§ 44. Как мы обмениваемся энергией

Естествознание, 6 класс. Учебник: Верховцева Л. А. и др. (Алматыкітап баспасы, 2023). Раздел 5: Энергия и движение. Страницы 72–77.

Чему научишься

• Находить в любом процессе источник энергии (кто отдаёт) и приёмник (кто получает).
• Отличать процессы, при которых тело получает энергию, от тех, где оно её отдаёт.
• Объяснять нагревание, охлаждение, плавление, отвердевание, испарение и конденсацию через обмен энергией.
• Ставить простые опыты с термометром и объяснять результат.

Разминка

• Что такое источник энергии? Тело или устройство, которое отдаёт энергию другим: Солнце, костёр, батарея отопления, плита, аккумулятор.
• Какие источники энергии ты знаешь? Солнце, ветер, текущая вода, топливо (уголь, газ, дрова), пища, электрическая батарейка.
• Если энергию кто-то отдаёт, что должно быть ещё? Тот, кто её примет: приёмник энергии. Энергия не пропадает «в никуда».
• В каких трёх состояниях бывает вода? Твёрдом (лёд), жидком (вода) и газообразном (пар).

Разбираемся

Кто отдаёт, кто получает

Положи ладонь на тёплую батарею. Батарея отдаёт энергию, рука её получает и нагревается. Батарея здесь — источник, рука — приёмник. В каждом процессе обмена энергией есть оба участника.

Как узнать, что энергия перешла? По температуре. Тот, кто отдал, остывает. Тот, кто получил, нагревается.

📌 При передаче тепла меняется энергия тел: одно тело её теряет, другое получает.

На рисунке в параграфе три фотографии. Лист с каплями воды: днём Солнце греет капли, и они испаряются. Горящая свеча: пламя греет воздух и плавит воск. Утюг с паром: горячая подошва нагревает воду внутри, вода превращается в пар, а пар греет ткань.

Нагревание и охлаждение

Нагревание — тело получает энергию. Охлаждение — тело отдаёт энергию. Чайник на плите получает энергию от огня и нагревается. Горячий чай на столе отдаёт энергию воздуху и остывает.

💡 Разные вещества нагреваются и остывают по-разному. Металлическая ложка в горячем чае через несколько секунд сама становится горячей. А деревянная ложка остаётся едва тёплой.

Плавление и отвердевание

Плавление — переход из твёрдого состояния в жидкое. Чтобы лёд растаял, он должен получить энергию. Отвердевание — переход из жидкого состояния в твёрдое. При этом вещество отдаёт энергию.

🌟 Садоводы знают хитрость. Перед весенним заморозком они поливают сады водой. Вода замерзает, отдаёт энергию и чуть-чуть греет цветки яблонь. Так урожай можно спасти от лёгкого мороза.

Испарение и конденсация

Испарение — жидкость превращается в пар. Для этого ей нужна энергия. Пар уносит её с собой, и оставшаяся жидкость остывает. Поэтому после купания на ветру так зябко: вода испаряется с кожи и забирает её тепло.

Конденсация — обратный процесс: пар превращается в капли жидкости и отдаёт энергию окружающим телам. Так появляется роса на траве и капли на холодном стекле.

📕 В учебнике написано, что при испарении «окружающие тела получают энергию». На самом деле наоборот: испаряющаяся жидкость забирает энергию у окружающих тел и остывает.

⚠️ Частая ошибка. «При испарении выделяется тепло». Нет! Испарение охлаждает: вспомни, как холодит мокрая кожа. Тепло выделяется при обратном процессе — конденсации.

Два круга превращений

Все шесть процессов можно сложить в простую схему. Вверх по лестнице «лёд → вода → пар» вещество идёт, только получая энергию. Вниз «пар → вода → лёд» — только отдавая её.

👨‍👩‍👧 Родителю. Спросите ребёнка: «Почему на кухне запотевает окно, когда варится суп?» Хороший ответ: пар от кастрюли попадает на холодное стекло, отдаёт ему энергию и превращается в капли.

Проверь, как понял

Проверь себя

• Что такое нагревание? Процесс, при котором тело получает энергию и его температура растёт.
• Что такое охлаждение? Процесс, при котором тело отдаёт энергию и остывает.
• Чем плавление отличается от отвердевания? Плавление: твёрдое → жидкое, с получением энергии. Отвердевание: жидкое → твёрдое, с отдачей энергии.
• Чем испарение отличается от конденсации? Испарение: жидкость → пар, жидкость остывает. Конденсация: пар → жидкость, энергия отдаётся окружающим телам.

Решаем упражнения

№ 1

Посмотри на три фотографии: лист с каплями воды, горящая свеча, утюг с паром. Что в каждом случае источник энергии, а что приёмник?

Как думать. Источник — то, что горячее и отдаёт тепло. Приёмник — то, что от него нагревается или меняет состояние.

Решение.

Ответ: источники — Солнце, пламя, подошва утюга; приёмники — капли воды, воздух и воск, вода и ткань.

№ 2

Что происходит с источником энергии? Какие изменения видны у тела, которое энергию получает?

Пример ответа.

• Источник отдаёт энергию: остывает или тратит запас (свеча сгорает и становится короче).
• Приёмник нагревается, его температура растёт.
• Приёмник может поменять состояние: воск плавится, вода превращается в пар, капли испаряются.

Ответ: источник теряет энергию, а приёмник нагревается или переходит в другое состояние.

№ 3

Опыт 1: опусти стеклянную палочку и металлическую ложку сначала в горячую воду, потом в холодную на 5–10 секунд. Что быстрее нагревается и остывает? Заполни таблицу и приведи примеры из жизни.

🧪 Опыт. Нужно: стакан горячей воды, стакан холодной воды, стеклянная палочка, металлическая ложка, салфетка.

⚠️ Горячую воду наливает взрослый. Не используй кипяток: хватит воды из-под горячего крана или чуть остывшего чайника.

Как думать. Металл хорошо проводит тепло: энергия быстро проходит сквозь него. Стекло проводит тепло гораздо хуже.

Решение.

Примеры из жизни:

• Кастрюли и сковородки делают из металла, чтобы еда быстро прогревалась.
• Ручки у кастрюль делают из пластмассы или дерева, чтобы не обжечься.
• Батареи отопления металлические: быстро отдают тепло комнате.
• Кружку для горячего чая лучше брать керамическую, а не железную.

Ответ: металл быстрее и получает, и отдаёт энергию, чем стекло.

👨‍👩‍👧 Дома с родителем. Повторите опыт с металлической и деревянной ложками в кружке тёплой воды. Это безопасно и результат заметен сразу.

№ 4

Опыт 2: измерь температуру тёплой воды, опусти в неё кусочек льда, а когда лёд начнёт уменьшаться, вынь его и снова измерь. Что стало с температурой воды? Приведи примеры плавления и отвердевания из жизни.

🧪 Опыт. Нужно: стакан тёплой воды, термометр, ложка, кусочек льда, салфетка.

Как думать. Чтобы растаять, лёд должен получить энергию. Где он её возьмёт? У тёплой воды вокруг.

Решение.

1. Сначала узнай цену деления термометра: раздели разницу соседних подписанных чисел на число делений между ними. Единица — градус Цельсия (°C).
2. Подожди 3–4 минуты в воде и запиши температуру. Например, 30 °C.
3. Опусти лёд, подожди, пока он заметно уменьшится, вынь его ложкой.
4. Снова запиши температуру. Например, 26 °C.

Примеры из жизни: лёд в стакане сока охлаждает напиток; мороженое тает в руке и холодит ладонь; зимой вода в луже замерзает; горячий воск свечи застывает на подсвечнике.

Ответ: температура воды понизилась: вода отдала энергию льду, и лёд таял, получая её.

№ 5

Где на планете постоянно идут и испарение, и конденсация? Назови этот всемирный процесс.

Решение. Вода испаряется с морей, рек и листьев. Высоко в воздухе пар остывает и конденсируется в капли облаков. Капли выпадают дождём и снова стекают в моря.

Ответ: круговорот воды в природе.

№ 6

Опыт 3: обмотай шарик термометра ватой, запиши температуру, смочи вату быстро испаряющейся жидкостью и подуй. Что покажет термометр? Капни жидкость на руку — что чувствуешь?

🧪 Опыт. Нужно: термометр, вата или кусочек ткани, быстро испаряющаяся жидкость (одеколон или тёплая вода).

⚠️ Одеколон легко загорается: рядом не должно быть огня. Не подноси его к лицу и глазам. Опыт проводят только при взрослых.

👨‍👩‍👧 Дома с родителем. Самый безопасный вариант — тёплая вода и обычный уличный термометр. Подуйте на мокрую вату феном в режиме «холодный воздух» и смотрите, как опускается столбик.

Решение. Температура под мокрой ватой снижается, а при обдувании падает ещё быстрее. Капля на коже холодит. Причина одна: жидкость, превращаясь в пар, уносит энергию.

Ответ: термометр показывает понижение температуры; на руке чувствуется холод — испарение охлаждает.

№ 7

Заполни таблицу: какой процесс обмена энергией идёт в каждом случае? Сохнет бельё на верёвке; ложка в горячем супе; роса на траве утром; иней на деревьях осенью; высыхает клей на бумаге.

Как думать. Найди, что во что превращается и кто получает энергию.

Решение.

Ответ: испарение; нагревание; конденсация; превращение пара в лёд с отдачей энергии; испарение.

№ 8

Прочитай два литературных отрывка. Какой процесс в них описан и где ошибка? 1) Капля текла по стеклу, замёрзла, «и в мире поубавилось тепла». 2) Вечером у реки похолодало, ребята искупались, им «сразу стало теплее», и они уснули.

Как думать. Вспомни, при каком процессе тело отдаёт энергию, а при каком — забирает.

Решение.

1. Описано отвердевание: капля превратилась в лёд. При отвердевании вода отдаёт энергию окружающим телам. Значит, тепла в мире стало чуть больше, а не меньше.
2. Описано испарение воды с мокрой кожи. Испарение забирает энергию у тела. Выйдя из воды прохладным вечером, ребята должны были замёрзнуть, а не согреться.

Ответ: 1) отвердевание — тепло выделяется, а не убавляется; 2) испарение — оно охлаждает, ребятам стало бы холоднее.

🌟 Именно поэтому после реки нужно сразу вытереться полотенцем: меньше воды останется на коже — меньше тепла она унесёт.

№ 9

(задание без номера в учебнике: «Проведи микроисследование» дома) Нагрей воду в чайнике или кастрюле, подставь крышку на пути пара. Какие процессы видишь, кто получает и кто отдаёт энергию? Сфотографируй дома три процесса передачи энергии и объясни, где источник, а где приёмник.

⚠️ Только вместе со взрослым! Пар обжигает сильнее кипятка. Держи крышку за ручку, сбоку от струи пара.

Как думать. Проследи путь энергии: плита → вода → пар → крышка.

Пример ответа.

• Плита отдаёт энергию, вода нагревается.
• Горячая вода испаряется: получает энергию и превращается в пар.
• Пар попадает на холодную крышку, конденсируется в капли и отдаёт ей энергию. Крышка нагревается.
• Три фото для дома: 1) чайник на плите (источник — плита, приёмник — вода); 2) батарея и рука (источник — батарея, приёмник — рука); 3) лёд в стакане сока (источник — сок, приёмник — лёд).

Ответ: нагревание, испарение, конденсация; энергию отдают плита и пар, получают вода и крышка.

№ 10

(задание без номера в учебнике: самооценка «А напоследок я скажу») Оправдались ли ожидания от урока и кому за это спасибо? Что не получилось и почему? Что повторить дома? Выбери фразу для соседа по парте.

Как думать. Правильного ответа нет — пиши честно о себе.

Пример ответа.

• Ожидания оправдались: понял, почему испарение охлаждает. Спасибо соседу, который держал термометр.
• Не сразу получилось с ценой деления термометра.
• Дома повторю, какие процессы идут с получением энергии, а какие — с отдачей.
• Фраза соседу: «Я доволен твоей работой на уроке».

Ответ: у каждого свой.

Шпаргалка

• В каждом обмене энергией есть источник и приёмник.
• Получает энергию: нагревание, плавление, испарение.
• Отдаёт энергию: охлаждение, отвердевание, конденсация.
• Металлы быстро нагреваются и остывают, стекло и дерево — медленно.
• Испарение охлаждает — поэтому мокрому холодно на ветру.

Мини-тест