеть, поэтому намекнуть на это надо.
Масса
Казалось бы очевидно, что она нужна для решения задачи, ведь чем больше у нас льда, тем больше нужно тепла (теплоты) для его расплавления. Но Вася П. очень любит "измерять воду" не в килограммах. Он её измерит в литрах. Самое паршивое, что и число получается то же самое. Кстати, когда "количество льда" оказывается в килограммах, это никого не смущает. Скорее даже наоборот, лёд в литрах - это что-то не то. Так что и тут есть свои подводные камни, на которых, конечно же, поскользнулся бы и Вася П., если бы в тексте задачи сразу не были "даны килограммы". И совершенно искренне бы недоумевал, зачем это учителю взбрендило использовать плотность?
На этом я закончу вторую часть.
По теме:
- Преобразования выражений для гуманитариев