《熱在真空中的傳遞導學案-2023-2024學年科學牛津上海版五四學制》

《熱在真空中的傳遞》導學案第一課時一、導入熱傳遞是物質(zhì)之間的能量傳遞過程，而真空是一個沒有物質(zhì)的空間。那么在真空中，熱是如何傳遞的呢？今日我們將進修《熱在真空中的傳遞》，了解在無介質(zhì)的狀況下熱的傳遞方式。二、目標1.了解真空中熱的傳遞方式；2.精通真空中熱傳遞的特點；3.能夠應用所學知識解決相關問題。三、導學1.真空中的熱傳遞方式在真空中，熱的傳遞方式主要有輻射傳熱。輻射傳熱是指熱量通過電磁波的方式傳遞，而不需要介質(zhì)的參與。在真空中，沒有氣體或液體分子能夠傳遞熱量，只能依靠輻射傳熱。2.真空中熱傳遞的特點在真空中，熱傳遞的速度比在介質(zhì)中要緩得多，因為介質(zhì)中的分子能夠快速傳遞熱量，而在真空中只能依靠輻射傳熱，速度較緩。此外，在真空中，熱的傳遞不受介質(zhì)影響，可以在任何溫度下傳遞熱量。3.應用實例在真空中的太空艙中，航天員需要通過加熱設備來保持艙內(nèi)的溫度，因為在真空中無法通過對流和傳導傳遞熱量。另外，真空絕熱瓶可以保持液體的溫度，因為在真空中熱的傳遞速度較緩。四、小結通過進修《熱在真空中的傳遞》，我們了解到在無介質(zhì)的真空中，熱主要通過輻射傳遞。真空中的熱傳遞速度較緩，不受介質(zhì)影響，可以在任何溫度下傳遞熱量。在實際應用中，我們可以利用這些特點來設計和改進相關設備。期望大家能夠深度理解并應用所學知識。第二課時導學目標：通過本節(jié)課的進修，同硯能夠理解熱在真空中的傳遞原理，精通相關觀點和公式，能夠運用所學知識解決相關問題。一、導入1.引入問題：你知道在真空中熱是如何傳遞的嗎？2.激發(fā)愛好：熱在真空中的傳遞是一個玄妙而又有趣的現(xiàn)象，我們將一起來揭開這個謎團。二、觀點理解1.傳熱方式：熱在真空中主要通過輻射傳遞。2.輻射傳熱：物體在溫度不同的狀況下會發(fā)射電磁波，這種電磁波就是熱輻射。3.輻射傳熱規(guī)律：斯特蒂芬-玻爾茲曼定律和維恩位移定律。4.斯特蒂芬-玻爾茲曼定律：Q=εσT^4，其中Q為單位時間內(nèi)單位面積的輻射熱通量，ε為輻射率，σ為斯特蒂芬-玻爾茲曼常數(shù)，T為必定溫度。5.維恩位移定律：λmaxT=常數(shù)，其中λmax為輻射光譜中波長最大值，T為必定溫度。三、公式運用1.問題1：一個必定溫度為2000K的物體，其表面積為2m^2，其輻射率為0.5，求單位時間內(nèi)單位面積的輻射熱通量。解：依據(jù)斯特蒂芬-玻爾茲曼定律，Q=0.5*5.67×10^-8*2000^4=5.67×10^-8*2000^4=454.4W/m^2。2.問題2：一個黑體在1500K時，其輻射光譜中波長最大值為1μm，求該黑體在3000K時的波長最大值。解：依據(jù)維恩位移定律，λmaxT=常數(shù)，所以1*1500=常數(shù)，常數(shù)=1500。因此，在3000K時，λmax=1500/3000=0.5μm。四、拓展應用1.真空絕熱容器中的保溫設計。2.太空艙內(nèi)的溫度控制技術。3.太陽能利用中的熱輻射原理。五、教室小結通過本節(jié)課的進修，我們了解了熱在真空中的傳遞原理，精通了相關觀點和公式。在以后的進修和生活中，我們可以運用所學知識解決相關問題，提高對熱傳遞的理解和精通。六、作業(yè)1.計算一個必定溫度為2500K的物體，其表面積為3m^2，其輻射率為0.8時的單位時間內(nèi)單位面積的輻射熱通量。2.沉思：在真空中，熱傳遞主要通過哪種方式進行？為什么？期