Урок-исследование

Слайд 1. Урок-исследование

Опыты по наблюдению теплового расширения газов

Физика, 7 класс

Слайд 2. Что исследуем?

При нагревании газ обычно расширяется, а при охлаждении — сжимается. В опыте мы наблюдаем изменение объёма воздуха по движению оболочки или жидкости.

Главный вопрос: как изменение температуры влияет на объём газа, если сосуд может изменять свой объём?

Слайд 3. Гипотеза и переменные опыта

Если нагревать воздух в сосуде, то его объём увеличится и оболочка сосуда отклонится наружу.

При охлаждении ожидаем обратное изменение.

Меняем: температуру воздуха в сосуде.

Наблюдаем: форму шарика, положение пробки или уровень жидкости.

Стараемся сохранять одинаковыми сосуд, количество воздуха и время наблюдения.

Слайд 4. Алгоритм исследования

1. Соберите установку и проверьте герметичность.

2. Наблюдайте начальное состояние.

3. Поместите сосуд в тёплую воду.

4. Зафиксируйте изменение оболочки.

5. Перенесите сосуд в холодную воду.

6. Сравните результаты и сформулируйте вывод.

Слайд 5. Установка для опыта

Плотно закрепите воздушный шарик на горлышке колбы. Погружайте колбу в тёплую или холодную воду, не допуская попадания воды внутрь.

Шарик служит заметным индикатором изменения объёма воздуха: его форма меняется, когда воздух нагревается или охлаждается.

Слайд 6. Наблюдаем явление

Слайд 7. Три этапа наблюдения

Шарик почти не натянут. Воздух внутри установки имеет исходное состояние.

Шарик становится более выпуклым: воздух занимает больший объём.

Шарик уменьшается. Воздух занимает меньший объём, чем после нагревания.

Слайд 8. Почему это происходит?

Молекулы газа движутся хаотически. При повышении температуры их средняя скорость движения увеличивается, поэтому газ сильнее воздействует на стенки сосуда и может занять больший объём.

При постоянном давлении зависимость можно выразить так: при увеличении температуры объём газа $V$ увеличивается.

Слайд 9. Обсуждаем результаты

Ответьте устно и обоснуйте наблюдения:

• Что изменилось первым: температура воздуха или форма шарика?

• Почему опыт нужно проводить с герметично закреплённым шариком?

• Что произойдёт, если заменить тёплую воду на более холодную?

• Какие источники погрешности могли повлиять на результат?

Сформулируйте вывод одним предложением, используя слова «нагревание», «расширение» и «объём».

Слайд 10. Итоги исследования

• Газ при нагревании может расширяться, а при охлаждении — сжиматься.

• Изменение объёма можно обнаружить по движению оболочки или границы жидкости.

• Надёжный опыт требует герметичной установки, одинаковых условий и внимательного наблюдения.

• Наблюдение нужно связывать с моделью движения молекул.

Главный вывод: изменение температуры газа сопровождается изменением его объёма, если газу предоставлена возможность расширяться.