„Logica naturii este cel mai accesibil logica copiilor.“
KD Ushinsky
În secolul nostru, secolul informatizarea continuă, a devenit din ce în ce mai greu pentru a menține interesul elevilor la „bătrânica“ de fizica. Tot mai mult, puteți auzi de la elevi cu privire la lipsa de înțelegere a teoriilor fizice cu privire la dificultățile pe care le experiență în rezolvarea problemelor. În scopul de a ridica prestigiul și pentru a sublinia relevanța subiectului, eu sunt în clasele lor în studiul și aplicarea fenomenelor fizice, teorii și legi, folosiți materialul asociat cu structura corpului uman și a proceselor care au loc în ea. Folosind această abordare conduce elevii de la formulări abstracte ale teoriilor fizice, legi, ceva concret, aproape. Având în vedere persoana ca un obiect al cunoașterii fizice, elevii au format o imagine holistică a lumii. Fizică pentru cei mai mulți studenți devin tangibile și, prin urmare, interesante și relevante.
Iată câteva exemple.
El a sugerat mai întâi că printre funcțiile vitale ale plantelor și lumina solară trebuie să fie o relație cantitativă, și anume, El a aplicat ideea legii de conservare a energiei în procesul de fotosinteză.
Conturarea legea de conservare și de transformare a energiei, am folosi un tabel care prezintă exemple de conversie a unei forme de energie în alta, care are loc în corpul uman.
Organele de gust si miros
Prin studierea acestui tabel, elevii vin la concluzia că organismul uman, ca orice organism viu, există un sistem termodinamic deschis, departe de echilibru.
Studenții sunt încurajați să facă calcule de transformări energetice în organismele vii și pentru a determina efficacies anumitor procese biologice.
De exemplu, știm că lucrarea poate fi realizată sau datorită schimbărilor în energia internă a sistemului, sau din cauza sistemului de comunicare o anumită cantitate de căldură. Într-un sistem viu, indiferent dacă acesta este întregul corp sau de organe individuale (de exemplu, musculare), lucrarea nu poate fi realizată din cauza afluxului de căldură din exterior, adică organism viu nu poate funcționa ca un motor termic. Folosind calcule sugerează că elevii aceasta.
Este cunoscut faptul că randamentul motorului termic = T1 - T2 / T1. unde T1 și T2 -, respectiv, și temperatura sursei de căldură din frigider într-o scală de temperatură absolută.
Încercarea de a determina temperatura mușchiului (T1), ceea ce sugerează că aceasta funcționează ca o mașină termică la o temperatură de 25 ° cu o eficiență de 30%.
Substituind T2 formula temperatură mai rece = 298K și eficiență presupunând = 1/3, obținem T1 - T2 / T1 = 1/3, unde T1 = 447K sau 174 ° C.
Astfel, învățatul ajuns la concluzia că, în cazul în care mușchiul funcționează ca un motor termic, ar fi încălzit în aceste condiții, la o temperatură de 174 ° C, ceea ce este nerealist.
Din aceste calcule elevii ajuns la concluzia că activitatea in vivo se face prin modificarea energiei interne a sistemului.
Înainte de a studia apare întrebarea: „Este prima lege a termodinamicii în biologie este doar?“
Răspunsul la această întrebare este experiența Lavoisier și Laplace petrecut în 1780. Oamenii de știință cobai a fost plasat în calorimetrului și cantitatea măsurată de căldură și dioxid de carbon de porc izolat. După aceea, cantitatea de căldură determinată prin arderea directă a alimentelor crude. In ambele cazuri, au fost obținute valori similare. rezultate mai exacte sunt obținute atunci când măsurarea cantității de căldură de dioxid de carbon, azot și uree, izolat uman. Pe baza acestor date a fost calculat echilibrul metabolismului de proteine, grăsimi și carbohidrați. Și aici coincidențele au fost destul de exacte.
Rezultatele studiilor de Lavoisier și Laplace au fost crearea unei întregi știință numită calorimetrie.
Calorimetria - știința care determină echivalentul energetic al unui produs alimentar. Baza pentru crearea acestei științe a fost legea de conservare a energiei.
De exemplu, linguri 3chaynye de zahăr, care conține 55,9 kcal. De unde provine această energie?
Pondering această întrebare, elevii nu pot ajuta, dar cred despre fotosinteza, care au învățat în clasa de biologie. După ce plantele in timpul fotosintezei, în acest caz, trestie de zahăr, absorb energia solară și sintetizate din molecule simple, molecule mari, bogate în energie, de exemplu, energia solară este transferată la moleculele plantei din care se produce zahăr. Cand moleculele de zahar ingerate sunt oxidate, eliberarea energiei.
Elevii au ajuns la concluzia că o persoană folosește energia soarelui și toată energia alimentelor - aceasta este o energie economisită de lumină, care poate fi calculată.
Studenții sunt invitați să verifice acest lucru prin rezolvarea următoarelor sarcini:
Problema №1 în 400g de fulgi de porumb dulce conține 3 lingurițe de zahăr, care atunci când este ars emit 55,9 kcal de căldură. Cât de mult apa poate fi încălzită la 22 ° C până la 99 ° C în timpul arderii unei asemenea cantități de zahăr?
Problemă pentru diabetici Băuturi nr.2 nu conțin zahăr. Intr-o astfel de sticlă băutură conține un total de 6 kcal. Cât de mult apa poate fi încălzită la 22 ° C până la 99 ° C, astfel încât cantitatea de căldură?
Problema №3 Să presupunem că într-o zi fierbinte ai baut 6 pahare din fiecare 250 g de apă cu gheață, a cărei temperatură este de 0 ° C Dacă temperatura corpului este de 37 ° C, cât de mult de căldură vor fi cheltuite pentru încălzirea apei bei la această temperatură?
№4 inghetata preforme conține la sarcină 514 kcal înghețată reală și ciocolată 125 kcal. Folosind o diagramă de calorii pentru a răspunde la următoarele întrebări, știind că 1 kg de tesut adipos depozitat în corpul uman conține 10 000 kcal:
- Care este cantitatea de energie corpul tau va primi, daca mananci inghetata?
- În ceea ce privește, în acest caz, se va ajunge la titlu?
- Ce trebuie să faci pentru a scăpa de această greutate?
În studiul fenomenelor electrice în liceu, am fost mai elaborat pe conductivitatea electrică a secțiunilor de țesut individuale și zone ale corpului uman.
De exemplu, conductivitatea electrică a secțiunilor individuale sau zone ale țesutului a corpului situată între electrozii, suprapusă pe suprafața corpului, depinde în principal de rezistența stratului de piele și țesutul adipos subcutanat. După trecerea prin acest strat, split-urile curente și trece printr-un țesut mai adânc situată de-a lungul căilor de minimă rezistență. Aceste căi se află de-a lungul sânge și limfatice, membranele trunchiurilor nervoase, etc. calea de curent într-un organism viu poate fi foarte complex.
Am amintesc elevilor că un element structural major al țesutului corpului uman este o celulă. Strat adiacent unui strat exterior protoplasme celula are o conductivitate electrică scăzută, iar restul fluidelor protoplasmei celulare de spălare și țesuturi este mare conductivitate suficientă. Astfel de sisteme sunt similare cu condensatori. La trecerea prin țesuturile electrice fenomene de polarizare actuale apar, de exemplu, există o acumulare de sarcini (ioni). Acest lucru conferă proprietăți capacitive ale țesuturilor. Astfel, circuitul echivalent este alcătuit dintr-o rezistență țesut corp și un condensator conectat în serie (de exemplu, la stratul de piele și subcutanat) sau în paralel (pentru țesuturile profunde).
Curentul electric care trece prin corpul uman, enervant și excită țesut organism viu. Gradul de schimbările care au loc depinde de intensitatea curentului și frecvența:
- curent de 1 mA este considerat a fi sigur pentru uz uman;
- curent de 3 mA la o frecvență de 50 Hz produce o ușoară furnicături în degete, ating la conductorul;
- curent de 3-8 mA provoacă o senzație iritant în întreaga mână;
- curent de 8-10 mA duce la contracții involuntare ale mușchilor mâinii și antebrațului;
- curent de 13 mA este curentul maxim la care o persoană poate să se desprindă de contactul cu electrozii. Acest curent este chemat să dea drumul;
- 15 mA câștiguri astfel încât puterea de decompresie mână devine imposibilă. Acest curent se numește neotpuskayuschego;
- Un curent de 0,1-0,2 duce la reducerea nediferențiată a mușchiului inimii, ceea ce duce la moartea unei persoane;
- 12, tensiune în condiții de siguranță într-o cameră umedă;
- 36, tensiunea sigură într-o cameră uscată.
In special se concentreaza pe studierea condițiilor care slăbesc capacitatea de izolare a pielii (mâini umede, răni, o suprafață mare de contact), poate fi letală tensiune 100-120 V sau mai puțin.
Știind că organismul uman este un anumit sistem electric, pentru care legile în vigoare de energie electrică, elevii sunt invitați să rezolve problema.
Sarcina №1. Se calculează impedanța membrului uman complet alternativ de rețea urbană actuală, în cazul în care are rezistența activă de 1000 ohmi și capacitate 0,001mkF.
Sarcina №2. Găsiți puterea și puterea curentului electric, care va trece prin corpul uman atunci când atinge mâinile de cabluri de rețea sub tensiune de 220V.
Sarcina №3. De ce atunci când activitatea electrică produsă în condiții de stres, este necesar să aibă pantofi cu talpa de cauciuc și mănuși de cauciuc?
Sarcina №4. Ce emblema „craniu și oase“ pe bolta transformatorului și stâlpi de linii de înaltă tensiune?