На демонстрационном столе размещаются приборы для демонстрации опытов. На  доске и стенах резвешивются плакаты, схемы, рисунки, фотоотчеты об экскурсах.

Вводное слово учителя:

Симпозиум - совещание по какому-либо специальному (главнымобрезом  научному) вопросу. Вот мы и собрались сегодня, чтоб обсудить технические,   научные, исторические, медико-биологические проблемы, касающиеся термодинамики, теории тепловых процессов. По словам Эйнштейна, "радость видеть ипонимать - есть самый ценный дар природы". И очень приятно сознавать,   что вы уже научились видеть вокруг себя разнообразные явления природы и поднялись на ещё одну ступень познания - научились объяснять некоторые из них, значит, поняли их сущность. Но помогли нам в этом те, кто шёл впереди нас, кто своей жизнью, судьбой, совершая ошибки и исправляя их, продвигал человеческое  знание к нынешним высотам. Поэтому, первое слово -" историкам"

Содержание выступления группы "историков"

Открытие способа добывания огня.

Первые опыты превращения внутренней энергии шара в механическую энергию Герона Александрийского, использование их жрецами для вну­шения народу веры в чудеса.

Трудности превращения внутренней энергии в механическую.

Развитие взглядов на природу теплоты: Платон (стихии огня, света, тепла), Бойль,  Лавуазье, Лаплас, Фурье (теория теплорода), Бэкон, Декарт, Ньютон, Гук, Гюйгенс,  Ломоносов (гипотеза молекулярной природы теплоты), Бернулли (математическая интерпретация молекулярной теории), Дэви, Румфорд (опыты, опровергающие теорию теплорода), Клаузиус (второе начало термодинамики).

Термометрия: необходимость в приборе для измерения температуры, связанная с оптимизацией технологических процессов в химической, металлургической промышленности.

Термоскоп Галилея (установление постоянства точки замерзания воды), Ренальди (первый термометр), шкалы Фаренгейта, Реомюра, Цельсия.

Создание первых тепловых двигателей.

Демонстрации:

1. Переход механической энергии во внутреннюю. Опыт иллюстрирует механизм добывания огня, опыты Джоуля по определению механического эквивалента теплоты.

-   Трубка для опытов с парами зажимается втиски от центробежной машины. В трубку заливается 2-3 см³ эфира и плотно закрывается резиновой пробкой .Вокруг трубки обматывается веревка. Экспериментаторы берут концы веревка в руки и поочередно тянут её насебя (движение пилящих дерево). Через 1-2 мин эфир закипает, пары эфира выталкивают пробку.

2.Термоскоп Галилея. Опыт иллюстрирует действие первого прибора,   позволявшего контролировать и сравнивать тепловые характеристики тел.

-   Круглая стеклянная колба закрывается плотно резиновой пробкой, в отверстие  которой вставлена стеклянная трубка  длиной 25-35 см.Колба  переворачивается вверх дном и закрепляется  вштативе.. Конец трубки погружается в кювету с подкрашенной водой, для подготовки к работе надо  обхватить колбу руками. Нагревшись, воздух выйдет из нее. Теперь при охлаждении воздуха в колбе, вода поднимется по трубке. По уровню воды в трубке можно определить степень нагретости тел, соприкасающихся с колбой.

 Отчет об экскурсии в краеведческий музей

содержал рассказ об истории утюга, самовара, светильников, представленных в экспозиции.

Примерные  вопросы  оппонентов:

1.  Кто первым изобрел прибор, позволяющий регистрировать изменение температуры? (Галилей)

2.  Какие лекарства следует принимать человеку, температура  которого 98⁰F?

(никакие,   т.к.  96 ⁰F= 36,5 ⁰C)

3.  Kакой должна была быть температура здорового человека, если бы ее измерял сам Цельсий?

(+63° , т.к. точка кипения воды у него была 0⁰, а точке таяния льда +100⁰⁾

4.  Что означает слово ^нтемпература"? Как оно связано с виноделием? ( Температypa- с латинского "смесь". О бронзе, например, раньше говорили, что она - "темлература олова и меди". Т.о., градус теплоты отражал крепость смеси материи и теплоты. До сих пор сохранился обычай мерить в градусах крепость вина - смесь воды и спирта)

Слово учителя:

Идея Герона, родившаяся в Iвеке до н.э. не нашла воплощения в жизни, паровые двигатели не были и применены для облегчении труда, для создания транспортных  средств… Почему?( После нескольких попыток учащихся ответить на этот вопрос, учитель подводит их к мысли о том, что это не было необходимо тогда: хватало энергии ветра, воды, мускульной энергии скота, людей).

Воплощение идеи Геррна в жизнь произошло лишь в XVIIIвеке. Тогдапромышленность выдвинула новые требования, нужно было совершенствовать паровые машины, это дало толчок изучению тепловых явлений, что в свою очередь, привело к качественному скачку в техническом прогрессе.

Т.о. видно, что практика (производство) играет определяющую роль в развитии научного познания. Слово -"техникам"

 

Содержание  выступления  группы  " техников"

Техническое применение взрыва,

Тепловидение в технике. Литье. Сварка. Тепловые явления в токарном деле. Транспорт (тепловые двигатели). ТЭЦ, ТЭС, АЭС.

Демонстрации:

1. Модель паровой турбины или вертушка на конвекционных потоках воздуха  позволяют наглядно продемонстрировать принцип работы турбины.

2. Воздушное огниво. Опыт сопровождается объяснением происходящего адиабатного нагревания воздуха и его применения в дизельных двигателях.  

Примерные  вопросы  оппонентов:

1. Паровая машина Ньюколина – Коули достигала высоты 4-5-этажного дома. Её цилиндры были 2 м в диаметре, а ход поршня достигал 3 м! Почему  нужны были такие гигантские размеры паровых машин?

(Желание сделать паровые котлы более дешёвыми и безопасными, приводило к использованию низкого давления. Ради увеличения мощности приходилось делать цилиндры-гиганты)

2 . В целях безопасности АЭС строят далеко от городов. Предложите экономный способ подачи тепла на большие расстояния.

(2СН₄+Н₂О+Q→2СО₂+ 5Н₂О, передать холодный газ на нужное расстояние, а там провести обратную реакцию с выделением того же количества тепла. Холодный трубопровод стоит в 10 раз дешевле, чем трубопровод с горячей водой)

3. В Германии автомобильная компания Даймлер-Бенц прокладывада под дорогами   трубы           с легкоиспаряющейся жидкостью. Зачем?

(Пары жидкости в трубах, конденсируясь, отдавали тепло, предохраняя дорогу от обледенения)

4. Является ли пистолет тепловым двигателем?  (да)

Экскурсоводы рассказали о посещении:

-    ПАТП (знакомство с дизельными и карбюраторными двигателями,

системой охлаждения, обогрева кабины, работой кондиционера)

-    Машиностроительного завода  им. Маминых (знакомство с характеристиками дизелей, историей их создания)

-   ТЭЦ (ознакомление с устройством, конструкцией, принципами работы, параметрами паровых котлов, турбин, характеристиками рабочего пара)

Слово учителя:  

Развитие техники сделало большой шаг вперед после того, как были открыты основные  закономерности тепловых процессов, понята физическая сущность понятия "теплота". Начало этому было положено открытием первого закона термодинамики. А давайте, вновь вернемся к истории... Кто открыл  первое   начало термодинамики? Правильно, Роберт Майер. А кем по профессии был этот выдающийся ученый? Да, он был врачом. Иоткрытие Iначала термодинамики связано с его наблюдениями за организмом человека . Значит, тепловые явления надо рассматривать и в их проявлениях в живой природе. Слово группе "медиков-биологов".

Содержание выступления группы "медиков-биологов"

Тепловидение, егоприменение для диагностики заболеваний. Теплолечение,   закаливание. Тепловые приборы в медицине. Принципы терморегуляции в живых организмах. Приспособление живых организмов к различным тепловым условиям.

(Рассказ сопровождается демонстрацией таблиц: схема кровообращения кита, эволюция строения уха у лис; теплообмен свиньи с окружающей средой; показом электрогрелки, грелки водной, инфракрасного обогревателя "Уголёк")

Экспериментатор демонстрирует медицинский термометр, поясняет принцип  его работы: показывает с помощью микропроекции кристаллизацию раствора  двухромовокислого аммония, поясняя, что принцип наблюдения за ростом и формой кристаллов слюны человека служит одним из способов диагностики заболеваний. Способ этот очень точен, перспективен, начинает широко использоваться за рубежом.

Демонстрируется  гофрированный сосуд с манометром. При изменении объема сосуда меняется давление в нём. Поясняется, что такие процессы происходят  в легких человека при дыхании. Обращается внимание слушателей на точное соответствие изменения параметроввоздуха закону Бойля-Мариотта,

Примерные  вопросы оппонента:

1. Почему около дремы луговой перед дождём много насекомых?

(Когда переддождём давление атмосферы понижается, давление внутри цветка  становится выше атмосферного и нектар выделяется наружу, привлекая насекомых)

2. Если в жару человека мучает жажда, и он не может утолить ее пресной водой, что   надо сделать?

(добавить в воду соль, т.к. она участвует в процессе терморегу­ляции организма,  а в процессе потоотделения из организма выводится много соли. Это пример химической терморегуляции)

3. Почему у тушканчика большие уши?

(Он  живёт  в пустыне, и большие уши  обеспечивают ему терморегуляцию: когда жарко - сосуды расширяются; холодно - сужаются. Наполняющая их кровь охлаждается или нагревается)

4. Чем объяснить, что для выхода в открытый космос человеку нуженжесткий герметический костюм?

(В процессе эволюции организм человека приспособился к нормальному атмосферному давлению. Оказавшись в безвоздушном пространстве, организм   будет разорван давлением изнутри)

Экскурсоводы рассказали о посещении лечебных заведений

В их фоторепортажах представлено медицинское оборудование, использующее тепловое воздействие на организм человека в целях его оздо­ровления.

Слово учителя:  

Из выступления мы видим, что закономерности тепловых процессов, происходящих вживых организмах, растениях те же, что и в неживой природе, технических устройствах, этопроявление единства мироздания для всей природы, во всех её проявлениях - Вселенная, человек, молекула - выполняется общий закон - закон сохранения  энергии.

Изучая термодинамику, мы узнали, много необыкновенного. Например, при понижении температуры (изменяется лишь количественная характеристика: уменьшается скорость движения молекул) изменяются свойства вещества - сначала  газ,  потом жидкость, потом твёрдое тело Но и при дальнейшем охлаждении твердое тело изменяет свойства: при температурах, близких к абсолютному нулю, свойства вещества становятся совсем необычными! Научные открытия никогда не иссякнут! Учёные всё глубже проникают в тайны мироздания, но при этом процесс познания не исчерпаем!  Предоставим слово "ученым"!

Содержание выступления группы "ученых"

Путешествие по шкале температур (температуры, встречающиеся вприроде,   технике)

Сверхнизкие температуры (свойства сверхпроводимости, сверхтекучести,   получение сверхнизких температур)

Плазма и её свойства

Применение  сверхнизких и сверхвысоких температур.

Кристаллы, их свойства, строение, использование.

Экспериментаторы демонстрируют

1. Опыт, иллюстрирующий охлаждение веществ методом адиабатного  расширения.

-Толстостенный сосуд ополаскивается водой и плотно закрывается пробкой, через которую: пропущен резиновый шланг, соединенный с нагнетающим насосом. При накачивании воздуха в сосуд, пробка вылетает, воздух, адиабатно расширяясь, охлаждается, водяные пары конденсируются, образуя в колбе туман.

2. Опыт, иллюстрирующий свойства насыщенных паров.

- Кипятильник Франклина укрепляется над кюветой с водой. При добавлении

в воду небольшого количества теплой воды, кипятильник приходит в колебательное движение, т.к. давление насыщенного пара зависит оттемпературы.

3. Опыт, демонстрирующий хорошую теплопроводность металлов.

- Над огнём обугливается лист бумаги с лежащей на нём булавкой. Отпечаток булавки отчётливо виден, т.к. металл отводит тепло от бумаги.

Экскурсоводы рассказали о посещении научной лаборатории

в политехническом институте, применяемых там приборах для определения теплопроводности строительных материалов, необходимости исследования

тепловых характеристик веществ и строительстве жилых домов, дорог, машин, с/х построек.

- Молокозавода, литейного цеха машиностроительного завода.

Примерные  вопросы оппонента:

1. Пол и коврик в ванной комнате имеют одну иту же температуру. Почему  же на коврике стоять теплее?

(Теплопроводность войлока меньше, чем теплопроводность кафеля, поэтому тепло от ног не отводится)

2. Может ли удельная теплоемкость системы быть равной нулю?

(Может, т.к. с = Q/m^t, то в адиабатном процессе при Q=0,^t≠0, с =0;

В изотермическом же процессе Q≠0,^t =0, поэтому с=∞)

3. Для впайки электродов в электрическую лампу употребляет сплав "платинид". Каким свойством, отличющим его от других металлов, обязан он своему применению?

("платинид" расширяется при нагревании так же, как стекло)

4. В сахарном производстве для ускорения выделения крупинок сахара из сахарного сиропа к нему примешивают сахарную пудру. Почему это приводит  к цели?

(Для начала кристаллизации необходимы центры кристаллизации)