МАЗМҰНЫ
КІРІСПЕ
1-ТАРАУ. ЖЫЛУ ҚҰБЫЛЫСТАРЫН ОҚЫТУДЫҢ ТЕОРИЯЛЫҚ ЖӘНЕ ӘДІСТЕМЕЛІК НЕГІЗДЕРІ
1.1 Жылу берілу және жұмыс
1.1.1 Молекулалардың хаостық қозғалысы. Денелердің температурасы
1.1.2 Денелердің ішкі энергиясы және оны өзгерту тәсілдері
1.1.3 Жылудың берілу тәсілдері
1.1.4 Жылу мөлшері. Жылу мөлшерінің бірліктері
1.1.5 Заттың меншікті жылу сыйымдылығы. Жылу мөлшерін есептеу
1.1.6 Отынның энергиясы
1.1.7 Механикалық және жылу процестерінде энергияның сақталу және айналу заңы
1.2 Заттың агрегат күйінің өзгеруі
1.2.1 Заттың агрегат күйлері. Кристалл денелердің балқуы мен қатаюы
1.2.2 Меншікті балқу және қатаю жылуы
1.2.3 Денелердің балқуының техникада қолданылуы
1.2.4 Кебу (булану). Конденсация
1.2.5 Қайнау
1.3 Жылу қозғалтқыштары
1.3.1 Газдың ұлғаюындағы жұмысы. Іштен жану қозғалтқышы
1.3.2 Бу турбинасы
1.3.3 Қозғалтқыштың пайдалы әсер коэффициенті
1.3.4 Тепловоз депосына экскурсия жасау
2-ТАРАУ. ФИЗИКА САБАҚТАРЫНДА «ЖЫЛУЛЫҚ ҚҰБЫЛЫСТАРДЫ» ОҚЫТУ ӘДІСТЕМЕСІ
2.1 Мектеп физикасының оқу жоспарындағы «Жылу құбылыстары» бөлімінің алатын орны
2.2 «Жылу құбылыстарын» оқытуда компьютерлік технологияны пайдалану
2.3 «Жылу құбылыстары» бойынша мультимедиялық оқулықтарды пайдалану әдістемесі
ҚОРЫТЫНДЫ
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
КІРІСПЕ
Көкейкестілігі. Қазақстан Республикасындағы білімді ақпараттандыру жүйесін ары қарай дамыту процесін, оқып үйренудің ақпараттық ресурсы болып табылатын, оқытуга арналған программалық құралдарды дайындамай жүзеге асыру мүмкін емес. Олардың атқаратын қызметтерінің де ауқымы кең, мысалы, бақылайтын және тест жүргізетін программалар, компьютерлік ойындар ақпараттық жүйелер, оқыту орталары, электрондық оқулықтар және мультимедиялық программалар. Осы оқытуға арналған программалық құралдардың әртүрлі нұсқаларын әзірлеу әрбір оқытушының негізгі жұмысы болып табылады.
Бүгінгі күні ақпараттық технология кең көлемде оқыту мен педагогикалық ұйымдастыру қызметінде барлық республикалық жоғарғы оқу орындарында қолданылады. Электрондық оқулық көмекші құралдар, компьютерлік тапсырмалар, лабораториялық жұмыстар, педагогикалық программалық шаралар бұларды оқытушылар өздері құрады және пайдаланады.
Қазіргі кезде білім беруді ақпараттандыру процесінің жүргізілуіне -байланысты осы процесті жүзеге асырудағы өзекті мәселелердің бірі-электрондық оқулыктар дайында болып отыр. Ал оларды оқыту процесіне қолдану-сапалы білім берудің бірден-бір құралы болып табылады. Себебі тек оқытушының айтқандарын немесе оқулықты пайдалану қазіргі заман талабын қанағаттандырмайды.
Электрондық оқу материалдарын әрбір оқытушының, тіпті болашақ мұғалім-бүгінгі студенттің дайындай білгені жөн.
Сондықтан біз осы мәселелерді ескер— отырып, курстық жұмысымыздың тақырыбын «Орта мектеп физика курсында электрондық оқулықтарды пайдалану әдістемесі» деп алуды жөн көрдік.
Зерттеудің мақсаты: Физика сабақтарында «Жылу құбылыстары» тақырыбына әдістеме жасау.
Зерттеудің міндеті: Баяндалатын тақырып немесе құбылыс, иә заңның негізгі физикалық түйінін қамтитын, дәстүрлі оқулықтардың баяндау стилінен өзгеше, мультимедиялық оқулықтарға тән қысқа мәтін даярлау;
-Баяндалатын такырыптың ішкі мазмұнын айқын ашып көрсететін интерактивті суреттер мен медиобьектілер даярлау;
-Тақырыптың материалдарын қаншалықты сәтті игергенін оқушының өзіне тексеруге мүмкіндік беретін тесттік бағдарламалар даярлау;
-Физика ғылымының қалыптасу жолынан, физик-ғалымдардың өмірінен мағұлматтар беретін тарихи материалдар, анықтамалық заңдар және қазақша-орысша физикалық сөздік, формулалар, кестелер, есептер мен зертханалық жұмыстардың нәтижелерін даярлау.
Зерттеудің базасы: МКТУ
Зерттеудің пәні: бейімді мектептерде физика курсын оқытуда «Жылу құбылыстары» мазмұнын қалыптастыру
Зерттеудің нысаны: физика курсын бейімді мектептерде оқыту үрдісі
Физика қазіргі таңдағы табиғат танудың озат ғылымдарының бірі болып табылады. Физиканың ғылым мен техниканың дамуына ықпалы зор. Қазіргі таңда виртуальды білім беру мәселесі кеңінен талап етілуде. Оқушылар белгілі технологияларға сай, олардың өз бетімен білім ала білетіндей етіп жағдай туғызуға тырысу қажет. Оқытудың осындай әдістемесі оқытушының өту тиімді тәсілдерді қолдана отырып, қажырлы еңбек етуін, сондай-ақ оқушылардың да асқан жауапкершілікті сезінуін талап етеді. Оқу процесінде компьютерді тиімді пайдалану және қолдану кейінгі жолдары айтарлықтай оң тәжерибе беріп отыр. Атап айтсақ оқушылардың өз бетімен ізденісі, олардың пәнге деген қызығушылығын арттырып, шығармашылығын дамытуға, оқу қызметінің мәдениетін қалыптастыруға, дербес жұмыстарын ұйымдастыруға ерекше қолайлы жағдай туғызып отыр.
Курстық жұмыстың құрылымы: кіріспеден, екі тараудан, қорытындыдан және пайдаланған әдебиеттер тізімінен тұрады.
Кіріспеде – зерттеу тақырыбының өзектілігі, мақсаты, міндеті, пәні, нысаны, базасы тұжырымдалады.
Жылу құбылыстарын оқытудың теориялық және әдістемелік негіздері деп аталатын бірінші тарауда: жылу берілу және жұмыс, заттың агрегат күйінің өзгеруі, жылу қозғалтқыштары тақырыптары теориялық тұжырымдалады.
Физика сабақтарында «Жылулық құбылыстарды» оқыту әдістемесі деп аталатын екінші тарауда: мектеп физикасының оқу жоспарындағы «Жылу құбылыстары» бөлімінің алатын орны, «жылу құбылыстарын» оқытуда компьютерлік технологияны пайдалану, «жылу құбылыстары» бойынша мультимедиялық оқулықтарды пайдалану әдістемесі тақырыптары қамтылған.
Одан әрі дипломдық жұмыс қорытындыдан, пайдаланылған әдебиеттер тізімінен тұрады.
1-ТАРАУ ЖЫЛУ ҚҰБЫЛЫСТАРЫН ОҚЫТУДЫҢ ТЕОРИЯЛЫҚ ЖӘНЕ ӘДІСТЕМЕЛІК НЕГІЗДЕРІ
1.1. ЖЫЛУ БЕРІЛУ ЖӘНЕ ЖҰМЫС
1.1.1. Молекулалардың хаостық (жылулық) қозғалысы. Денелердің температурасы
Тақырыпты оқып үйренуге кіріскенде, оқушылармен молекула-кинетикалық теориялардың негізгі ережелерін қайталап және айқындап алу қажет, өйткені бүкіл бөлімді оқығанда соларға сүйенуге тура келеді. Қайталау кезінде газ тәрізді, сұйық және қатты денелерді құрайтын бөлшектердің қозғалыс ерекшелігіне тоқталу қажет. Оқушылар микробөлшектердің (молекулалардың) үздіксіз қозғалыста болатынын естеріне түсіреді. Мысалы, газ молекулалары түзу сызық бойымен қозғалады да, басқа молекулалармен соғыла отырып, өзінің қозғалыс бағыты мен жылдамдығын өзгертеді және келесі соғылуға дейін өзінің қозғалысын қайтадан әрі қарай жалғастырады. Молекулалардың қозғалысы — тәртіпсіз қозғалыс. Мұндай қозғалыс жылу қозғалысы деген атау алды.
Сондай-ақ оқушылардың естеріне бөлшектердің қозғалыс жылдамдығы дененің температурасымен байланысты екенін салады: бөлшектер неғұрлым шапшаң қозғалса, дене соғұрлым көбірек қызған болады.
Жылу қозғалысы жөніндегі ұғымға сүйеніп, температура ұғымын анықтай түсуге көшеді.
Температураның ғылыми анықтамасы жылулық тепе-теңдік ұғымын енгізуді, температуралардың эмпирикалық шкаласын тағайындауға, термометрлік денені және температуралық белгіні таңдап алуды талап етеді. VIII сыныпта оқушылар температура ұғымын «дененің қыздырылу дәрежесі» ретінде қабылдаса, сұйықтық термометрлердің жұмыс істеу принципі мен олармен температураны өлшеп үйренсе болғаны.
Өмір тәжірибесі мен табиғат тану курсынан оқушыларға әр түрлі денелер түрліше дәрежеде қыздырыла алатындығы белгілі. Мысалы, ыдыстағы су суық, жылы немесе ыстық бола алуы мүмкін. Жылу мен суықты сезіп-білу белгілі дәрежеде субьективті болып табылады. Жылулықты сезіп-білудің субъективтігіне оқушылар мынадай тәжірибе арқылы көз жеткізе алады. Демонстрациялық үстелге ішінде суы бар үш ыдыс орналастырылады: центріне ішінде бөлме температурасындағы суы бар ыдыс, сол жаққа — ішінде ысытылған суы бар ыдыс, оң жаққа — су құбырынан құйылған суы бар ыдыс (оның температурасы бөлме температурасынан төмен). Бір оқушыны шақырып алып, сол қолын ысытылған суы бар ыдысқа матырып, ал оң қолын суық су құйылған ыдысқа матыруды ұсынады. Біраз уақыттан кейін оқушыға екі қолын да температурасы бөлме температурасындай ыдыстағы суға матыруды ұсынады. Оқушыдан: «Енді не сездің?»—деп сұрайды. Екі қолы да бір температурадағы суға матырылып тұрса да, оқушы оң қолы жылулықты, ал сол қолы — суықты сезгенін айтады. Дененің жылулық күйі, оның температурасы жөнінде дәл пікір айтуға мүмкіндік беретін арнайы приборларды пайдалану қажеттігі жөнінде қорытынды жасалады. Проблема туады: дененің қаншалықты қызғандығын айқын көрсететіндей қасиетін немесе сондай белгісін табу керек. Қыздырғанда денелердің ұлғаюы осындай белгі бола алады. Неғұрлым дене көбірек қызған болса, соғұрлым оның көлемі үлкен болады, соғұрлым молекулалар мен атомдардың тәртіпсіз қозғалысы қауырттырақ интенсивтірек) болады.
|
Жылулық ұлғаюға негізделген термометрдің жұмыс принципін 1-суретте кескінделген прибормен жасалатый тәжірибемен түсіндірген ыңғайлы. Колбаны ыстық суы бар ыдыстың ішіне қойып жылытып, қолбадағы су неғұрлым көбірек ысытылса, соғұрлым судың түтік ішіндегі деңгейі жоғарырақ болады. Егер қолбадағы сұйықтың температурасы айналадағы ортаның температурасындай болса, онда
бағанның биіктігіне қарап, сол ортаның (ауаның, судың) температурасы жөнінде сөз етуге болады. Сонымен, тәжірибеде пайдаланылған приборға ұқсас прибор термометр бола алады.
Бірақ температураны ондай прибормен оны градуирлегеннен кейін ғана өлшеуге болады. Термометрді алдымен су мен мұздың қоспасына батырып, сонан соң қайнап тұрған су буына батырып, оны қалайша градуирлеуге болатынын сабақта оқушыларға демонстрациялап көрсету керек. Егер кабинетте Главуч-техпромның демонстрациялық термометрі бар болса, алдын ала шкаланы ақ қағаз жолағымен жауып қойып, сол термометрді пайдаланып, демонстрациялап көрсеткен жақсы.
Термометрдің өзінің, температурасы өлшенетін, айналадағы ортамен (ауамен немесе басқа ортамен) жылулық тепе-теңдікке жетуінің маңыздылығын атап көрсету қажет.
Сабақта лабораториялық және медициналық термометрлерді қарастырған жөн.
Оқушыларды температураны өлшеудің мынадай ережелерімен таныстыру қажет: әр термометр белгілі бір шектердегі температураларды ғана өлшеу үшін арналған, егер өлшенетін температура берілген термометр үшін тағайындалған шекті мәндерден жоғары немесе төмен болып шығатын болса, термометрді пайдалануға болмайды; термометр бойынша есептеуді ол ортаның температурасын қабылдап алатын біршама уақыт өткеннен кейін бастау керек; температураны өлшегенде термометр (медициналык термометрден басқасы) температурасы өлшенетін ортадан шығарылмауы тиіс, бақылаушының көзі, термометр толтырылған, сұйықтың бағанының жоғарғы ұшының деңгейінде болуы тиіс.
Табиғат пен техникада кездесетін температуралардың кейбір мәндерін айтқан пайдалы. Әр түрлі сүт қоректілердің қалыпты температуралары 35-тен 40,5° С-қа дейін болады; дені сау адамнын температурасы 36—37° С; құс-тардың температурасы 39,5—44° С. Жер бетінде ауаның ең жоғарғы темпе-ратурасы (58° С), Триполиде тіркелген, ал ең төменгі температурасы—88°,3 С Антарктидада.
Газ толтырылған лампының вольфрам қылы токпен 2525° С-қа дейін қыздырылады, ал Күн бетінің температурасы 6000° С-қа жуық.
Демонстрациялық тәжірибелерде сұйықтық термометрмен бірге электр термометрді де қолдануға болады, өйткені Главуч-техпром шығаратын демонстрациялық термометрдің елеулі кемшілігі бар: оның жылу сыйымдылығы едәуір үлкен және жылулық инерциясы бар (өлшеу уақыты 1–1,5 мин, сұйықтың көлемі 200 см3-ден кем емес).
|
Өнеркәсіп мектепке арнап электр термометр шығарады, оның датчигі, демонстрациялық гальванометрі бар өлшеу көпіріне қосылатын, термистор болып табылады.
VIII сынып оқушылары электр термометрде
пайдаланылатын физикалық құбылыстармен таныс болмағандықтан, мұғалім оларға приборды градуирлеу принципін түсіндірсе болғаны және мысалы, судың температурасын электр және сұйықтық термометрлермен өлшей отырып, осындай прибормен денелердің температураларын өлшеу мүмкін екендігіне оқушылардың көздерін жеткізсе болғаны.
Термометр шкалалары бойынша бастап санауға оқушыларды төселдіру үшін, әр түрлі шкалалар жиынтығы бар, демонстрациялық модельмен (2-сурет) сыныппен түгелдей жаттығулар өткізген пайдалы.
1.1.2. Денелердің ішкі энергиясы және оны өзгерту тәсілдері
Физиканың қазіргі кездегі курстарында, мысалы, Б. М. Яворский т. б. оқулығында «ішкі энергия» ұғымының мазмуны былайша ашылып көрсетіледі: «Қозғалыс сипатына және денені құрап турған бөлшектердің өзара әсеріне байланысты ішкі энергияны мынадай құрамды бөліктерге ажыратуға болады:
а) молекулалардың хаостық (ілгерілемелі және айналмалы) қозғалысының кинетикалық энергиясына;
б) молекулааралық өзара әсер күштері себепті болатын потенциялық энергиясына;
в) атомдар мен молекулалардың тербелмелі қозғалысының кинетикалық және потенциялық знергиясына;
г) атомдар мен иондардың электрондық қабықшаларының энергиясына, сондай-ақ ядро ішіндегі энергияға».
VIII сыныпта оқушылар молекулалардың хаостық қозғалысының энергиясы (молекула-кинетикалық) және молекулалардың өзара әсер энергиясы (молекула-потенциялық) дененің ішкі энергиясының бір бөлігі болып табылатындығын игеріп алса болғаны. Ғылыми тұрғыдан алғанда да булай болуы заңды, өйткені мектепте оқып үйренілетін жылу құбылыстары орташа температуралық диапозонда өтеді, мұнда денелердің ішкі энергиясының өзгеруі негізінен молекулалардың кинетикалық және потенциялық энергииларының өзгеруіне байланысты.
Таныстыру көлемінде, сондай-ақ VIII сыныпқа арналған оқулықтағыдай ішкі энергияға сондай-ақ атомдық энергия да жатады, ол жөнінде оқушылар электрді оқып үйрену кезінде ұғым алады.
Ішкі энергия ұғымы мен оның өзгеру тәсілдерін қалыптастыруға кіріскенде, оқушылардың механикалық энергия мен дененің ішкі құрылысы жөнінде не білетіндерін естеріне түсіруді ұсыну керек.
Мұнда оқушылардың мынадай мәселелерді ұғынуларын анықтаудың маңызы бар: «Кандай жағдайда денелердің энергиясы бар делінеді?» «Механикалық энергияның кандай түрлері бар?», «Қандай денелердің кинетикалық энергиясы бар және ол неге байланысты?», «Денелердің потенциялық энергиясы неге байланысты?» Бұл сұрақтар оқушыларға ішкі энергияны оқып үйренуде оны механикалық энергиямен шатастырмауға көмектеседі.
Ішкі энергия ұғымын түрліше әдістермен қалыптастыруға болады. Бірінші әдісте, серпімсіз денелер — қорғасын шар мен қорғасын пластинка соқтығысқанда, энергияның сақталу заңының «бұзылатыны» сияқты көрінетіндік идеясы негіз етіп алынады, екінші әдісте — жұмыс энергияның өзгеру, айналу процесінде жасалады және жұмыс энергияның осы өзгеруінің немесе айналуының өлшеуіші болып келеді, деген ой негіз етіп алынған. Бас-
қаша айтқанда, егер дене жұмыс жасап тұрса немесе жұмыс жасайтын болса, онда оның энергиясы болғаны.
Бірінші әдіс онша назар аударарлық емес, өйткені онда ақтығында өзара әсер етуші денелердің (қорғасын шар мен пластинканың) ішкі энергиясы құлап түсіп келе жатқан қорғасын шардың потенциялық энергиясы кему есебінен артады. Бұл денелердің соқтығысқанға дейін ішкі энергиясы болды ма деген мәселеге келсек, ол ашық қалады. Сондықтан алғашқы тәжірибелер денелердің ішкі энергияларының оларды қыздыруға және олармен жұмыс жасағанға дейін болуын иллюстрациялап көрсетулері тиіс. Мұндай демонстрациялар қатарына ауа насосының қалпағының астына орналастырылған картоптан жасалған пистолетпен орындалатын тәжірибені жатқызуға болады. Қалпағының астындағы ауа сиретілгенде картоп тығын пробиркадан атып шығады. Қорытынды жасалады: жұмыс жасаған пробирка ішіндегі ауа, олай болса, оның энергиясы болғаны. Механикалық энергиядан айырып, бұл энергияны дененің ішкі энергиясы деп атайды. Бұл — денені құрап тұрған бөлшектердің қозғалыс және өзара әсерлесу энергиясы. Денені құрайтын микробөлшектер (молекулалар, атомдар) бір-бірімен өзара әсерлеседі (тартылады және тебіледі), олай болса, олардың потенциялық энергиясы болады.
Сұйықтарда және қатты денелерде молекулалар мен атомдар тербелмелі қозғалыс жасайды, сондықтан олардың кинетикалық және потенциялық энергиясы болады.
Атомдар мен молекулалардың хаостық (жылулық) қозғалысының кинетикалық энергиясы, олардың өзара әсерлерінің потенциялық энергиясымен бірге, дененің ішкі энергиясының бір бөлігін құрайды және дененің берілген мезеттегі күйін сипаттайды.
Бұдан кейін оқушыларға денелердің ішкі энергиясының механикалық энергиядан айырмашылығын түсіндіру керек. Механикалық энергия дененің қозғалыс жылдамдығы мен массасына тәуелді, сондай-ақ сол дененін басқа денелерге қатысты орналасуына тәуелді. Ішкі энергия болса дененің бүтіндей қозғалыс жылдамдығына тәуелді болмайды. Ол денені құрайтын бөлшек-тердің қозғалыс жылдамдығы мен олардың өзара орналасуымен анықталады.
Бұдан кейін оқушыларды дененің ішкі энергиясының өзгеру тәсілдерімен таныстырып, ол энергияның механикалық жұмыс жасалғанда (денеге немесе дененін, өзі) және жылу берілуде өзгере алатынын көрсетеді. Бұған мынадай қарапайым әрі сонымен бірге сенімді тәжірибелер көмектеседі, оларда көмекші құбылыстар негізгі идеяны көмескілендірмейді. Бұл тәжірибелерде ішкі энергияның бөлігі ретінде тек молекулалардың гана энергиясы қарастырылған. Потенциялық энергия туралы заттың агрегат күйлерінің өзгеруін қарастырғанда сөз еткен орынды.
- Дилатометрдің қолбасына қолды тигізіп, түтіктегі боялған су тамшысының орын ауыстыруын байқайды. Құбылыс қыздырған кезде ауанын ұлғаюынан болады деп түсіндіріледі. Ауаның қызуы болса (оның температурасының артуы) оның молекулаларының тәртіпсіз (жылулық) қозғалысы жылдамдығының артқандығын, демек, дененің ішкі энергиясының бір бөлігі болып табылатын олардың кинетикалық энергия-сының артқандығын көрсетеді.
|
Бұл жағдайда ішкі энергия жылу берілу жолымен арттырылады. Егер колбаны, температурасы бөлме температурасынан төмен болып келген, суы бар ыдысқа қойса, түтіктегі су тамшысы төмен қарай орын ауыстырып, колбадағы ауаның температурасының төмендегенін көрсетеді, демек, молекулалардың тәртіпсіз қозғалысы жылдамдығының кемігенін, олардың кинетикалық энергиясының кемігенін көрсетеді.
- Штативке қысылған және манометрлік түтікпен немесе микроманометрмен қосылған баллонды (3-сурет) шұғамен ысқылап, манометр түтіктеріндегі сұйыктың деңгейінің өзгергенін байқайды. Құбылыс баллондағы ауаның ұлғаюымен түсіндіріледі, ұлғаю болса, ауа молекулаларының кинетикалық энергиясының артуы себебінен болады. Бұл тәжірибеде дененің (ауаның) ішкі энергиясының артуы механикалық жұмыс жасалу салдарынан болады.
- Ауа шақпағы алынады. Ауа тез сығылғанда соншалықты күшті қызып, тіпті цилиндрдегі поршень астындағы эфир булары тұтанып кетеді. Эфир буларының өздігінен тұтану температурасы 180°С. Эфир буларының ішкі энергиясының ұлғаюы сығылу бойынша істелетін механикалық жұмыс нәтижесінен болады.
- Төске кішкене бір кесек мыс қояды, оның астына алдын ала бір парақ қағаз салып қояды (жылу изоляциясы). Балғамен мысты 8—10 рет ұрып, оны алады да, микроманометрмен немесе боялған спирт толтырылған манометрмен жалғасқан термоскопқа қояды. Манометрдегі спирт деңгейлерінің айырмасы сол кезде 1,5—2 см-ге жетеді, мұны соңғы жақтағы партада отырғандар да байқай алады. Горизонталь орналасқан түтікпен жасалған тәжірибеде нәтиже бұдан да анығырақ көрінеді.
Тәжірибелер мен күнделікті өмірден алынған мысалдарды талдауға сүйеніп, оқушылар дененің ішкі энергиясын айналадағы денелермен жылу берілу (жылу алмасу) жолымен және механикалық жұмыс жасау (үйкеліс, соққы, сығу) жолымен өзгертуге болады деген қорытындыға келеді.
Оқушылармен нәтижелері, дененің ішкі энергиясының кемуі болатын, қарама-қарсы процестерді де қарастыру керек. Мысалы, қызған үтіктің айналадағы ауамен жылу алмасу кезінде оның ішкі энергиясы кемиді, ол жөнінде уақыт өтуімен үтіктің температурасының төмендеуіне қарап сөз етуге болады. Мұндай құбылыс бастапқы температурасы айналадағы денелердің температурасынан жоғары болып келетін денелердің бәрінде бо-лады.
Механикалық жұмыс жасау нәтижесінде дененің ішкі энергиясының кемуін мынадай тәжірибемен көрсетуге болады.
Екі бунақты ауызы бар үлкен бөтелке немесе сүт бөтелкесін алып, оған бір шай қасық су құяды. Бөтелкенің аузын шыны түтік өткізілген тығынмен тығындайды. Түтікті, резеңке шланғының көмегімен ауа айдап кіргізуге арналған, Комовский насосының патрубогымен қосады. Бөтелкеге ауаны айдап енгізгенде, оның қысымы ақырында тығын атып шығатындай дәрежеге жетеді. Сол кезде бетелкенің қабырғасында су тамшылары пайда болады, бұл ондағы ауа мен будың температурасының төмендегендігінің кепілі болып табылады. Егер бөтелкеге түтіндеп тұрған шырпыны енгізсе, тұман тамшыларының пайда болуы күшейе түседі.
Осы тәжірибені демонстрациялап көрсеткен кезде сақтық шаралары көзделуі тиіс: тығын бөтелкенің аузынан біршама оңай атып шығуы үшін, оны сулау керек.
Сипатталған тәжірибелерде болып өтетін процестер молекула-кинетикалық түсініктер негізінде мұқият талдауды талап етеді.
Үнемі тәртіпсіз қозғалыста бола отырып, ыдыс ішіндегі ауа мен су буының молекулалары оның қабырғаларына атқылайды. Неғұрлым газ температурасы жоғары болса, соғұрлым молекулалар шапшаң қозғалады. Егер ауасы бар ыдыстын, бір қабырғасы жылжымалы болса (тәжірибелерде тығын), онда ол молекулалардын, соққысынан қозғалады. Мұнда молекулалардың энергиясы механикалық жұмысқа (үйкеліс күшті жеңуге, тығынды көтеруге) жұмсалады. Нәтижесінде ауаның (және ондағы будың) ішкі энергиясы кемиді.
Тәжірибелерді талдағанда біз дененің температурасы неғұрлым жоғары болса, соғұрлым оның ішкі энергиясы артық болады деген ұйғарымнан баста-дық. Мұны VIII сынып оқушыларына, олар заттың агрегат айналуларын оқып үйренгенше, түсіндірместен, мұғалім мұндай тұжырым әрқашан да тура бола бермейтінін ескеруі тиіс. Аса суытылған сұйық, мысалы гипосульфит, қатаю кезінде қатаю температурасына дейін ғана қызады. Бұл кезде гипосульфиттің ішкі энергиясы артпайды. Су мен мұздың температурасы бірдей, ал ішкі энергиясы әр түрлі бола алады.
Демек, оқушылар мынадай қорытындыға келеді: дененің ішкі энергиясы берілген уақытта дененің айналадағы денелермен жылу алмасуында және механикалық жұмыс жасағанда өзгере алады (артады немесе кемиді).
Алған білімдерін пысықтау үшін, оқушылар бірнеше сұрақтарға жауап қайырады:
- Арнайы жылулық қорғанышымен жабдықталмаған Жердің жасанды спутниктері мен метеориттер өз қозғалысының ақырында жер атмосферасының тығыз қабаттарына енгенде неліктен жанып кетеді?
- Диірмен тастарынан шыққан ұн ыстық болады, пештен шыққан нан да ыстық болады. Үн мен нанның температурасының жоғарылау себептерін атаңдар. Осы денелердің ішкі энергиясы өзгерді ме және неліктен өзгерді?
- Температурасы 0°С болатын дененің ішкі энергиясы бола ма?
1.1.3. Жылудың берілу тәсілдері
Бұл мәселенің мазмұны негізінде оқушыларды термодинамиканың екінші заңы туралы жылудың азырақ қызған денеден көбірек қызған денеге өздігінен өтуінің мүмкін еместігінің тұжырымы ретінде түсінуге келтіреді. Жылудың берілуі әрқашан белгілі бір бағытта жүретінін оқушылар ұғынып алулары тиіс: температурасы неғұрлым жоғары денеден температурасы неғұрлым төмен денелерге беріледі.
Жылудың берілу механизмін түсіндірген кезде оқушылардың молекула-кинетикалық теориясы жөніндегі білетін мағлұматтарына сүйенеді.
Жылу өткізгіштік. Баяндауды проблемалық тәжірибе жасаудан бастайды. Ағаш цилиндрге бірқатар кнопка бастырады да, оны бір қабат қағазбен орайды (4-сурет). Цилиндрді жанарғының жалынына аз уақыт ұстап тұрса, қағаз бір қалыпты қарайып күйіп кетпейді. Сұрақ қойылады: «Қағаздың кнопкаларға тиіп тұрған жерлері азырақ қарайып күйетіндігі неліктен?» Оқушылардың жауаптарын және олардың түсініктерін жинақтай келе, қатты дененің бір бөлігінен екінші бөлігіне жылу берілу фактісін тағайындайды және оны түсіндіреді. Қыздырған кезде денені құрайтын молекулалар қозғалысының жылдамдығы артады. Бұл қозғалыс көршілес молекулаларға беріледі, нәтижеде бұл молекулалардың жылдамдығы, демек, дененің осы бөлігінің температурасы артады. Сондай-ақ оқулықта келтірілген тәжірибе де әсерлі.
Содан кейін жақсы жылу өткізгіштер — металдар және нашар жылу өткізгіштер (изоляторлар)—ағаш, шыны жөнінде ұғым енгізіледі. Заттардың — шыны мен темір, темір мен мыс жылу өткізгіштігінің әр түрлі екендігін парафинмен немесе балауызбен стерженьге желімделген шегелерді қыздырған кезде ажыратып алу жөнінен істелген тәжірибемен көрнекі түрде демон-страциялап көрсетеді.
Техникада, тұрмыста және мектептік физикалық приборларда денелердің жылуды түрліше өткізетіндік қасиеттерінің пайдаланылуы қарастырылады. Мысалы, ауаның нашар жылу өткізгіштігін мектептік прибор — калориметр құрылысында пайдаланады.
Калориметрдің құрылысы мен қызметін оны пайдаланып тәжірибе жасап түсіндіру қажет.
|
Оқушыларға кейбір қатты, сұйық және газ тәріздес денелердің жылу өткізгіштігінің
салыстырмалы мағлұматтарын айтып берген пайдалы. Мысалы, темір, еменге қарағанда, жылуды 163 есе жақсырақ және суға қарағанда, 100 есе жақсырақ, су — ауаға қарағанда, 27 есе жақсырақ өткізеді.
Конвекция. Баяндауды, 5-суретте көрсетілгендей, суы бар шыны түтікті спирт шамының жалынына орналастырып тәжірибе жасаудан бастауға болады. Мұнда бір термометрдің көрсетулері (суретте сол жақтағы) өзгеріссіз дәрлік қалады, ал екіншісінікі (суретте оң жақтағы) тез жоғарылай береді. Мынадай сұрақ қойылады: «Бір жағдайда судың жылу беруі жақсы, ал екіншісінде
|
Әңгіме өткізген кезде қыздырғанда су ұлғаятын болғандықтан, оның нашар болатыны келіктен?» тығыздығы кемитіндігі (мысалы, 100°С-тағы 1м3 судың массасы оның 0° С-тағы массасынан 42 кг кем болатынын айтуға болады) және сондықтан Архимед күшінің әсерінен судың қызған ең жеңілірек қабаттары жоғары көтерілетіндігі анықталады.
Құбылыстың мәнін, мысалы, май шаммен ішінде суы бар, түбіне конвекциялық ағымдарды бояйтын марганедті қышқыл калийдің кішкене кристалы салынған, колбаны қыздырып айқындаған жөн.
Газдардағы жылу өткізгіштік пен конвекцияны демонстрациялап көрсету үшін, 5-суретте көрсетілгенге ұқсас, ауаны түтік ішінде қыздырып тәжірибе жасауға болады.
Сонан соң қағаз зырылдауық пен түтіннің көмегімен қыздырғыштардың үстіңгі жағында ауа ағындарының шығып пайда болуын көрсетеді. Мысалы 100°С-тағы 1 м3 ауаның массасы 0°С-тағы 1, 4 есе кіші болатынын оқушыларға айтуға болады, сондықтан сұйықтардағыдай, конвекция Архимед күшінің әсерінен болады.
Табиғаттағы конвекция мысалдары ретінде күндіз және түнде самал желдің пайда болуын, ал техникада —түтігі жолдарындағы тарту күшінің, сумен жылытуда — конвекцияның, іштен жану двигательдерінің сумен суытылуын алуға болады.
Күрделі емес тәжірибелер, сондай-ақ жылу өткізгіштік пен конвекцияны бақылауды оқушылардың өздеріне үйде орындату керек. Мәселені баяндауды бірқатар сапалық есептер берумен аяқтаған жөн.
|
Сәуле шығару және сәуле жұту. Әңгіме өткізу кезінде жылудың қатты қызған, жарық шығаратын денелерден сәуле шығару арқылы берілуі мүмкін екендігі айқындалады. Жердегі жарық пен жылудың басты көздері бізден жырақта (150 млн. км) тұратын Күн екенін оқушылар біледі. Алайда оқушылардың көпшілігі, кез келген қызған денелер шығаратын, көзге керінбейтін жылулық сәулелер болатынын білмейді. Кұбылыстың мәнісін тәжірибенін, көмегімен айқындайды. Бір қабырғасы ақпен, ал екіншісі қара бояумен боялған термоскоп немесе жылу қабылдағышы бар микроманометр алады да, оны өте қызған гирдің жанына қояды. Колбаны гирдің арт жағына қойылған айнамен жиналған жылу сәулелері конусының ішіне орналастырып жасаған тәжірибе одан да айқынырақ болады (6-сурет). Түтік ішінде сұйық бағанының орын ауыстыруы қыздырған кезде ауаның ұлғаюын көрсетеді. Гирдің жылу сәулелерін шығаратынын колба тұрған жерге демонстрациялық термометрдің баллонын орналастырып та байқауға болады. Сұрақ туады: «Колбадағы ауа қалайша қызды?» Қызған гирден термоскопқа жылу өткізгіштік арқылы да, конвекция арқылы да жылу берілмейді. Оқушыларға бұл жағдайда жылу қызған денеден көзге көрінбейтін жылу сәулелері арқылы берілгендігі айтылады.
Суыған термоскоптың ақ бояумен боялған жағын гирге қаратып қойып, тәжірибені қайталайды да, ақ беттің, қара бетке қарағанда, сәулелерді. нашар жұтатындығын байқайды. Бұл тәжірибе үшін арнайы приборды—термоқабылдағышты қолдануға болады, мұның бір қабырғасы қара, ал екіншісі жарқырап тұрады. Жылу қабылдағыш сұйықтық манометрге немесе сезгіштігін арттыру үшін ішінде бір тамшы сұйығы бар, горизонталь орнатылған шыны түтікке жалғастырылады.
Содан кейін оқушылардың ұғынуына қиын болатын, температуралары бірдей болғанда қара денелердің, ақ денелерге қарағанда, жылуды көбірек сіңіретіндігі, сондай-ақ жылуды көбірек шығаратындығы жөніндегі ұғымды айқындап ашуға көшеді. Ол үшін бір қабырғасы қара, екіншісі ақ бояумен боялған, ыдыспен (а) тәжірибе жасалады (7-сурет). Ыдысқа қайнап тұрған су құйып, оның қатарына екі жылу қабылдағыш (б және в) орналастырады. Жылу қабылдағыштар манометрдің екі ұшына немесе ең дұрысы, ішінде сұйық бағаны (д) бар горизонталь (г) түтіктіктің ұштарына жалғастырылған. Біраз уақыт өткеннен кейін сұйық бағаны, қара беттің сәулені көбірек шығаратынын көрсете отырып, жылу қабылдағыштың қысымы үлкен болу нәтижесінде орын ауыстыра (жылжи) бастайды (жылу өткізгіш ыдыстың қарайтылған қабырға жағына орналастырылған).
Сондай-ақ біреуі ақ бояумен, екіншісі қара бояумен боялған екі ыдыспен тәжірибе жасау да пайдалы. Ыдыстарға қайнаған су құйып, термометрлер салынады, біраз уақыт өткенде термометрлерге қарап, қара ыдыстағы судың тезірек суитынын көруге болады.
Бұл тақырыптың осы мәселесі бойынша типтік есептер мыналар:
- Қатты қызған темір пештен, шоқтан немесе электр плитасынан «ыстық лептің» шығып тұратынын кім де болса біледі. Бұл жағдайда адам ең алдымен сәуле шығару жылуын сезінетінін дәлелдеңдер.
|
- Бір оқушы жаздың куні ақ киім кигенде салқынырақ болатынын, өйткені ол сәулені нашар шағылдыратынын және
азырақ қызатынын айтады. Екінші оқушы, керісінше, қара киім кигенде салқынырақ болатынын, өйткені ол сәулені жақсырақ шығаратындығын айтты. Бұлардың қайсысының айтқаны дұрыс?
Техникадағы, тұрмыстағы және табиғаттағы жылу берілуі.
Жылу берілудің әр түрлерін есепке алу және пайдалану жөніндегі мәселе осы тақырыптың жоғарыда қарастырылған бөлімдерін өткен кезде біршама оқып үйренілуі тиіс. Алайда практика жүзінде жылу өткізгіштікте, конвекцияда, сәуле шығаруда кездесетін құбылыстар көбінесе жиі ұшырап отырады. Сондықтан техникада пайдаланылатын әр түрлі жылу сақтағыш құрылыс материалдары жөнінде әңгімелеп беру керек, сонда Е. Н. Горячкин ұсынған жылу сақтағыштығы бірдей қабырғалардың салыстырмалы қалыңдырын көрсететін диаграмманы қарастыру керек (8-сурет).
Осы сабақта оқушылардың назарын сондай-ақ адам денесінің сыртқы ортамен жылу алмасуына және киімнің әр түрінің бұл мәселедегі атқаратын роліне аударған пайдалы. Осы сабақ үшін қызықты мысалдар мен сұрақтарды Я- П. Перельманның (21) кітаптарынан алуға болады (мысалы, «Тон жылыта ма?»,
|
«Қайсысы жылы: үш жейде ме немесе үш қабат жейде ме?»). Табиғаттағы конвекция жөнінде (қызған Жерден көтерілген ауа ағынынан бриз желдерінің пайда болуы), түтін жолдарының тартуының пайда болуы жөнінде, география сабақтарында, өмір тәжірибелерінен алған мағлұматтарын өз беттерімен келтіре отырып, айтып бере алады. Оқушыларға таныс, тұрмыстық приборлардың ішінен термосты ерекше қарастырған жөн, мұның корпусындағы жылу изоляциялағыш астарлардың қабырғаларының арасындағы вакуумды және колба шынысының бетіне күміс жалатудың маңызын айқындап берген жөн. Сыныпта қайнаған судың термостағы және басқа бір ашық ыдыстағы суын салыстыру жөнінен тәжірибе жасаған пайдалы. Осындай экспериментті оқушылар үйде де жасай алады. Сондай-ақ табиғаттағы, атап айтқанда, тәуліктің әр кезіндегі, бұлтты және ашық күндердегі топырақтан, сәуле шығару мен сәуле жұтылуы жөнінде, сондай-ақ бұл құбылыстың космосқа ұшуда пайдаланылуы және есепке алынуы жөнінде әңгімелеп беру керек.
1.1.4. Жылу мөлшері. Жылу мөлшерінің бірліктері
Механикалық жұмыс жасау процесі мен жылу берілу процесінің ортақ белгісі бар, ол — дененің ішкі энергиясын өзгертуі. Механикалық жұмыс жасау жолымен ішкі энергияның өзгеру өлшеуішін жұмыс мөлшері немесе тек жұмыс деп қана, ал жылу берілу процесінде ішкі энергияның өзгеру өлшеуішін — жылу мөлшері деп атаған.
Жылу мөлшерінің бірліктерін анықтаудан бұрын, оқушылармен физикалық шама — механикалық жұмыс пен оны есептеуді еске түсіріп алған жөн. Механикалық жұмыс күш пен жолдың ұзындығына тура пропорционал.
Осылайша, ішкі энергияның өзгеруінің өлшеуіші ретіндегі жылу мөлшері де бірнеше физикалық шамаларға тәуелді. Ішкі энергияның денені құрайтын бөлшектердің жылулық қозғалысының жылдамдығымен анықталатыны, олай болса, ішкі энергияның өзгеруінің өлшеуіші ретіндегі жылу мөлшері дененің температурасына байланысты екендігі еске түсіріледі. Егер дененің температурасы жоғарыласа, онда дене қандай да бір мөлшерде жылу алғаны, егер төмендесе — онда жылу бергені.
Сонымен, жылу мөлшері дененің температурасының өзгеруіне тәуелді деуге болады. Жылу мөлшері сондай-ақ физикалық екінші бір шамаға, дененің массасына байланысты. Шынында да, белгілі бір уақыт ішінде спирт шамына пробиркадағы суды кайната аламыз, ал толтыра су құйылған шайнекті оған қайната алмаймыз. Мұның себебі белгілі бір уақыт аралығындағы жылу мөлшері пробиркадағы суды ысыту және қайнату үшін жеткілікті болады да, шайнектегі судың массасы үшін жеткіліксіз болады. Пробирка мен шайнектегі суды қайнату үшін қажетті жылу мөлшері әр түрлі; тәжірибе көрсеткендей, неғұрлым дененің, бұл жағдайда судың, массасы көп болса, денені бірдей температуралар айырмасына қыздыру үшін қажетті жылу мөлшері соғұрлым көп болады.
Денені суытқанда да осылай болады. Осыдан жылу мөлшері дененің массасына пропорционал деген қорытынды жасауға болады.
Екі жағдайды да жинақтап қорыта келе, жылу мөлшері дененің массасына және жылу алмасудың бастапқы және (ақырғы кездеріндегі температуралар айырмасына тура пропорционал. Денеге қыздыру кезінде берілгені жылу мөлшерінің дененің жасалған затының тегіне тәуелділігін массалары тең, бірақ заттары әр түрлі екі денені қыздырып жасалатын тәжірибеден бақылайды. Ішкі энергияның өлшеу бірліктері — джоуль, килоджоуль. Алайда мұның тарихи жағдайы былай қалыптасты: жылу мөлшерінің бірліктері заттың молекулалық құрылысы белгілі болғаннан және молекулалардың қозғалыс энергиясы жөніндегі мәселе айқындалғаннан бұрын енгізілді. Сондықтан кезінде жылу мөлшерін өлшеу үшін арнайы бірліктер енгізілген, қазірше әлі есеп-қисаптарда қолданылатындары — калория және килокалория.
Содан кейін калорияның анықтамасы беріледі. Калория— 1 г суды ГС-қа қыздыру үшіи қажетті жылу мөлшері, яғни калория — температура 1°С-қа көтерілгендегі 1 г судың ішкі энергиясының, өсімшесінің өлшеуіші, 1 кал=4,19 Дж. Бұдан әрі қарай ішкі энергияны есептеулерді джоульмен орындаған жөн.
Пробирка мен шайнектің қоршаған ортаға жылу берулерінің арасындағы айырмашылық ескерілмейді.
1.1.5. Заттың меншікті жылу сыйымдылығы. Жылу мөлшерін есептеу
Бұдан бұрынғы материалды оқып үйрену жылу берілуі кезінде дененің жылулық күйінің өзгеруі заттың тегіне де байланысты екендігін оқушылардың түсінуіне дайындады. Бұл тәуелділікті, заттың жылу сыйымдылығы деп аталатын, ерекше шамамен сипаттайды.
Меншікті жылу сыйымдылығы жөніндегі ұғымға көшу үшін бірнеше тәжірибе жасалады.
1.Әр түрлі заттардан жасалған массалары бірдей (цилиндрлердің массаларының теңдігін таразыға тартып көрсету керек) және диаметрлері бірдей цилиндрлерді қайнап тұрған суға салып қыздырып, парафин пластинкаға қояды (20-9-сурет). Парафинді балқыта отырып, цилиндрлер әр түрлі тереңдіктерге батады. Тәжірибеден мынадай қорытынды жасалады: әр түрлі заттардан жасалған, бірақ массалары бірдей денелердің, бірдей градусқа суытқан кезде беретін жылу мөлшері мен қыздыру үшін қажет болатын жылу мөлшері түрліше болады.
9-сурет
2.Калориметрдің ішкі екі стақанының әрқайсысына бөлме температурасындағы 0,1 кг су құйып, оны термометрлерге орналастырады. Үшінші ыдысқа бір кесек темір салып, массасы темірдін массасына тең су құяды да, 100°С-қа дейін қыздырады. Содан соң темірді ыдыстан шығарып алып, калориметрдің біреуіне салады, ал ыстық суды екінші калориметрге құяды. Калориметрлердегі судың температурасының көтерілуі жөнінде тер-мометрлердің көрсетулеріне қарап біледі.
3.Сұйықтардың жылу сыйымдылықтарын салыстыру үшін-мынадай тәжірибе жасауға болады. Бір стақанға 0,1 кг су, ал екіншісіне—0,1 кг керосин құйып, олардың ішіне ыстық суда қыздырылған, массалары бірдей денелер салады. Термометрлер керосиннің температурасы, судың температурасына қарағанда, көбірек артатындығын көрсетеді.
Осы тәжірибелерді судың алған жылуының мөлшерімен және массасы 1 г (кг) дененің 1°С-қа суығанда берген жылу мөлшерін есептеу үшін пайдалануға болады. Осыдан кейін дененің температурасын 1°С-қа өзгерту үшін қажетті жылу мөлшері ретінде жылу өткізгіштіктің, 1 г (кг) заттың температурасын ГС-қа өзгерту үшін, қажетті жылу мөлшері ретінде меншікті жылу сыйымдылығының анықтамасын береді.
«Жылу мөлшері» терминінің физикалық мағынасын қайтадан атап көрсетеді немесе басқаша анықтама береді: меншікті жылу сыйымдылығы 1°С-қа қыздырған кезде немесе суытқан кезде 1 г (кг) заттың ішкі энергиясы қандай шамаға өзгеретінін көрсетеді.
Бұдан кейін оқушылармен меншікті жылу сыйымдылықтарының таблицасын қарастырып, мысалы,
деген жазу нені білдіретінін айқындайды.
Техникадағы және табиғаттағы әр түрлі жылу сыйымдылығының мәнін бірқатар мысалдармен түсіндіреді.
1.Судың басқа заттармен салыстырғандағы үлкен меншікті жылу сыйымдылығы сумен жылытуда және двигательдерді суыту жүйесінде суды қолдануды ыңғайлы етеді. (Судың жылу сыйымдылығы үлкен болу салдарынан оның температурасы аздап өзгергенде де бөлінетін немесе жұтылатын жылу мөлшері көп болады.)
2.Аралдардың климаты, үлкен материктер климатына қарағанда, айналасындағы су массаларының жылу сыйымдылығы үлкен болу салдарынан, бір қалыпты және қоңыржай болады.
Дененің қыздырған кезде алған немесе суығанда берген жылу мөлшерін есептеуді меншікті жылу сыйымдылығын анықтаудан бастап, ең алдымен арифметикалық жолмен есептейді.
Ақтығында, оқушылар меншікті жылу сыйымдылығының мағынасын және жылу мөлшерінің меншікті жылу сыйымдылығына, дененің массасына және температуралардың айырмасына тәуелділігін әбден ұғынып алғаннан кейін Q=сm(t — t0) формуласы енгізіледі. Осы формула бойынша көбінесе тура есептер шығарылады, яғни Q-дың мәні анықталады. Берілген тәуелділік бойынша с, т және әсіресе t немесе t0 мәндерін табуға арналған есептер VIII сынып оқушылары үшін қиын тиеді. Сондықтан бір-қатар мысалдар алып, берілген теңдеуден қандай да бір белгісізді қалай табуға болатындығын түсіндірген жөн.
Алған білімдерін бекіту үшін, әсіресе калориметрлік өлшеулер мен есептеулерді орындай білу біліктері мен дағдыларын алу үшін, «Суды араластырғандағы жылу мөлшерлерін салыстыру» деген лабораториялық жұмыс өткізіледі. Бұл жұмыста оқушылар, бақылаулардан көргеніміздей, көбінесе мынадай қателер жібереді: температураны өлшеп отырғанда термометрді су құйылған ыдыстан шығарып алады; калориметр-дің құтысынан ішкі ыдысын шығарып алып, тек сонымен ғана жұмыс жасайды; таразыға тартқанда ішкі ыдысты сыртқысымен қоса өлшейді. Сондықтан жұмысты орындаудың алдында оқушылардың барлық өлшеулерді дұрыс орындауына көмектесетін әңгіме өткізу қажет.
Осы жұмыс оқушыларды жылу процестерінде энергияның сақталу заңын түсінуге көмектесетін бірінші қадам болып табылады, сондықтан кейін осы заңды оқып үйренгенде тағы да бір рет жұмыс нәтижелерін, өткізу әдістерін талдап, қыздырылған дененің алған энергия мөлшері суыған дененің бөліп шығаратын энергиясының мөлшерінен біршама аз болатыны неліктен екенін тағайындаған жөн.
1.1.6. Отынның энергиясы
Бұл тақырыпта энергия ұғымы кеңейтіле түседі. Ең алдымен химиядан кейбір мағлұматтарды оқушылардың естеріне түсіреді. Ол мағлұматтар жану кезінде элементтер оттегімен қосылып, жаңа заттар, жаңа молекулалар түзілетіндігіне келтіреді. Мысалы, метан жанған кезде көмір қышқыл газ бен су түзіледі:
Бір молекулалардың ыдырап, басқаларының пайда болуымен байланысты, жану кезінде қандай да бір жылу мөлшері бөлініп шығады. Бұл жағдайда ішкі энергияның өзгеруі жылу алмасу арқылы да емес, дененің жұмыс жасауымен немесе денемен жұмыс жасалу жолымен де емес, отында болатын термохимиялық құбылыстар нәтижесінде болды. Бұл кезде жану продуктылары молекулаларының қозғалысынын энергиясы, демек, олардың температурасы да, отынның молекулаларының, қозғалыс энергиясынан артық болады.
Отын жанған кезде температураның көтерілуі және жану продуктылары молекулаларынын, кинетикалық энергиясының артуы, сонан кейін айналадағы денелерге қандай да бір жылу мөлшерінің берілуі дененің ішкі энергиясының өзгерулерімен түсіндіріледі.
Енгізілген ұғымдарды нақтылау және бекіту үшін де мынадай тәжірибелер жасауға болады.
Кабырғасында, түбіне жақын жерінде, тесігі бар шыны цилиндрге еркін жылжып тұратындай картон поршень енгізеді. Пульверизатормен цилиндрге тесігі арқылы жұмыстық қоспа — ауа мен бензин бүркіледі. Пульверизаторды алысырақ алып қойып, цилиндр тесігінің тұсына жанып тұрған шырпыны тақайды да, поршеньнің жоғары қарай едәуір ыршытып шығарылғанын байқайды. Жану кезінде молекулалардың молекула-кинети-калық энергиясы артқандығы оқушыларға түсіндіріледі. Тұтас алғанда отынның ішкі энергиясы азаяды, өйткені поршеньді көтеру жөнінен жұмыс жасалады.
Отыннын, барлық түрлерінің ішкі энергиясы бар және белгілі бір жағдайларда жұмыс жасай алады немесе басқа денелерді жылу алмасу жолымен қыздыра алады. «Отынның жану жылуы» атты таблицаны, окушылар оның физикалық мағынасын ұғынатындай етіп, қарастырады.
Отын жанған кезде бөлініп шығатын жылу мөлшерін есептеуге берілген есептерді көбінесе арифметикалық жолмен шығарады, бірақ Q=qm (мұндағы q–жану жылуы, ал т– отынның массасы) формуласын енгізуі де мүмкін.
1.1.7. Механикалық және жылу процестерінде энергияның сақталу және айналу заңы
Энергияның, сақталу және айналу заңын баяндауды проблемалық тәжірибені жасаудан, мысалы, Максвелл маятнигінен бастаған жөн.
Тәжірибе оқушыларға дененің потенциялық және кинетикалық энергиясы жөніндегі мағлұматтарды естеріне түсірулеріне көмектеседі. Қандай да бір аралық нүктеде маятниктің потенциялық энергиясы да, кинетикалық энергиясы да болатынын, ал толық механикалық энергия мынаған тең болатынын атап өтеді:
Е=К+П
Маятниктің толық энергиясы уақыт күтуімен кемитіндігі фактісіне назар аударылады. «Қозғалысқа келтірілген маятник біраз уақыттан кейін тоқтайтындығы неліктен?» деген сұрақ қойылады.
Әдеттегідей, оқушылар өздері жауап береді: дененің энергиясы ауаның кедергісін, үйкелісті жеңуге, жіпті қыздыруға жұмсалады.
Қорытынды жасайды: маятниктің механикалык энергиясы жойылған жоқ, молекулалар қозғалысының кинетикалық энергиясына, яғни системаның (ауа, жіп, маятник) ішкі энергиясына айналды. Мұнда ауада да, жіпте де және маятникте де жіптің ширатылуына дейін және маятниктің кейінгі түсуіне дейін де ішкі энергиясы болғандығын атап көрсеткен өте маңызды болады. Түсіп келе жатқан маятниктің әсерінен жіптердің ширатылған күйден жазылуы кезінде системаның ішкі энергиясы маятниктің механикалық энергиясы есебінен тек қана көбейе түсті. Тағы да бірнеше тәжірибе жасаған жөн (үстелдің үстінде жатқан парақ қағазға тиынды ысқылаған кездегі тиынның қызуы, ию кезінде сымның қызуы т. с. с).
Осы мысалдар мен тәжірибелерді талқылағаннан кейін, энергияның сақталу және айналу заңы тұжырымдалады. Оқушыларға энергияның сақталу және айналу заңы жөнінде қысқаша тарихи мәлімет беріледі. Бұл заңның XIX ғасырдың ортасында ашылғандығы, бұл кезде ол үшін қажетті көптеген эксперименттік материал жиналып, оны жинақтап қорытындылауға мүмкіндік туғандығы айтылады. Осы заңның ашылуында Р. Майердің, Г. Гельмгольцтың және Д. Джоульдің ролі жөнінде, М. В. Ломоносовтың сіңірген үлкен еңбегі жөнінде айтылады. М. В. Ломоносов өз уақытында ғалымдардан бір ғасыр алға кетіп, 1748 жылдың 5 июлінде Эйлерге жазған хатында былай деген: «Табиғатта болып жататын барлық өзгерістердің мәні мынада: бір денеден қанша нәрсе алынса, сонша нәрсе басқа денеге келіп қосылады. Мысалы, материя бір жерде кемісе, екінші жерде көбейеді, кім қанша сағатын ояу кезіне бөлсе, сонша сағатын ұйқыдан кемітеді. Бұл жалпыға ортақ жаратылыс заңы қозғалыс ережесінің өзіне де қолданылады: өйткені өз күшімен өзге денені қозғайтын дене одан қозғалыс алған басқа денеге қанша берсе, өзінен сонша жоғалтады».
Бұдан кейін энергияның сақталу және айналу заңын техникалық есеп-қисаптарда пайдалану қарастырылады. Осы заңға сүйеніп, электр станцияларының, тепловоздардың жұмыс істеуі үшін қажетті отынның мөлшерін есептейді, бұл заң машиналардың жұмыс істеуі үшін қажетті электр энергиясының мөлшерін есептеуге мүмкіндік беретіндігін оқушылар білуі тиіс.
Энергияның сақталу және айналу заңын иллюстрациялап көрсетудің маңыздыларының бірі, табиғатта болып тұратын, энергетикалық айналуларды қарастыру болып табылады. Қазір Жерде пайдаланылатын энергия көздердің бірі — Күн. Жердің Күннен алған энергиясының бір бөлігі жердің қыртысын және атмосферасын қыздыруға тікелей жұмсалатындығы оқушыларға айтылады. Басқа бір бөлігін өсімдіктер химиялық энергияға ай-налдырады, сөйтіп, ол энергия өсімдіктердің ішкі энергиясының бір бөлігі болып алады. Күннің атқаратын міндетімен жердегі отынның: тас көмірдің, шым тезектің т. б. қоры да байланысты. Су айналысы, ауа массаларынын, қозғалысы да Күннің іс-әрекетінің нәтижесі болып келеді.
«Күн — Жердегі энергияның басты көзі» атты оқу кинофильмін демонстрациялап көрсеткен пайдалы.
«Күн — Жердегі энергияның басты көзі» деген тақырыптың сыныпта өтілуі міндетті емес. Бұл тақырыпқа арналған оқулықтағы материал қосымша оқу үшін берілген. Егер мұғалім бұл материалды сабақта қарастыруды жөн көрсе, оны оқу конференциясы түрінде, мынадай баяндамалар жасатып, өткізгені дұрыс болады:
- Күн — Жердегі жылу мен жарық көзі.
- Күннің шығаратын энергиясын адамның пайдалануы.
- Гелиоэлектр станциялары.
Сыныптан тыс жұмыстарда оқушыларды энергияның сақталу және айналу занының ашылу тарихымен, «мәңгі қозғалтқыш» жасау жөніндегі талпыныстармен егжей-тегжейлі таныстыруға мүмкіндік туады..
1.2. ЗАТТЫҢ АГРЕГАТ КҮЙІНІҢ ӨЗГЕРУІ
1.2.1. Заттың агрегат күйлері. Кристалл денелердің балқуы мен қатаюы
Заттың агрегат күйлері жөніндегі сабақ — бұл тақырыптың кіріспе сабағы. Оның басты міндеті — молекула-кинетикалық теория тұрғысынан алғандағы қатты, сұйық және газ тәрізді денелердің құрылысының ерекшеліктері туралы оқушыларға белгілі мағлұматтарды қайталау және тереңдете түсу. Көрнекі құралдар ретінде кристалдық решетканың моделі пайдаланылады. Сондай-ақ «Кристалдардың құрылысы мен қасиеттері» атты кинофильмнен жеке фрагменттер көрсеткен және үлестірілетін материалмен — кристалдық денелер жиынтығымен (тұз, шойын сынықтары, слюда) жұмыс жасаған жөн. Егер оқушылар жұмыс кезінде лупаны пайдаланса, бұл денелердің кристалдық құрылысын оқып үйрену тиімдірек болады.
Оқушыларға қатты денелердің қасиеттеріндей (мықтылығы, морттылығы, қаттылығы) және сұйық денелердің қасиеттеріндей (аққыштығы, уақыт өтуімен формасының сақталмауы) қасиеттері бар аморф денелер туралы таныстыру түрінде айтуға болады. Аморф денелердің бөлшектері, сұйықтардағы сияқты, белгілі бір ретсіз мейлінше тығыз орналасатындығын, аморф денелердің кристалдық құрылысы болмайтындығын айтады.
Кристалл денелердің балқуы және қатаюы. Бұл тақырыпты «Нафталиннің қызуы және балқуы кезінде температураның өзгеруін бақылау» деген лабораториялық жұмыс өткізуден бастауға болады. Лабораториялық жұмысқа дейін оқушыларға денелердің балқуын демонстрациялап беруге және сонда шыққан графикті талдап, ал келесі сабақты лабораториялық жұмыс өткізуге арнауға болады. Қандай жолды таңдап алғанда да оқушылар коллективінің дайындығы мен жеке басының ерекшеліктері ескерілуі тиіс. Бірінші жол қиын болғанымен, оқушылардың белсенділігін қажет етеді. Мұғалім қандай жолды таңдап алса да, оқушылар мынадай үш ережені ұғынып алулары тиіс: белгілі бір температура болады, одан жоғары температурада зат қатты күйде бола алмайды; балқу кезінде температура тұрақты болып қалады; балқу процесі балқитын затқа энергия келіп тұруын талап етеді.
Екінші жолды таңдап алғанда мұғалім әрі демонстрациялап, әрі тақтаға нафталиннің балқуы не мұз бен балауыздың еруі, немесе қара майдың балқуы жөніндегі мағлұматтарды тақтаға жазады. Нафталинді химиялық таза етіп алу ұсынылады; кішкене пробирка ішіне салынған термометр резервуарын нафталин массасының ортасына орналастырған жөн. Пробирканың қысқарағын таңдап алады да, нафталин пробирка қабырғаларына жабысып термометрдің көрсетуін жазып алуға бөгет жасалмау үшін, пробирканы толтыра нафталин салады.
Лабораториялық жұмыс орындаған кезде қиыншылық туады: балқу кезіндегі графиктің горизонталь бөлігі соншалықты қысқа болғандығынан, оны оқушылар байқамауы да мүмкін. Идеал дерлік қисық сызық шығуы үшін, нафталиннің қатаю процесін ғана тексерсе болғаны. Нафталиннің массасы 5 г болғанда, бақылау уақыты шамамен 15 мин болады. Бақылауларды 90°С-қа тең судың температурасынан бастайды. Сонда қатаю процесі 5 минутқа созылып, графиктен айқын көрінеді.
Сыналатын денелерді баяу қыздыру үшін және олардың тем-ператураларын дұрыс өлшеу үшін, нафталині бар кішкене пробирканы үлкен пробирканың ішіне, оның қабырғаларымен жанаспайтындай етіп, орналастырады, ал үлкен пробирканы ішінде қайнауға дейін жеткізілген суы бар ыдысқа салады. Осындай ауа-су моншасы график сызу үшін жақсы мағлұматтар алуға мүмкіндік береді.
Шыққан графикті талдаған кезде оқушылардың назары балқу процесі өтетін температура тұрақтылығына аударылады.
Бұдан кейін балқу температураларының таблицасы қарастырылады. Барлық металдар мен олардың қорытпалары кристалл денелерге жататындығын атап көрсетіп, оқушыларға таблицадан ең жоғары және ең төмен балқу температуралары бар металдарды табуды ұсынады. Нашар балқитын металдар мен қорытпалардың космос корабльдерін, реактивтік қозғалтқыштар жасауда, жылу электр приборларының спиральдарын дайындау үшін қолданылуын қарастырады.
1.2.2. Меншікті балқу және қатаю жылуы
Меншікті балқу жылуының анықтамасы нафталиннің балқу графигін талдағаннан кейін енгізіледі; бұл график қыздырғыш пен дененің арасында оның температурасы көтерілмей-ақ жылу алмасу болатындығын тағайындауға мүмкіндік береді, олай болса, ол балқу жылуы бар болады деген ойға келтіреді. Q=λm формуласын жазады. Оқушылармен бұл формулада неге дененің меншікті жылу сыйымдылығы болмайтындығы анықталады. Балқытылған дененің ішкі энергиясы артады, ал оның температурасы көтерілмейді. (Демек, балқытылған дененің жылу сыйымдылығы шектеусіз үлкен.)
Оқып үйренілген материал заттардың меншікті балқу жылуының таблицасын қарастырумен және есеп шығарумен бекітіледі. Таблицаны талдау кезінде оқушылардан мынадай сұраққа толық жауап беруді талап ету керек: «Заттың меншікті балқу жылуының шамасы нені көрсетеді?»
Таблицадағы мағлұматтармен жаттыққаннан кейін, графиктің қатаюға қатысты бөлігін талдауға кірісіп, қатаю жылуының болатындығын тағайындайды.
Осы бөлім бойынша есеп шығарғанда көбінесе заттың балқуы және қатаюы үшін қажетті жылу мөлшерін табуға арналған тура есептер пайдаланылады, мұнда ең алдымен балқу (қатаю) температурасында алынған денелердің балқуына (қатаюына) берілген есептер шығарылады, сонан соң денелерді балқу (қатаю) температурасынан өзгеше температурада қарастырады.
Қорытындыда негізінде жылу балансының теңдеуі қолданылатын жай есептер шығарылады.
Мысалы:
– 10°С-та алынған 5 кг мұзды температурасы 20°С суға айналдыру үшін, қандай мөлшерде энергия жұмсалады?
Осыған ұқсас есептерді шығарғанда оқушылардың назарын түрліше агрегат күйлердегі бір зат үшін меншікті жылу сыйымдылығының мәні, жалпы алғанда, әр түрлі болатындығына аудару керек. Мысалы, 20°С-тағы су үшін , ал—20°С-тағы мұз үшін
10-сурет 11-сурет
Есептеуге берілген есептермен қатар бұл тақырыпта, сондай-ақ мынадай есептерге ұқсас графиктік есептер шығарудың ерекше маңызы бар:
- 10-суретте қандай процестер кескінделген?
- 11-суретте қандай процесс кескінделген?
Жыл аяғындағы қайталау кезінде дайындығы жақсы сыныптарда «Мұздың меншікті балқу жылуын анықтау» деген лабораториялық жұмыс өткізген жөн. Жұмыстың жабдықтары: калориметр, кішкене гирлері бар таразы, ішінде 40—50 г еріп жатқан кесек мұздары бар ыдыс, термометр, сүзгі қағаз, ішінде 30—35°С температурадағы суы бар шайнек. Мұны өткізу реті, оқулықта баяндалған, қатты дененің меншікті жылу сыйымдылығын анықтау жөнінен лабораториялық жұмыс жүргізу ретіне ұқсас.
1.2.3. Денелердің балқуының техникада қолданылуы
Денелердің балқуының практика жүзінде қолданылуын балқытылған қорғасынды формаға құйып демонстрациялайды. Ол үшін ыдысқа аздап дымқылдау құм салып, гайка кілтін оған батырып кіргізеді. Кілтті алады, ал ыдысты центрінде кішкене тесігі бар картонмен жабады. Темір банкаға (тигельге) қорғасын ерітіп алады да, оны картон қақпақтағы тесік арқылы формаға құяды.
Денелердің балқу құбылысының техникада және керекті қасиеттері бар қорытпалар жасау үшін де кен, түрде қолданылатынын оқушылар білулері тиіс. Қорытпаға қойылатын талаптарға сәйкес, ол өте қатты, коррозияға қарсылық жасай алатын, үзіліске кедергі көрсете алатын, тығыздығы аз, балқу температурасы төмен болады. Мұны сыныпта үстелге вертикаль бекітілген екі сыммен (қорғасын — балқу температурасы 327°С және третниктен, мұның температурасы—180°С) демонстрациялауға болады.
Дәнекерлегішпен немесе спирт шамымен аз уақыт қыздырғанның өзінде алдымен третник сым балқиды.
Тақырыпты қорытындылауда құю цехына экскурсия жасайды (немесе құю өндірісі жөнінде кинофильм көрсетіледі).
1.2.4. Кебу (Булану). Конденсация
Кебуді оқып үйренуді, кебетін сұйықтың температурасының төмендеуімен қарбалас болатын, кебу кезінде заттың мөлшерінің азаюын оқушылардың бақылауынан бастаған жөн. Ол үшін манометрмен жалғасқан жылу қабылдағышқа, түбіне аздап эфир құйылған, металл қорап орналастырады. Эфир кебе бастағанда, жылу қабылдағышпен жалғасқан манометрдің иініндегі сұйық көтеріле бастайды. Құбылысты эфирдің кебуі нәтижесінде болатын жылу қабылдағыштың суу салдарынан болады деп түсіндіреді.
Сондай-ақ спирт шамының металл қалпағының мұздап қатуын көрсететін әсерлі тәжірибені жасаған жөн. Қалпаққа аздап эфир құйып, оны дымқыл тақтайшаға қояды. Эфирдің үстіңгі қабатындағы ауаны резеңке грушамен айдап тастайды. Қалпақ қатып, тақтайшаға жабысып қалады, бұл кебу кезінде сұйықтың температурасының төмендейтінін көрсетеді.
Тәжірибелерді талдай келе, оқушыларға сұйықтың кебуі кезінде кейбір өте шапшаң қозғалатын молекулалар оның беткі қабатынан ұшып шығуы мүмкін екендігі түсіндіріледі. Бұл молекулалардың кинетикалық энергиясы, оларды сүйық ішінде ұстап тұратын, ілінісу күштеріне қарсы істелетін жұмыстан көп те, оған тең де болады. Молекулалардың тәртіпсіз қозғалысының орташа жылдамдығымен анықталатын температура төмендейді. Сұйықтың температурасының төмендеуі кебетін сұйықтын ішкі энергиясы азаятынын көрсетеді. Бұл энергияның бір бөлігі ілінісу күштерін жеңуге және ұлғайған будың сыртқы қысымға қарсы жұмыс істеуіне жұмсалады. Екінші жағынан, заттың бу молекулаларының ара қашықтығының сұйық молекулаларының ара қашықтығымен салыстырғанда арту салдарынан, буға айналған бөлігінің ішкі энергиясы көбейеді. Сондықтан бу массасы бірлігінің ішкі энергиясы сол температурадағы сұйықтың массасы бірлігінің ішкі энергиясынан артық.
Осыдан кейін кебу неге байланысты болатындығы анықталады. Температураның жоғарылауына байланысты кебу тезірек болатынын мынадай тәжірибемен көрсетуге болады. Техникалық таразының табақтарына: біреуіне — ыстық суы бар, екіншісіне— суық суы бар кристализатор қояды. Таразыны теңгереді. Оқушылар тәжірибенің схемасын сызып болғанша, таразының тепе-теңдігі бұзылғандығы байқалады. Ыстық судың массасы суық судың массасынан тезірек кемиді.
Кебудің сұйықтың еркін бетінің өлшеміне тәуелділігін былайша көрсетуге болады. Пробирка мен ішінде тез кебетін сұйығы, мысалы эфирі бар, кристализаторды таразыға салып, теңгереді. Таразының еркін беті үлкенірек сұйығы бар ыдыс қойылған табағы бірте-бірте көтеріле бастағандығы байқалады.
Мысалдар мен тәжірибелер арқылы кебудің сұйықтың бетінен будың алыстау жылдамдығына тәуелді болатынын көрсету керек. Кептіру үшін жайылған кір желді күні, желсіз күнге қарағанда, тезірек кебеді; еденді сулап сүрткенде, терезе ашық тұрса, еден тезірек кебеді. Кебудің сұйық бетіндегі будың алыстау жылдамдығына тәуелділігін демонстрациялап көрсету үшін мынадай тәжірибе жасау керек. Манометрмен жалғасқан колбалардың үстіне спиртке батырылған бірдей фланель шүберектер қойылады. Колбалардың біреуіне желдеткіштен келетін ауаны бағыттайды да, манометрдің көрсетуі бойынша, кебудің тездегендігін бірден байқайды.
Кебу жылдамдығының кебетін сұйық затының тегіне тәуелділігін былайша көрсетуге болады. Зерттелетін сұйықтардың атаулары (эфир, спирт, су, май) жазылған таза қағаз парағы дайындалады. Әр түрлі сұйықтарға батырылған қыл қаламдармен қағазға бірнеше жолақтар түсіріледі. Сонан кейін парақтың шеттерін (желім жаққан сияқтандырып) сулайды да, физикалық кабинеттің терезесінің шынысына жапсырады. Күндізгі жарықта қағаздың әр түрлі жолақтар түсірілген жерлері жақсы көрінеді. Кешкі кезде парақ қағазды штативке бекітіп қойып, тасалап түсірілген жарықты пайдаланады. Ең алдымен эфирдің, содан кейін спирттің, судың жолақтары кеуіп кетеді, ең ақырында тек майдың жолағы ғана қалады.
Осы мәселелерді басқаша ретпен де оқып үйренуге болады: ең алдымен окушыларға молекула-кинетикалық түсініктерге сүйеніп, сұйықтың кебуінің температураға, сұйықтың еркін бетіне және желге тәуелділігі қандай болатындығын алдын ала болжап айтып, ол болжамды тәжірибемен тексеру керектігі айтылады. Материалды осындай жолмен дайындығы жақсы кластарда еткен пайдалы.
Қатты дененің кебуін көрсету үшін, мүмкіндігі болса, жасан ды мұзды пайдаланған жақсырақ болады. Нафталин мен қардын кебуі баяу өтеді және онша көрнекі болмайды. Сондықтан олардың кебуін бақылауды оқушыларға үйге тапсыру керек.
Оқушыларға үйге физикадан творчестволық есептер тапсырған пайдалы, мысалы:
Қатты қыздырылған пластинкаға, плитаға немесе табаға су тамшылатып, осы тамшылардың кебу жылдамдығын бақыландар. Пластинканын температурасы өте жоғары болғанда да оның бетіндегі су тамшысы біршама ұзақ кеппей тұратындығы неліктен, соны түсіндіріңдер?
Мұның себебін «бу тамшыны пластинкаға тигізбей, ауада демеп тұрады» деп түсіндіреді. Тамшыны жүзеген күйде демеп (тұратын бу қабаты оны металға тигізбей бөліп тұрады да, тамшы көпке дейін кеппейді».
Кебу заңдарын пайдаланудың мысалдары ретінде, ыстық цехтарда ауаны суыту үшін су себуді, сұйықтардың (көкөністердегі, тұқымдардағы, ағаш тұкымдас өсімдіктердегі) кебу процесін температураны көтеру және қызған ауаны желдету арқылы тездету үшін кептіргіш камераларды пайдалануды келтіруге болады.
Табиғаттағы кебудің атқаратын ролі жөнінде біраз мағлұмат беріледі.
Жер бетінде бір жыл ішінде орта есеппен барлығы 518 600 км3 су кебеді. Жер шарының бетін түгелдей 1 метрден артық қабатпен жабу үшін, судың осы мөлшері жеткілікті болады. Бір жылдағы жауатын жауын-шашынның мөлшері де сондай.
1 га жердегі мақта өсімдігі жаз бойы шамамен 4—8 мың тонна суды буландырып шығындайды; ал сондай жердегі жүгері өсімдігі бір маусымда орта есеппен 200—300 л суды буландырады. Бір жүгері өсімдігінің булануға жұмсайтын жылу мөлшері шамамен 16,7—25,1 кг тас көмір жанғанда бөлініп шығатын жылу мөлшеріне сәйкес.
1.2.5. Қайнау
Қайнау — буға айналудың кебуден өзгеше бір түрі. Сондықтан қайнауды қарастырған кезде кұбылыстың сыртқы белгілеріне, қайнау температурасының тұрақтылығына назар аударылады.
Колбадағы судың қайнауын демонстрациялап көрсетіп, оны түсіндіреді. Құбылыстың сыртқы көрінісін сипаттауды мыналарды аңғарумен байланыстырады: ыдыстың қабырғаларында көптеген ұсақ көпіршіктер пайда болады; көпіршіктер көлемі арта береді де, көтеру күші біліне бастайды; көпіршіктер сұйық ішінде азды-көпті қауырт және қалай болса солай қозғала бастайды. Беткі қабаттағы көпіршіктер жарылады. Ауамен буға толған көпіршіктердің сұйықтың бетіне қалқып шығып жойылуы, қайнауды сипаттайды. Қайнау температурасы ұғымы енгізіледі.
Сұйық ішінде бу көпіршіктерінің пайда болуын көрсететін көрнекілікті арттыру мақсатымен алдын ала кеп қайнатылған сұйықты қайнатуға болады. Бұл жағдайда ауасы бар ірі көпіршіктердің пайда болатындығын байқауға болады.
Тақырып бойынша лабораториялық жұмысты орындаған кезде оқушылар қайнауды бақылай береді. Жұмысты жүргізгеннен кейін шыққан графикті нафталиннін немесе Мұздын, балқу және : кристалдану графигімен салыстырған пайдалы.
Қайнаудың ерекшеліктері оны кебумен салыстыру кезінде толығырақ ұғынылады. Оқушылар қайнау мен булану арасында ортақ не бар екенін және олардың арасындағы елеулі айырмашылық неде болатынын айқын түсініп алулары тиіс. Кебу сияқты, қайнау да — буға айналу. Сұйықтың бетіндегі кебу кез келген температурада және кез келген сыртқы қысымда болады, ал: қайнау — сұйықтың барлық көлемінде, сыртқы қысымға тәуелді болатын, әр зат үшін белгілі бір температурада буға айналу.
Сыныптағы барлық оқушыларға үй тапсырмасы ретінде ашық ыдыстағы су қалай қайнай бастайтынын және қалайша қайнағанын зер салып бақылап, есте сақтау тапсырылады.
Оқулық пен программада қайнау температурасының сыртқы; қысымға тәуелділігі жөніндегі мәселе қарастырылмайды, бірақ хабар беру ретінде онымен таныстырған пайдалы.
Қайнау нүктесінің қысымға тәуелділігін мынадай қондырғымен көрсеткен дұрыс. Үштен біріне дейін су құйылған пробирка алынады. Пробиркадағы суды қайнау температурасына дейін қыздырады да, пробиркаға резеңке грушаны кигізіп, оны тездеп сығады. Су әрі қарай қыздырыла бергенмен, қайнау тоқталады. Қыздырғышты алып қояды. Резеңке грушаны сығып тұрған қолды тез жазып жіберіп, қайтадан сұйықтың қайнауын бақылайды. Насос қалпағының астында судың қайнауын бақылайтын белгілі тәжірибе неғұрлым көп еңбек етуді тілейді және қысым азайғандағы қайнау нүктесінің төмендеуін ғана көрсетеді.Үстіне сұйық су құйып тұрып, төңкерілген колбада суды қайнатып жасалатын тәжірибе суыну және конденсация кезінде қысымның кемуі жөнінде қосьшша түсінктемелер беруді талап етеді. Мұны тақырып аяқталған кезде материалды кайталау үшін көрсеткен жөн. Бұл тәжірибені жасағанда, атмосфералық қысым салдарынан сынып кетпеуі үшін, түбі жазық колба алмай, түбі дөңгелек колба алу керек.
Қайнау температурасының қысымға тәуелділігін сыртқы қысымның сұйық ішінде бу көпіршіктерінің көбеюіне кедергі жасайтындығыман болады деп түсіндіріледі. Сондықтан қысым артқанда сұйық анағұрлым жоғары температурада қайнайды. Қысым өзгергенде қайнау нүктесінің өзгеру шегі, балқу нүктесіне қарағанда, неғұрлым жоғарырақ болады.
Қайнау нүктесінің қысымның артуына тәуелділігін демонстрациялайтын техникалық қондырғы ретінде Папин қазаны пайдаланылады. Қазанның құрылысын түсіндірген кезде будың қысымын реттеу үшін арналған тетіктің маңызын атап өту қажет. Ол сақтандырғыш құрылғысынын, функциясын атқарып қана қоймайды, бойымен бірге белгілі температурада қазандағы су-дың қайнауын қамтамасыз етеді.
Конденсация. Буға айналуды оқып үйренгеннен кейін қарама-қарсы процесс – будың конденсациясы жөніндегі мәселені қою логикалық жағынан дұрыс.
Қайтадан колбада суды қайнатып, будың пайда болуын бақылайды. Бу ағынының жолына суық нәрсе, мысалы табақ жез, қояды да, оның төменгі бетінде су тамшыларының пайда болуын бақылайды.
Содан кейін ауадағы булардың конденсациясын көрсеткен жөн. Осы мақсатпен эфирді пробиркаға немесе стақанға құйып, пробирка немесе стақан қабырғаларында су тамшылары пайда болғанша, ауаны үрлейді.
Байқалатын құбылыстарды табиғаттағы судың шыр айналысын, тұманның пайда болуын, шық түсуді түсіндіру үшін пайдаланады.
Будың пайда болуы мен конденсациясының меншікті жылуы. Будың пайда болуына қарағанда, конденсация жылуының бар болатындығын демонстрациялап көрсету оңайырақ, сондықтан мәселені баяндауды мынадай тәжірибені демонстрациялаудан бастайды. Ішіндегі суы қайнап тұрған қолбамен жалғастырылған резеңке түтіктің ұшын суық суы бар стақанға салады. Стақан ішіне кіргенде бу суып, конденсацияланады, мұны стақандағы судың деңгейінің жоғарылауынан көруге болады. Стақандағы судың қызуы (ысуы) термометрмен байқалады. Қанша бу конденсацияланған болса, сондай мөлшердегі суды стақанға құйғанда, біз температураның қөтерілуі біршама азырақ болатынын байқаймыз.
Бұл құбылыстың табиғаттағы көрінісі және техникада пайдаланылуы жөнінде әңгімелеп береді. Меншікті булану жылуының температураға тәуелділігінің таблицасындағы мағлұматтарға назар аударылады. Бұл мағлұматтар «Жылу қозғалтқыштары» тақырыбын оқып үйренгенде пайдалы болады.
Қорытындылау кезінде есептер шығарылады. Булану мен конденсацияға берілген есептерді шығару әдістері балқу жылуын табуға берілген есептерге ұқсас. Булану жылуын Q=Lm формуласымен (мұндағы L — меншікті булану жылуы) өрнектейді.
Будың конденсациясы кезінде бөлініп шығатын энергияны пайдалану мысалы ретінде бумен жылыту жүйесін қарастырады.
1.3. ЖЫЛУ ҚОЗҒАЛТҚЫШТАРЫ
1.3.1. Газдың ұлғаюындағы жұмысы. іштен жану қозғалтқышы
«Жылу берілуі және жұмыс» тақырыбына негізінен ішкі энергияның жылу алмасу жолымен өзгеруі жөнінде сөз болған еді. Енді энергияның жұмыс жасау жолымен өзгеруі жөніндегі және бұл құбылысты жылу қозғалтқыштарында практика жүзінде пайдалану жөніндегі мәселені толық қарастырған жөн.
Жұмыстық дененің ұлғаюы — кез келген жылу қозғалтқышының жұмысындағы ең маңызды процесс. Сондықтан бұл жағдайды көзден таса қалдырмау керек.
Демонстрациялардың көмегімен оқушыларға қоршаған ортамен салыстырғандағы артық қысым ұлғаю жұмысын өзінің ішкі энергиясының өзгеруі есебінен жасайтынын көрсету керек. Мынадай қондырғымен тәжірибе жасауға болады.
Қабырғасында түбіне жақын жерінде тесігі бар шыны цилиндрге картон поршень орналастырылады. Қабырғасы 2,5—1 мм-ден жұқа болмайтын шыны цилиндрде тесікті қайрақ корунд дөңгелекпен теседі. Пульверизатормен тесік арқылы жұмыстық қоспаны—ауамен қоса бензинді цилиндр ішіне себеді немесе цилиндр қабырғаларын бензинге батырылған тампонмен сүртеді. Пульверизаторды алып қойып, шырпының жалынын цилиндрдегі тесікке жақындатады. Қоспалап етіп жанып, поршень (картон) шыны цилиидрден атылып шығады.
Бұл тәжірибеде газдың жылулық тепе-теңдіксіз күйі қоршаған ортаға қатысты алғанда отынның химиялық энергиясы есебінен туған.
Сыртқы қоспа түзілісті іштен жану қозғалтқышы (карбюраторлы) шынында да жылу қозғалтқышы болып табылады (термодинамикалық мағынада алғанда), өйткені ол өз бетімен, отынның ішкі энергиясын жылу процестері арқылы механикалық энергияға үздіксіз айналдырып отырады. Жеке алынған бу турбинасы жылу қозғалтқышы болып табылмайды, жұмыстық дененің энергиясын механикалық энергияға түрлендіріп тұратын механизм болып келеді. Жылу қозғалтқышының ролін бүкіл бу қондырғысы атқарады.
10-сурет
Іштен жану қозғалтқышының принциптерінің әсерлі демонстрациясын былайша орындап көрсетуге болады. Ол мақсат үшін спирометр цилиндрін штуцерден босатады да, пайда болған тесікке жалаңаш сымы бар тығын тығады, цилиндрге 2—3 тамшы бензин тамызып, Румкорф катушкасы немесе электрофор машинасының орамдарының шығып тұрған ұштарын проводтармен қосады. Ұшқын пайда болған кезде қоспа атылады да, поршень жоғары лақтырылады.
Ішіне автомобиль май шамы орнатылған шойын шарды Главучтехпром шығарады (12-сурет).
Тәжірибеден кейін төрт тактілі іштен жану қозғалтқышының құрылысы мен жұмы-сы жөнінде әңгімелеп береді (13-сурет). Іштен жану қозғалтқышында қыздырғыштың (цилиндр), жұмыстық дененіц (газ тәрізді жану продуктілері), механикалық энергиясы артып отыратын дененің (поршень) болатындығына оқушылардың назары аударылады.
|
Іштен жану қозғалтқышының құрылысы мен жұмысын түсіндірген кезде, сондай-ақ плакаттарды, кинофильмдерді және тақтаға са-лынатын суреттерді пайдаланған жөн. Фильмотекаларда «Төрт тактілі қозғлтқыш» атты кинофрагмент бар. Ондағы натуралы (шын, нағыз) және мультипликациялық кадрлар іштен жану қозғалтқышының жұмыс принципімен, қозғалтқыштың сыртқы түрімен таныстырады. Кинофрагментте іштен жану қозғалтқышының төрт тактісі демонстрацияланады: сору, сығу, жұмыстық жүріс және пайдаланылған газдарды сыртқа шығару. Клапандардың қалпы ірі етіп көрсетілген. Уақыт болғанда «Төрт тактілі карбюраторлы қозғалтқыштың жұмысы» атты кинокольцовканы демонстрациялап көрсеткен пайдалы. Төрт тактілі іштен жану қозғалтқышында өтіп жатқан процестер көрсетіледі.
Оқушылар қозғалтқыштың төрт тактісінің схема түріндегі сурет терін орындай білулері және сол кезде іштен жану қозғалтқышына өтетін процестерді түсіндіре білулері керек.
1.3.2. Бу турбинасы
Поршеньді машиналар сияқты, турбина да отынның ішкі энергиясын жұмыстық дененің жылулық ұлғаюы арқылы механикалық энергияға түрлендіреді. Бірақ турбиналардың конструктивтік жағынан поршень типті жылулық қозғалтқыштардан айырмашылығы мынада: турбиналарда поршеньнің ілгерілеме-қайтарымды қозғалысы қалақтары бар дөңгелектің айналысымен алмастырылған.
Іштен жану қозғалтқышының маховигінің айналым саны біршама аз болады, оған себепші болатын поршеньнің ілгерілемелі-қайтармалы қозғалысы, мұның салдарынан асқын салмақ пен вибрация туады (бұл кемістік жалпы барлық поршеньді қозғалтқыштарға тән).
Бу турбинасында бөлшектердің (поршеньнің, штоктың, шатунды-кривошипті құрылғының) ілгерілеме-қайтармалы қозғалысы жоқ, мұның өзі оны іштен жану қозғалтқышынан пайдалы етеді.
14-сурет
Бу ағындарының кинетикалық энергиясы олардың қозғалыс бағытын дискінің қалақтарымен өзгерткен кезде оның кинетикалық энергиясын арттырады. Осының нәтижесінде будың ішкі энергиясы кемиді, оның температурасы мен қысымы төмендейді. Бу турбинасын түсіндіргенде оның жұмысын Главучтехпром (14-сурет) шығарған турбинаның көмегімен демонстрациялап көрсетеді немесе ең болмағанда қолдан жасалған турбинаны керсетеді. Отынның химиялық энергиясының будың ішкі энергиясына түрленуін ғана емес, сондай-ақ будың энергиясының біраз бөлігінің айналып тұрған дискінің механикалық энергиясына түрленуін ғана емес, энергияның бұдан кейінгі түрленуін де демонстрациялап көрсеткен пайдалы. Осы мақсатпен турбина білігін, клеммаларына (ұштарына) шағын вольтты лампы қосылған, генератор білігімен жалғастырылады.
1.3.3. Двигательдің пайдалы әсер коэффициенті
«Пайдалы әсер коэффициенті» ұғымымен оқушылар бұрын п. ә. к.-і пайдалы жұмыстың Ап шығындалған жұмысқа А қатынасы ретінде анықталатын, қарапайым механизмдерді оқып үйренгенде кездескен болатын. Мұнда п. ә. к. қатысы енгізілген,
п. ә. к.=Ап/А < 1, өйткені АП<А.
Бұл мағлұматтарды оқушылардың есіне түсіріп, осы тақырыпты оқып үйренгенде қолданған пайдалы.
Кез келген жылу қозғалтқышы отын жанғанда алынатын энергияның біршама аздаған бөлігін механикалық энергияға айналдыратынын оқушыларға түсіндіреді.
Энергияның көбі қоршаған ортаға беріледі.
Сондықтан, қозғалтқыштың пайдалы әсер коэффициенті (п. ә. к.) туралы мәселе туатыны сөзсіз, п. ә. к. деп жұмыс жасау үшін қажетті энергияның отын жанғанда бөлініп шыққан барлық энергияға қатынасы түсініледі.
Егер сабақта уақыт жетсе немесе сыныптан тыс жүмыстарда оқушыларды жылу қозғалтқыштарының ойлап шығарылуы мен жетілдірілу тарихымен таныстырған жөн.
Бу машинасының п. ә. к.-нің өсуін сипаттайтын мағлұматтарды келтірген пайдалы. Мысалы, Уаттың алғашқы бу машиналарының п. ә. к-і не бары 2,8%-ке жеткен. Казіргі бу турбиналарының п. ә. к-і 30%-ке жуық, ал іштен жану двигательдерінің— 20—40%.
1.3.4. Тепловоз депосына экскурсия жасау
Экскурсия кезінде мынадай мәселелер қарастырылады.
/. Тепловоз жөнінде жалпы мағлұматтар
Тепловоздың типі (қозғалтқышынан жетекші дөңгелектеріне беріліс түріне байланысты). Тепловоз сериясы. Локомотивті қуаты. Пайдалы әсер коэффициенті. Тепловоздың жұмысты жағдайларда өндіретін максимал жылдамдығы. Салмағы мен оның габариттері (үлкен-кішілігі). Тепловоздың негізгі бөліктер (двигателі, двигателінен дөңгелектеріне беріліс құрылғысы жүрістік бөлігі, кузовы және тоңазытқышы). Дөңгелектер сан және олардың жұмыстық бөлігінің ені.
//. Тепловоздың қозғалтқышы
Қозғалтқыштың типі (поршеньді немесе турбина). Цилиндрлрінің саны. Бір минуттағы айналым саны. Белгілі уақыт аралығындағы бос жүріс кезінде Қозғалтқыштың шығындайтын отыны Отынның түрі. Қозғалтқышты суыту тәсілдері.
///. Күш берілісі
Беріліс түрі (тікелей әсер ететін, гидравликалық, механикалық немесе электрлік). Тарту күшінің дөңгелектерге механикалық берілісінің түрі. Тепловоздың тура және кері бағыттарда қозғалысы қалайша жүзеге асырылады?
2-ТАРАУ. ФИЗИКА САБАҚТАРЫНДА ЖЫЛУЛЫҚ ҚҰБЫЛЫСТАРДЫ ОҚЫТУ ӘДІСТЕМЕСІ
2.1. Мектеп физикасының оқу жоспарындағы «Жылу құбылыстары» бөлімінің алатын орны
«Жылу құбылыстары» атты бөлімге «Жылу берілу және жұмыс», «Заттың агрегат күйінің өзгеруі», «Жылу қозғалтқыштары» тақырыптары енеді. «Жұмыс», «энергия» ұғымдарын енгізгеннен кейін, оқушылардың заттың атом-молекулалық құрылысы жөніндегі алған білімдеріне сүйене отырып, оқып үйренеді.
Бұл — жылу құбылыстарының мәнісін түсіндіру және жылулық қозғалыс, температура, ішкі энергия, жылу берілуі, жылу мөлшері, заттың меншікті жылу сыйымдылығы сияқты негізгі ұғымдарды қалыптастыру үшін қолайлы жағдайлар туғызады.
Осы тақырыпта оқушылар термодинамиканың бірінші заңымен және белгілі бір дәрежеде екінші заңымен де танысады.
ЖЫЛУ БЕРІЛУ ЖӘНЕ ЖҰМЫС
Жылу берілу және жұмыс — бұл энергияның берілу процестері; Айырмашылығы — жылудың дененің ішкі энергиясының өзгеруінің микрофизикалық процесі болып табылатындығында. Жұмыс болса, энергия өзгеруінің макрофизикалық процесі болып келеді және дененің біртұтас дене ретімдегі орын ауыстыруымен байланысты.
Жылу алмасудың мөлшерлік сипаттамасын немесе дененің ішкі энергиясы өзгеруінің өлшеуішін жылу мөлшері деп атайды.
«Жылу алмасу» және «жылу берілуі» терминдерінің мәндері бір, олар дененің ішкі энергиясының өзгеру процестерін көрсетеді. Ішкі энергияның жұмыс жасамастан өзгеру тәсілін белгілеу үшін «жылу берілуі» терминін, ал ішкі энергияның өзгеру өлшеуішін белгілеу үшін —«жылу мөлшері» терминін қолданған дұрысырақ.
«Жылу берілу және жұмыс» тақырыбын оқып үйренуге кірісе отырып, оқушылар қыздырғанда денелердің ұлғаятындығы жөнінде, температура, жұмыс пен механикалық энергия жөнінде элементар түсінік алады. Бұл мағлұматтарды берілген тақырыпты оқып үйренгенде пайдаланып, қорытындылап және әрі қарай дамыту қажет. Бұл тұста оқушылар өздері үшін бірқатар жаңа ұғымдарды біліп алулары, ең алдымен ішкі энергия жөнінде ұғым алулары, жылу мөлшерін есептеп үйренулері, соның ішінде отын жанғанда бөлініп шыққан жылу мөлшерін есептеп үйренулері, қыздырғыш қондырғының тиімділігін анықтап үйренулері керек.
Ескірген терминологияға байланысты да белгілі бір методикалық қиыншылықтар туады. Негізгі терминдер – жылу, жылу мөлшері, жылу сыйымдылығы, жылу берілуі, жылу алмасу – жылу деп ерекше материялық ортаны түсініп келген кезде, жылутегі түсінігі болған кезеңде пайда болған. Жылудың табиғатына осы кездегі көзқарас бойынша мұндай терминология оқушылардың осы терминдер мен ұғымдардың физикалық мәнісін дұрыс түсінуін қиындатады. Алайда басқаша терминология қазірше жоқ.
Оқушыларда көптеген күрделі де абстрактілі ұғымдарды қалыптастырумен байланысты, тақырыптарды оқып үйренудегі қиыншылықтарды жеңу үшін, демонстрациялық және лабораториялық физикалық экспериментті кең түрде пайдалану, есеп шығарту және өмірден, тұрмыстан, табиғат пен өндірістен алынған мысалдарды пайдалану керек.
Тақырыпты с а б а қ — с а б а қ қ а б ө л і п ж о с п а р л а у ү л г і с і
1 — с а б а қ. Молекулалардың хаостық қозғалысы. Денелердің температурасы.
2 — с а б а қ. Ішкі энергия. Денелердің ішкі энергиясын өзгертудің екі тәсілі: жұмыс және жылу берілу.
3 — с а б а қ. Жылу өткізгіштік.
4 — с а б а қ. Конвекция.
5 — с а б а қ. Сәуле шығару.
6 — с а б а қ. Жылу мөлшері. Жылу мөлшерінің бірліктері.
7 — с а б а қ. Меншікті жылу сыйымдылық. Денені қыздыру үшін жұмсалатын немесе ол суығанда бөлініп шығатын жылу мөлшерін есептеу.
8 — с а б а қ. Лабораториялық жұмыс: «Суды араластырып жылу мөлшерін салыстыру».
9 — с а б а қ. Лабораториялық жұмыс: «Қатты дененің меншікті жылу сыйымдылығын анықтау».
10- с а б а қ. Жылу мөлшерін есептеуге есептер шығару.
11 — с а б а қ. Отын энергиясы. Отынның жану жылуы.
12-сабақ. Механикалық және жылу процестерінде энергияның сақталу және айналу заңы.
13 — с а б а қ. Тақырып бойынша бақылау жұмысы.
ЗАТТЫҢ АГРЕГАТ КҮЙЛЕРІНІҢ ӨЗГЕРУІ
Алдыңғы тақырыпта дененің температурасының өзгеруіне, демек, оның молекулаларының кинетикалық энергиясының өзгеруіне байланысты, оның ішкі энергиясының өзгеруі қарастырылған еді. Заттың агрегаттық өзгерулерін оқып үйренген кезде ішкі энергияның бөлшектердің өзара әсерлесу энергиясына байланысты болатын бөлігіне басты назар аударылады.
Заттың агрегат күйінің өзгеруі оның молекулалық құрылымының өзгерісімен қарбалас болады. Бұл болса, өз кезегінде, молекулалардың энергиясының өзгеруімен олардың қозғалысқа келуіне себепші болады.
Балқу, қатаю, булану және конденсация процестері негізінен оқытудың бірінші сатысында өтіледі. Осы оқу материалын оқып үйренгенде дененің ішкі энергиясы жөнінде оқушылардың білімдері кеңейтіле түседі. Балқу мен қайнау кезінде берілетін жылу мөлшері тек бөлшектердің арасындағы байланысты бұзу жұмысына ғана жұмсалатындығын ұғынулары Q=lm, Q=Lm формулаларының мағынасын және олардың денелерді қыздыру және суыту үшін қажетті жылу мөлшерінің формулаларынан айырмашылығын түсініп алуға көмектеседі.
Заттың бір агрегат күйден екіншісіне өтуін оқып үйренген кезде оқушылар табиғат құбылыстарында үнемі болып отыратын ауысулар мен өзара әсерлесулер жөнінде, аздаған сандық өзгерістердің түбегейлі сапалық өзгерістерге түрленуі жөнінде түсінік алады. Тақырыптың материалының сондай-ақ политехникалық зор мәні бар: оқушылардың бірқатар технологиялық процестерді түсінуіне көмектеседі, оларды жылу қозғалтқыштарының жұмысында негіз етіп алынған физикалық процестерді ұғынып алуға дайындайды.
Тақырыптың сабақтық үлгі жоспары:
1 — с а б а қ. Заттың агрегат күйі. Кристалл денелердің балқуы және қатаюы.
2 — с а б а қ. Лабораториялық жұмыс: «Нафталиннің қызуын, балқуын, қатаюын бақылау».
3 — с а б а қ. Балқу мен қатаюдың меншікті жылуы.
4 — с а б а қ. Заттың қатаюы кезінде энергия бөліп шығаруы.
5 — с а б а қ. Балқу жылуы мен кристалдануды есептеуге есептер шығару.
6 — с а б а қ. Кебу және конденсация. Кебу кезінде энергияның жұтылуы және сұйықтың конденсациясы кезінде энергияның бөлініп шығуы.
7 — с а б а қ. Қайнау. Лабораториялық жұмыс: «Судың қызуы (ысуы) мен қайнауын бақылау».
8 — с а б а қ. Меншікті булану жылуы. Булану кезіндегі жылу мөлшерін есептеуге есептер шығару.
9 — с а б а қ. «Заттың агрегат күйлерінің өзгеруі» тақырыбы бойынша бақылау жұмысы.
ЖЫЛУ ҚОЗҒАЛТҚЫШТАРЫ
«Жылу қозғалтқыштары» атты тақырыптың айқын көрінетін политехникалық бағытталғандығы бар, бұл — мұғалімнің көптеген теориялық мәселелерді олардың өмірде практикалық қолданылуымен байланыстыруға мүмкіндік береді. Сонымен бірге, тәжірибе көрсеткендей, жылу қозғалтқыштарында өтетін процестердің физикалық мазмұны екінші кезекке жылжытылып, техникалық бөлшектерді (детальдарды) сипаттаумен алмастырылатын әдіс те бар. Бұл тақырыпты оқып үйренудегі негізгі міндет— молекулалардың энергиясының (кинетикалық және потенциялық) дененің механикалық энергиясына айналуы жөніндегі және энергияның сақталу және айналу заңына сәйкес механикалық энергияның ішкі энергияға айналуы жөніндегі оқушылардың түсінігін кеңейту болып табылады.
Сонымен, есептің бірінші бөлігі жылу двигательдері жұмысының физикалық негіздерін оқып үйрену болады. Есептің екінші бөлігі жылу қозғалтқыштарың конструктивтік ерекшеліктерін оқып үйренуді қамтиды.
Тақырыпты оқып үйрену бу немесе газ қоршаған ортамен жылулық немесе механикалық тепе-теңдікте болғанда ғана жұмыс атқара алатындығын оқушыларға көрсетуі тиіс. Газдың, будың ішкі энергиясын механикалық энергияға айналдыру процесі әр түрлі қозғалтқыштардың: поршеньді және роторлы қозғалтқыштардың көмегімен жүзеге асырылуы мүмкін болады; бу қозғалтқышында жанған отынның ішкі энергиясы механикалық энергияға будың ұлғаюы салдарынан түрленеді; іштен жану қозғалтқыштарында бұл түрлену қызған газдың ұлғаюы салдарынан болады; кез келген жылу қозғалтқышы жұмысының бұлжымас шарты қыздырғыштың (температуралар айырмасының), жұмыстық дененің, тоңазытқыштың және механикалық энергиясы арта беретін дененің бар болуы болып табылады; жылу қозғалтқыштарының үнемділігін бағалаудағы маңызды сипаттамасы болып есептелетіні — оның пайдалы әсер коэффициенті.
Барлық поршеньді қозғалтқыштар үшін цилиндрі мен поршенінің бар екендігі, яғни конструктивтік ұксастығы, сонымен бірге оларда термодинамикалық процесс кеңістік жөнінен бөлінбеген, тек уақыт жөнінен белінген, ал турбиналарда, реактивтік қозғалтқыштарда термодинамикалық процесс кеңістік жөнінен де, уақыт жөнінен де бөлінген. Бұл ұғыныстар жылу қозғалтқыштарын екі кезеңге бөліп қарастыруға негіз болады: термодинамикалық тұрғыдан алғанда ең қарапайым болып табылатындықтан, алғаш поршеньді қозғалтқыштар, сонан соң турбиналар қарастырылады.
Тақырыптың оқу материалын сабақ-сабаққа үлгі ретінде былайша бөлуге болады:
1 — с а б а қ. Газ бен будың ұлғаюдағы жұмысы. Іштен жану қозғалтқышы
2 — с а б а қ. Бу турбинасы. Жылу двигательдерінің пайдалы
әсер коэффициенті
3-сабақ. «Жылу қозғалтқыштары» тақырыбы бойынша оқулық экскурсия
2.2. «Жылу құбылыстарын» оқытуда компьютерлік технологияны пайдалану
Бүгінгі танда акпаратгық технологияның өмірімізге терең енуіне байланысты жеке пән сабақтарында компьютерлік техниканын, мүмкіндіктерін толық пайдаланып, оқушыларға терен, де тиянақты білім беруге жағдай туып отыр. Компьютер арқылы оқушылар тек информатика сабағын ғана емес, басқа сабақтарды да арнайы компыотерлік бағдарламалар мен электрондық оқулықтар арқылы зерттеп, кез-келген такырыпты окушы өзі менгеруге дағдылануы қажет.
Физика пәнінің сабақтарында компыотерлік техниканы пайдалануға мүмкіндік мол. Бұл оқушылардың пәнге деген қызығушылығын арттыруға, олардың ойтанымын кеңейтуге, өз бетінше шығармашылықпен, ізденім-паздықпен жұмыс жасауына мүмкіндік береді.
Көпшілік құбылыстарды демонстрациялауға физика кабинетінін жағдайы келе бермейді. Айталық микро әлем құрылысы, өте жылдам өтетін құбылыс немесе тәжірибе жасайтын құралдардың кабинетте болмауы. Нәтижесінде оқушыларда оларды ойша елестету және тақырыпты түсіну киынга түседі. Компьютер бүл құбылыстардың тек моделін ғана жасап қоймай, сонымен қатар процестің өту жағдайында өзгерте алады. Онын көмегімен өте күрделі зертханалық жұмыстарды да орындауға мүмкіндік бар. Оқушы онда өз қалауынша тәжірибенің алғашқы параметрлерін өзгертіп, бақылап, нәтижесінде құбылыс қалай өзгергенін көріп, көргенін талдап, сәйкесінше қорытынды жасайды.
Физикалық есептерді шығаруда да компьютерді пайдалану өте қолайлы. Программалау тілдері арқылы әр есепке бағдарламалар құруға болады. Бұл бізге бір есептегі физикалық шамаларға әр түрлі мәндер бере отырып, бірнеше нәтижелер алуымызға мүмкіндік береді. Әсіресе екі шаманың қатынасына графиктер тұрғызу, физикалық экспериментгердің зертханалық әдістерін жүргізудің маңызы зор. Бұл әдіспен оқыту оқушылардың сабаққа деген қызығушылығын арттырып, өз бетімен жаттығуларды орындауға бейімдейді. Оқушы күрделі немесе женіл есепті алгоритм бойынша шешіп, нәтижесін көргенде, шығармашылығы, қызығушылығы одан әрі арта түсіп, физикалық құбылыстарды, зандарды жетік түсіне алады. Сонымен, физика сабағын компьютер көмегімен оқыту төмендегі мәселелерді қамтиды:
— оқушыларға оқылатын құбылыстар мен объектілер туралы толық және дәл ақпаратты бере отырып, оқу сапасын арттырады;
— оқытудың көркемділігін арттырады, яғни оқушыяарға қиын да күрделі материалдарды көрнекі түрде түсіндіруге қоя жеткізеді;
— оқытудың тиімділігін жоғарылатады және оқу материалын түсіндіру мүмкіндігін арттырады;
— оқушылардың ғылыми дүниетанымдык, көзқарастарын қалыптастыра отырып, олардың білімге құштарлығын, табиғи сұранысын қана-ғаттандырады;
— оқытушыны техникалық жұмыстан босата отырып, унемденген уақытта шардың шығармашылықпен жұмыс істеуіне жағдай жасайды;
— оқытушы мен оқушынық жұмысын жеңілдетеді.
Осы заманғы дәуір талабына сай білім беруді жетілдіру мақсатында жаратылыстану мен техникалық ғылыми білім беруді тереңдете жүргізу керек. Бұл орайда тоқыту барысында оқушылардың танымдық іс-әрекетінің белсенділігін күшейту басты мақсат. Оқытуды қайта құрудағы негізгі шаралардың үлгісі білім берудің кәсіптік деңгейін жан-жақты дамытып оқыту барысын компьютерлендіруді тиянақты қадағалау. Оқытудың әдістемесі мен формасын жаңа бағытта жүргізу.
Оқыту барысындағы әрбір оқушының білім деңгейінің өсуі осы заманғы педагогиканың жаңа танымдық әрекетінің әдістемелік белсенділігінің жолын қарастыруда. Оқушы қаншалық көбірек білген сайын оның оқуға деген ынтасы артады.
Педагогтың міндеті, материалдың мазмұнын барынша түсінікті жеткізу және оның меңгеру барысын бақылау. Мұнда конспекті жасаудың маңызы зор болуымен қатар, дидактикалық материалдар мен оқытуды компьютерлендіру жағын ұштастыра жүргізу қаралды.
Білім берудің нәтижелі болуына компыотердің тағы бір күшті құрал екенінің көрінісі, бейнелеу жадыда жүйелі сақтау, түсіне жұмыс істеуге қолайлы, шығармашылықпен жұмыс жасап, қисынды ойлауды жақсартады.
Физиканы оқытудың тиімділігін анықтау тек білім деңгейімен ғана өлшенбейді, ол оқушылардың өздігінен білімін жаңаша қалыптастыруға байланысты.
Оқитын сабағының мәнін түсіну үшін физиканың білімге қатысты орнын ашу, осы заманғы ғылыми жетістігін түсіндіру қажет.
Мұнда да компьютерлік технологияны осы талапқа лайықты пайдалану керек. Компьютерде оқытудың екі түрін көрсетуге болады:
— оқытатын;
— бақылаушы.
Алдымен міндетті түрде алдынала дайындақ лекциясын өткізіп, оқушыларды жұмыс істей білуге үйрету. Бұдан ары оқушы экран мониторындағы материалды өз бетімен игереді.
Мұғалім тек бақылайды және сабақ барысында сұрақ туса соған жауап береді. Сөйтіп сабақ соңында өткен материалға қарай сұрақтар белгіленіп, шығарылып оқушылар жауап беретіндей болады. Бұл оқытудың ең қолайлы жолы.
Оқытудың екінші бір түрі бақылау, білім деңгейін компьютерді пайдаланып тексеру. Бұл бақылау оқушылардың барлық тобын аз уақыт ішінде тексеріп, экран бетінде көрсетілгенге сай баға қоюға мүмкіндік береді.
Тест аяқталған кезде экран бетіндегі кестелерге номерлі сұрақтар шығып, сұраққа жауаптың дұрыс берілгенін және жіберілген қателерді көрсетеді.
Мұғалім берілген жауаптың дұрыс екеніне тағыда ойлануға мүмкіндік береді. Оқушы компьютерді пайдаланып жіберген қатені түзетіп, қайта шығарады. Көрсетілген әдістемелік ұсыныста компьютерлік оқытудың екі үлгісі де қолданылады.
Компьютерді пайдаланып тексерудің нәтижелілігі жеке-жеке білімін тексеруге мүмкіндік беру арқылы, әрбір оқушының біліміне қарай бағасын береді.
Front Page программасымен жұмыс.
Front Page программасымен жұмыс қазіргі заман талабына сай электронды оқулықтар құрып, оларды оқу процесіне ендіру үшін арнайы Web-сайт даярлау қажет.
Windows 2000 жүйесінде қазақ тіліндегі сайтты жақсы деңгейде құрып, оны іске қосу, тестілеу, алға жылжыту мүмкіндіктері бар. Сайтты даярлау кезеңіне тоқталайық.
Қазіргі кезде қолданыстағы Web-беттер мен Web-түйіндер құруға арналған арнайы прогаммалардың бірі – Microsoft Office 2000 құрамына кіретін Front Page программасы. Бұл программаның аспаптар тақтасы мен мәзірдегі командаларын пайдаланып бетке мәтіндік және графикалық информациялар, навигациялар тақтасы мен бір беттен екіншісіне өту үшін қолданылатын сілтемелер орналастырылады. Web-түйін – біртұтас информациялық блок болып табылатын, өзара байланысқан Web-беттер қорларынан тұратын жиынтық. Көбіне Web-түйін бір серверде орналасқандықтан, Web-түйіннің негізгі бетіне (home page) – нақты бір файлдың атын көрсетпей, желіге қосқан кезде өзі автоматты түрде ашылатындай болып даярланады. Бұл Web-сайт даярлаудағы жауапты, әрі ең маңызды кезең.
Front Page программасы Web-құжаттар жасауға арналған көп мүмкіншіліктері бар және қолдануға ыңғайлы программа. Front Page программасы Officе құрамына кіретін басқа да программалармен үйлесімді, демек, қажетті жағдайда басқа программалармен деректерді ауыстыру жеңіл орындалады [5].
Web-түйін жасау. Web-түйін жасау Web-түйін белгілі-бір тақырыпқа байланысты жасақталған Web-беттер шоғыры. Web- түйін Web-беттер шоғырындағы HTML файлдары мен ондағы пайдаланған графикалық файлдарды арнайы папкаларда орналастырып сақтайды. Егер Web-бет жасаығымыз келсе, онда жұмысты Web-узел құрастырудан бастаймыз. Front Page программасында бұл амал жеңіл орындалады. Жаңа Web-бет ашарда программа сізге автоматты түрде Mенің веб- түйінім бумасында Web- түйін жасайды. (2.1 – сурет)
2.1- сурет
Web- түйін жасау үшін төмендегі әректтерді орындаймыз:
Файл→Құру(Создать)→Беттер немесе веб-түйін(Страница или веб-узел.. )[6].
2.2.3 Web-бетті көркемдеу
Web-бетті көркемдеу Front Page программасында қалауымызша шрифтерді, олардың көлемін, түсін басқа мәтіндік редакторлардағы сияқты пайдалануымызға болады. Мұнда ұсынылатын шрифтер өзіміздің компьютеріміздегі бар шрифтер, яғни Front Page қосымша шрифтер ұсынбайды[4].
2.2.4 Web-беттің бетін фонын көркемдеу
Қалауымызша Web-бет фонына Front Page программасындағы стандартты фон суреттерін немесе басқа бір графикалық файлдардағы суреттерді пайдалануға болады. (2.2-сурет)
Файл→Свойства
Ашылған сұхбат терезесінде қажетті файлды немесе өзіміз ұнатқан түсті орнатуға болады. (2.3-сурет)[7]
2.2-сурет 2.3-сурет
2.2.5 Web–бетке сурет орналастыру
Web–бетке сурет орналастыру Web-бетке сурет орналастыру амалы дәл Word программасындағыдай орындалады. (2.4-сурет). Пайдаланған суреттер түйін сақталған кезде автоматты түрде түйін орналасқан папкаға көіріледі. Егер файл .bmp форматында болса, онда оны .jpeg форматына ауыстыру керек.
2.4-сурет
2.2.6 Гиперсілтеме
Гиперсілтеме (Гиперссылка) Гипермәтін дегеніміз тышқан батырмасымен шерткенде қолданушы броузерінде Web-беттің келесі бір торабын ашатын ерекшеленген мәтін немесе графикалық объект. Гипермәтін объектісі ретінде мәтін немесе суреттер пайдаланылады. Front Page программасы гипермәтін орнату амалын дұрыс әрі жеңіл орындауға мүмкіншілік береді.
Гиперсілтемені орнату үшін (2.5-сурет) қажетті объектіні немесе мәтінді белгілеп құралдар тақтасынан (Гиперссылка) гиперсілтеме құралын немесе тышқанның оң жақ пернесін басып ұсынылған тізімнен Гиперссылка Ctrl+K командасын таңдап алуға немесе Ctrl+K пернелерін басып гиперсілтеме орнатуға арналған сұхбат терезесін ашамыз. Мұнда қажетті файлды тізімнен белгілеп көрсетіп, ok батырмасын басамыз.[13]
2.5 –сурет
2.2.7 Кесте салу
Кесте салу амалын орындау үшін:
Таблица→Вставить→Таблица мәзірін пайдаланамыз (2.6-сурет). Экранда ашылған сұхбат терезесінде салынатын кестені бағандары мен жолдары санын көрсетеміз. Кестені өңдеу үшін орындалатын амалдар да өте қарапайым. Баған немесе жол қосу Таблица→Вставить→Строки или столбцы, ашылған сұхбат терезесінен жол (Строки) не бағанның (Столбцы) қажеттісін таңдаймыз (2.7 – сурет).
2.6-сурет 2.7-сурет
2.2.8 Web-бетке анимация орнату
Жасалған анимациялар Web-беттерге қызығушылықты арттырып қана қоймай, ондағы материалдың өз оқырмандарын табатынына да себебін тигізеді. Анимация орнату үшін Формат→Смена страниц мәзірін таңдап аламыз (2.8-сурет). Экранда анимацияның қолданылу тәртібін бекітетін сұхбат терезесі ашылады. Мұнда анимацияның нұсқасын таңдап алуға болады.
2.8 – сурет
Ол үшін сол терезеде көрсетілген Событие, Эффект, Длительность мәзірлерін пайдаланып, анимацияны өз қалауыңызша алуыңызға болады.[15]
2.2.9 Жүгіртпе жол
Жүгіртпе жол Бегущая строка командасы арқылы орындалады.(2.9 және 2.10 суреттер). Жүгірпе жол жасау үшін мына командалар орындалады:
Вставка→Веб компонент→Динамические эффекты→Бегущая строка
2.9 – сурет 2.10 – сурет
Сондай-ақ Front Page программасының көмегімен электрондық оқулық жасауда, Macromedia Flash прогаммасында жасалған анимацияларды да қоюға болады. Оны қою жолы жоғарыда көрсетіп кеткен командалар арқылы іске асады.[13]
2.3 «Жылу құбылыстары» бойынша мультимедиялық оқулықтарды пайдалану әдістемесі
Мультимедиялық оқулықтың негізгі мақсаты -ақпараттық технологаяның соңғы жетістіктерін кеңінен пайдалана отырып» жаратылыстану жөніндегі іргелі ғылымдар қатарына жататын физика ғылымының негіздерін жас жеткіншектерге орта мектеп бағдарламасының ауқымында терең түсініп, игеруге мүмкіннің жасау.
Бұл мақсатқа жету жолында мынадай мәселелерді шешуге тура келді:
Баяндалатын тақырыпқа теориялық түсінік беретін қысқа мәтін даярлау;
-Баяндалатын тақырыптың ішкі мазмұнын ашып көрсететін интерактивті суреттер, анимациялық және мультимедиалық мәтериалдар даярлау;
-Тақырыптың материалдарын қаншалықты сәтті игергенін оқушылардың өздеріне тексеруге мүмкіндік беретін интерактивті тесттік бағдарламалар даярлау;
-Физика ғылымының қалыптасу жолынан, физик» ғалымдардың өмірінен мағұлматтар беретін тарихи материалдар, анықталада материалдар және қазақша» орысша физикалық сөздің даярлау. Осы аталған мәселелер бұр сауаттандырудың мультимедиалық бағдарламасында белгілі деңгейде шешімін тапты.
Әрбір модуль қысқаша теориялық кіріспеден, суреттерден, анимациялық және интерактивті мультимедиялық материалдардан, есеп шығару үлгілері мен өз бетінше шығаруға арналған есептерден зертханалық және бақылау жұмыстарынан тұрады. Анимациялық және имтерактивті мультимедиалық материалдар сәйкес құбыластың мәнін түсіндіретін қосымша мәтінмен және аудиотусінікпен толықтырылған.
Бағдарлама шығарған есептердің дұрыстығын тексеруге, ал ол тіпті қиыншылық туғызған жағдайда жауабын қарап көруге мүмкіндік береді. Бақылау жұмысы тест түрінде алынады. Тесттің соңында жауап беруге жұмсаған уақытыңыз жөнінде, дұрыс жауабын тапқан және жауап беруде қиындық туғызған сұрақтар жөнінде толық есеп аласыз.
Интерактивті мультимедиалық материалдар қарастырып отырған үрдістің параметрлерін қалауымызша таңдап алуға мүмкіңдік береді. Бұл, оқушыларға осы бағдарламаны игеру барысында тек енжар бақлаушы болып қана қалмай, сонымен қатар қарастырып отырған құбылысты белсенді игеруге мүмкіндік береді,
Зертханалық жұмыстар. оқушыларға игерген теориялық білімдерін, ғылыми ізденістің элементтерін пайдалана отырып, нақтылы физикалық құбылыстарды зерттеуге қолдануға үйретеді.
Қандай модульдің материалдарын оқып үйреніп жатқаныңыз қарамастан, кез-келген қажетті анықтамалық материалдарды, тарихи мағұлматтарды қарап көруге және басқа модульдің есептері мен бақылау жұмысын орындауға, қажет болған жағдайда басқа модульге өтуге мүмкіндігіңіз бар.
Сауаттандырудың мультимедиалық бағдарламасының тілі жатық, ал құрылымы оқып үйренуге ыңғайлы. Оның негізіне бүгінде көпшілікке кеңінен таныс интернет-технологияның элементтері алынған.
Бұл оны мектеп бағдарламасымен қатар компьютері бар кез-келген адамға физиканы өз бетімен оқып үйренуге, жоғарғы оқу орынына түсуге дайындық кезінде де табыспен қолдануға мүмкіндік береді.
Сауаттандырудың мультимедиалық бағдарламасының тілі жатық, ал құрылымы оқып үйренуге ыңғайлы, Оның негізіне бүгінде көпшілікке кеңінен таныс интернет-технологияның злементтері алынған.
Бұл оны мектеп бағдарламасымен қатар, компьютері бар кез-келген адамға физиканы өз бетімен оқып үйренуге, жоғарғы оқу орынына түсуге дайындық кезінде де табыспен қолдануға мүмкіндік береді.
Сауаттандырудың мультимедиялық бағдарламасы мазмұннан, анықтамалық материалдардан, ғалымдардың өмірбаяндарынан, түсініктеме сөздіктен, қазақша-орысша сөздіктен тұрады.
Мультимедиялық бағдарламадағы «Мазмұн» белгісін шерту арқылы біз оқулықтың толық мазмұнын көре аламыз.
Мысалы:
Осы жерде өзімізге керекті тақырып жолын таңдасақ, бізге әрбір таңдалған объектінің теориялық мазмұны көрінеді.
«Есеп шығару үлгілері» белгісін шерту арқылы біз тақырыпқа байланысты есептердің шығарылу жолдарымен таныса аалмыз.
Мысалы:
«Жаттығулар мен есептер» белгісін шерту арқылы тақырып бойынша берілген есептер мен жаттығуларды орындай аламыз.
Мысалы:
Жаттығулар мен есептердің шешімін таба отырып олардың дұрыс немесе дұрыс емес екенін де біле аламыз.
Мысалы:
«Лабораториялық жұмыс» белгісін шерту арқылы біз тақырыпқа байланысты лабораториялық жұмыстардың орындалу ретімен танысамыз.
Мысалы:
«Түсініктеме сөздік» белгісін шерту арқылы біз тақырыпқа байланысты негізгі терминдердің нақты анықтамасын біле аламыз.
Мысалы:
«Қазақша-орысша» белгісін шерткенде бізге сол тақырыпқа байланысты орысша терминдердің қазақша мағынасын көрсетеді.
«Анықтама материалдар» белгісін таңдау арқылы
Мысалы:
«Ғалымдардың өмірбаяндары» белгісін шерту арқылы физика ғылымына өз үлестерін қосқан ғалымдардың өмірбаяндарымен таныса аламыз.
Мысалы:
«Түсініктеме сөздік» белгісін шерту арқылы біз тақырыпқа байланысты физикалық терминдердің сөздік мағынасын жылдам біле аламыз.
Мысалы:
«Қазақша-орысша сөздік» белгісін шерту арқылы біз тақырыпқа байланысты кейбір орысша терминдердің қазақша мағынасын біле аламыз.
Мысалы:
Қорытынды
«Орта мектеп физика курсында электрондық оқулықты пайдаланудың әд-істемесі» атты курстық жұмысын кіріспе және негізгі бөлімнен, қорытынды мен пайдаланылған әдебиеттер тізімінен тұрады. Негізгі бөлімде «Орта мектеп физика курсында электрондық оқулықты пайдалану әдістемесі», «Физика сабағында электрондық оқулықтарды қолданудың ерекшелігі», «Электрондық оқулықтарды жасаудың әдістемесі» тақырыптары қарастырылды.
Компьютердің көптеген мүмкіндіктері бола тұрса да, өкінішке орай, практика көрсеткендей, білім ордаларында оқыту процесінде компьютер толыққанды құралға айналмай отыр. Бұл көптеген проблемаларға байланысты. Көбінесе, ақпараттық технологияларды тиімді пайдаланудан жетістікке жету үшін белгілі бір шарттар орындалуға тиіс:
— «Сәйкес уақытын» таба білу. Әрбір пәннің ұйымдастыру-әдістемелік және мазмұндық ерекшеліктері болады, соған сәйкес оған ақпараттық технологияларды «енгізу сәті» таңдалу керек;
— Техникалық. Дербес компьютерлердің техникалық сипаттамалары әр түрлі. Қойылған мәселеге байланысгы компьютер мен оның қосымша құрылғыларын (мысалы, сканер, принтер, модем. наушниктер, микрофон, т.б.) таңдау керек. Мәселені компьютерді қолдану арқылы меңгерілетін пән анықтайды. Мысалы, бейнелеу өнері немесе сызу сабағында математика немесе информатика пәндерінде қолданылатын компьютерге қарағанда өте қуатты компьютер қажет болады.
— Ұйымдастырушылық. Пәнді меңгеруде ақпараттық технологияларды қолдануда құрал-жабдықтарды және программаларды орнатуда сұрақтар туындайды. Бұл сұрақтарды шешуді әрбір оқытушы жүзеге асыра алмайды. Сондықтан білікті көмекші қажет болады.
Мамандардың бағалауынша. осындай шарттар орындалғанда жаңа ақпараттық технологиялар дидактикалық құрал қызметін атқара алады. Компьютерлік технологияларды қолдану проблемалары оқытушының дербес компьютерді дидактикалық құрал ретінде қабылдау дайындығына байланысты. Сондықтан заман ағымына, қоғам талабына, әлемдік өркениетке сай болу үшін ақпараттық мәдениетті бола білуіміз керек.
Пайдаланылған әдебиеттер
- Орехова
- Құдайқұлов
- А. Файзова, Л. Хильченко, З. Сыздықбаев «Физика және астрономия» 8 – сынып. Алматы «Атамура» 2004ж.
- Абдулаева Жамбыл «жалпы физика курсы» Алматы 1991ж.
- Арызхнов Бағлан физика: Оқу құралы Алматы «Рауан» 1987г.
- Воронин, Геннадий Федерович «Основы темодинамики» Москва ун-та 1987г.
- Детлаф, Андрей Антонович и др. Курс физики м: высшая шк. 1989г.
- Савельев, Игорь Вларидилирович наука 1989г.
- Башарұлы Р. Физика.: жалпы білім Алматы 10 – сынып Мектеп 2006ж.
- Дүйсембаев, Баймұханбет «Физика және астрономия».
- Сивухин, Дмитрй Васильевич «Общий курс физики» М: Наука 1989г.
- Трофимиова Таисия Ивановна Курс физики м: высшая школа 1996г.
- Ақылбаев, Жамбыл Саулебекұлы физика ҚарМУ 1995ж.
- С.М. Исатаев Ә.С. Асқраов «Малекулалық физика» Алматы Қазақ универ. 2004ж.
- Ілиясмов, Низан «Жалпы физика курсы» «Малекулалық физика және бей сызық физика» білім 2003ж.
- Г. Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев «физика» 10 – сынып Алматы Мектеп 2001ж.
- Н. И. Темірқұлова, Қ. Ә. Тауасаров физика курсы Қазақ унев. 2004ж.
- Гершензон, Евгений Михайлович и др Курс общй фзика м: Просвесщение 1992ж.
