Конспект уроку з теми: Пароутворення і конденсація. Насичена і ненасичена пара.

Про матеріал

Дану розробку уроку доцільно використовувати при вивченні фізики в закладах професійно-технічної освіти для спеціальності "Кухар. Офіціант"

Перегляд файлу

Тема: Пароутворення і конденсація. Насичена і ненасичена пара.

Мета:

освітня: розглянути процеси пароутворення і конденсації; розкрити поняття насиченої і ненасиченої пари та показати їх практичне застосування.

розвиваюча: розвивати вміння систематизувати, встановлювати зв’язки нового з раніше вивченим; аналізувати навчальний матеріал, стисло та правильно висловлювати свої міркування та обгрунтовувати їхню правильність; формувати вміння самостійно працювати з коментуванням своїх дій; сприяти розвитку спостережливості, уваги, пам’яті, уяви, мислення.

виховна: виховувати почуття гордості за досягнення вчених-фізиків; формувати такі якості особистості, як відповідальність, організованість, дисциплінованість, обов’язок, порядність, правдивість, почуття колективізму.

Тип уроку: урок засвоєння нових знань.

Матеріально-технічне забезпечення уроку:

колба, спиртівка, штатив лабораторний, шприци медичні (без голок), мультимедійна дошка, мультимедійний проектор, картки до блок-схеми, картки із запитаннями.

Хід уроку

І. Організаційна частина

Доброго дня. Одного разу викладач фізики Прістонського університету, Ерік Роджерс, сказав: «Фізика – це наука розуміти природу». На сьогоднішньому уроці ми ще раз переконаємося в істинності цих слів. Ми поглянемо на звичайні речі та явища, які зустрічаються нам повсякдень, поглядом науки, що зоветься – фізика.

ІІ. Актуалізація опорних знань учнів

Перед тим як почати вивчення нового матеріалу, спробуємо пояснити з точки зору МКТ властивості різних агрегатних станів

$C:\Users\111\Desktop\1f4038403e343e373d30324142323e 5 1a3e404835323d4e3a-21.png$ Твердий Рідкий Газоподібний

Е_п>> Е_к Е_п= Е_кЕ_п << Е_к

ІІІ. Повідомлення теми уроку

Слайд 2 демонструє нам види перетвореннь з одного агрегатного стану в інший. Ми сьогодні розглянемо ось цю частину схеми. Тож запишіть у зошити тему уроку.

IV. Мотивація навчальної діяльності

У природі, техніці і побуті ми часто спостерігаємо перетворення рідких і твердих речовин в гази і навпаки.

Запитання до групи:

1. Наведіть приклади де в природі, побуті, техніці спостерігається перетворення рідин в гази та газів у рідини.

2. Наскільки ж важливим є вивчення цих явищ? Давайте спробуємо дати відповідь на кілька, на перший погляд, простих запитань:

– Чому стає прохолодно, коли ми виходимо з води в спеку?

– Чому білизна висихає і в морозну погоду?

Чому в гірській частині України вівчарі, зазвичай, м'ясо не варять, а смажать?
Чому чайник стукає кришкою?
Чому «плачуть» вікна?

IV. Засвоєння нових знань, умінь та навичок

1. Пароутворення і конденсація. Випаровування.

Пароутворення – це процес переходу рідини з рідкого стану в газоподібний.

Пароутворення поділяють на випаровування і кипіння.

Випаровування – це пароутворення з вільної поверхні рідини. Випаровування відбувається за будь-якої температури.

$C:\Users\111\Desktop\image610.jpg$ Пояснимо явище випаровування з точки зору МКТ. (Молекули поверхневого шару рідини зазнають меншого притягання з боку сусідніх молекул, ніж молекули нижніх шарів, бо над рідиною є газ, молекули якого взаємодіють із молекулами рідини значно слабше. Тому молекули поверхневого шару рідини з достатньою кінетичною енергією можуть долати притягання сусідніх молекул рідини і покидати її, тобто переходити у пару. Під час випаровування рідина охолоджується внаслідок того, що її покидають молекули з найбільшою кінетичною енергією).

При випаровуванні температура тіла зменшується. Ось ми й відповіли на перше запитання: вода з поверхні тіла випаровується і зменшує температуру.

Від яких факторів залежить процес випаровування? Цим питанням займалася група дослідників.

Дослідник 1. Завдання: дослідити швидкість випаровування води у посудині, що розміщена в теплому місці та в посудині, що розміщена в прохолодному місці.

Висновок: швидкість випаровування залежить від температури рідини. Через те що деяка кількість молекул, які рухаються швидко, є в рідині при всіх температурах, випаровування відбувається при будь-якій температурі. Це підтверджують спостереження. Наприклад, калюжі випаровуються і влітку в спеку, і восени, коли вже холодно. Але влітку вони висихають швидше. Це пояснюється тим, що чим вища температура рідини, тим більша кількість молекул, які швидко рухаються й можуть подолати сили притягання навколишніх молекул і вилетіти з поверхні рідини.Тому рідина випаровується тим швидше, чим вища її температура.

Дослідник 2. Завдання: дослідити випаровування в закритій та відкритій посудині за однакових зовнішніх умов.

Висновок: швидкість випаровування залежить від вологості повітря, яке знаходиться над рідиною.

Дослідник 3. Завдання: дослідити швидкість випаровування краплини води та спирту.

Висновок: швидкість випаровування залежить від роду рідини. Швидше випаровується та рідина, молекули якої притягаються одна до одної з меншою силою. Адже в цьому разі перемогти притягання і вилетіти з рідини може більша кількість молекул.

Дослідник 4. Завдання: дослідити швидкість випаровування звичайної краплини води та розтертої по поверхні.

Висновок: швидкість випаровування рідини залежить від площі її поверхні. Це пояснюється тим, що рідина випаровується з поверхні і чим більша площа поверхні рідини, тим більше молекул одночасно вилітає з неї в повітря.

Дослідник 5. Завдання: дослідити швидкість випаровування краплини води за нормальних умов та з підвищенням руху конвекційних потоків.

Висновок: швидкість випаровування залежить від потоків повітря. У відкритій посудині кількість рідини внаслідок випаровування поступово зменшується, бо більшість молекул пари розсіюється в повітрі, не повертаючись у рідину. Тільки невелика частина їх повертається назад у рідину, сповільнюючи цим випаровування. Тому під час вітру, який відносить молекули пари, рідина випаровується швидше.

Після цих дослідів доходимо висновку, що швидкість випаровування залежить:

а) від температури рідини;

б) вологості повітря, яке знаходиться над рідиною;

в) від роду рідини;

г) від величини вільної поверхні рідини;

д) від швидкості видалення парів з поверхні рідини.

Спостереження й досліди показують, що випаровуються й тверді тіла. Випаровується, наприклад, нафталін, тому ми відчуваємо його запах. Випаровується лід, тому білизна висихає й на морозі. Цей процес називають сублімацією. Ось ми й відповіли на друге запитання.

Процес сублімації використовують і в харчовій промисловості, про що вам, майбутнім кухарям, потрібно знати. Дослідженням даного питання займалися…

Доповідь: Сублімація також використовується в харчовій промисловості: так, наприклад, сублімовану каву отримують із замороженого кавового екстракту через зневоднення вакуумом. Таким же способом виготовляють їжу для космонавтів.

Продукти, висушені методом сублімації, зберігають вітаміни, поживні і смакові якості, колір, запах і первісний обсяг завдяки швидкості сушіння і відсутності окисних процесів. Засвоюваність зневоджених методом сублімації продуктів рівноцінна засвоюваності свіжих.

Велика перевага продуктів сублімаційного сушіння — швидке і повне відновлення їх у киплячій і навіть у холодній воді.

2. Кипіння. Залежність температури кипіння від тиску.

Кипіння - це пароутворення з усього об'єму рідини, яке відбувається за певної для даної рідини температури .

З'ясуємо, від чого залежить температура кипіння.

Якщо атмосферний тиск не міняється, то незалежно від способу й швидкості нагрівання кожна рідина завжди кипить при строго визначеній температурі. Отже, температура кипіння - одна з характеристик речовини.

Тому, наприклад, під час готування їжі на печі потрібно зменшувати вогонь після того, як вода закипить. Це зекономить паливо, а температура води залишається постійно однаковою протягом усього часу кипіння.

Температуру, при якій рідина кипить, називають температурою кипіння.

Більше інформації про температуру кипіння різних речовин ви можете прочитати на моєму сайті в рубриці «Цікава фізика» ( стаття «Цікаві факти про кипіння»)

Кожна речовина має свою температуру кипіння. Деякі речовини, які у звичайних умовах є газами, при достатньому охолодженні перетворюються на рідину, що кипить при дуже низькій температурі. Найнижча температура кипіння у рідкого гелію (-269^оС). Речовини, які у звичайних умовах перебувають у твердому стані, перетворюються при плавленні на рідину, що кипить при дуже високій температурі. Найвища температура кипіння у ренію — 6173 ^оС та вольфраму 5 913 ^оС

На замітку кухареві!

Температура кипіння олії:

Рафінована соняшникова – 232^оС
Рафінована кукурудзяна – 232^оС
Рафінована оливкова – 242^оС
Рафінована соєва – 257^оС
Кокосова – 160^оС
Рисова – 255^оС

А як залежить температура кипіння від зовнішнього тиску? Над цим працював наш наступний дослідник.

Дослідник 6. Я досліджувала процес приготування їжі у скороварці.

Скороварка — каструля з особливою кришкою, що герметично закривається, завдяки якій пара виходить назовні тільки через клапан, що підтримує підвищені тиск і температуру всередині скороварки. Внаслідок цього швидкість приготування їжі багаторазово збільшується. Обід, де кришка притискається до каструлі, зазвичай окантований термостійкою гумою, задля герметичності. Сама кришка притискається до каструлі пружинною планкою, яка замикається замком. Для безпеки скороварка забезпечується аварійним клапаном.

Прототипом каструлі-скороварки вважається пристрій, розроблений французьким фармацевтом і фізиком Дені Папеном в 1679 році.

У каструлях-скороварках їжу варять під тиском. Температура кипіння води при цьому досягає 120 °С. Процес варіння їжі у воді з такою температурою відбувається значно швидше, ніж у звичайному окропі. Оскільки наша майбутня професія «Кухар», то важливо знати, що в скороварці їжа не окислюється на повітрі під впливом тепла і зберігається яскравий колір приготованих овочів.

Висновок: зовнішній тиск перешкоджає росту бульбашок пари всередині рідини, тому при підвищеному тиску рідина кипить при більш високій температурі, а при зменшенні цього тиску температура кипіння знижується. Справа в тому, що бульбашки починають рости тільки тоді, коли тиск усередині бульбашки стає не набагато більшим за зовнішній тиск. Тобто що більший зовнішній тиск, то при більш високій температурі кипить рідина.

Отже, температура кипіння залежить від зовнішнього тиску над рідиною. У разі підвищення тиску температура кипіння збільшується, у разі зменшення – зменшується.

Ось чому у високогірних місцевостях, наприклад на висоті 5-6 км (вершина Ельбруса), атмосферний тиск дорівнює приблизно 4,7 Па, тобто становить половину нормального атмосферного тиску. Вода кипить там при температурі 72 °С. Зварити м'ясо в цих умовах неможливо. Ось ми й відповіли на п'яте запитання.(висота Говерли 2061 м)

Зменшуючи тиск, наприклад відкачуючи повітря з-під дзвона повітряного насоса, можна «змусити» воду закипіти навіть при кімнатній температурі. А оскільки внаслідок інтенсивного паротворення вода охолоджується, вона, продовжуючи кипіти, може навіть почати замерзати.

Робота у парах. Проведення досліду з шприцом.

3. Насичена і ненасичена пара. Точка роси.

Якщо число молекул, що вилітають з рідини під час випаровування, перевищує число молекул, що повертаються, то така пара називається ненасиченою.

Насиченою називається пара, яка перебуває в стані динамічної рівноваги зі своєю рідиною.

Змінити тиск насиченої пари можна, змінивши її температуру. Під час нагрівання збільшується кінетична енергія молекул пари, підсилюються удари об стінки посудини, що призводить до збільшення тиску. Ось ми й відповіли на третє запитання.

Відповідно, нагріваючись, насичена пара стає ненасиченою, і, навпаки, охолоджуючись, ненасичена пара стає насиченою.

…Чомусь вікно туманним стало, Не видно зимньої краси… Температура скла упала і стала точкою роси. (В. Дворецька - викладач фізики у Київському коледжі комп’ютерних технологій та економіки Національного авіаційного університету, заслужений учитель України, відома поетеса, автор 23 поетичних збірок і текстів багатьох популярних пісень)

Температура, за якої ненасичена водяна пара стає насиченою, називається точкою роси. При подальшому зниженні температури повітря, надлишок водяної пари зверх насиченої, перетворюється у рідкий стан.

А тепер відгадайте, будь-ласка, загадки:

Горя не знає, а гірко плаче. ( Хмара)

Ішла пані у ночі, погубила ключі.
Місяць бачив – не сказав.
Сонце встало, позбирало. ( Роса)

Фізичний процес, який пояснює дані природні явища називається конденсацією.

Конденсація – перетворення водяної пари у рідкий стан.

Ось ми й відповіли на п'яте запитання.

Розглянуті процеси пояснюють нам фізичний зміст кругообігу води в природі. Про нього ми підготували вірш.

Вода свою путь бере зі струмка,

Струмки на шляху збирає ріка.

Ріка повноводно тече на просторі,

Аж поки вона не вливається в море.

Моря поповняють запас океану,

Над ним виникають клуби туману.

Здіймаються вгору — їх вже не дістати,

Бо хмарками в небі судилося стати.

Хмарки ж кучеряві, пропливши над нами,

Дощем проливаються, сиплють снігами.

Вода ж навесні у струмках заговорить,

І ті потечуть до річкових просторів

V. Закріплення знань, умінь та навичок.

Розв’язування задач (усно).

Чому за однакових умов газований напій завжди прохолодніший?
У киплячу воду можна спокійно влити олію, але якщо в киплячу олію крапати воду, то вона розбризкується. Чому?
Чому покриваються росою фрукти, які вийняті з холодильника?
Лікарі-стоматологи для дослідження зубів користуються спеціальним дзеркальцем, яке перед використанням попередньо нагрівають до температури 37ºС. Навіщо?
Чому вода у відкритій посудині завжди має температуру, трохи нижчу, ніж температура навколишнього повітря?
В одну склянку налили ефір за температури 20ºС, а в другу – воду за такої самої температури. У посудину занурили термометри. Який із них через деякий час показуватиме нижчу температуру? (ефір – хімічна летка сполука, з характерним запахом)
Яке значення для організму людини має виділення поту?
Чому випрана білизна висихає за вітряної погоди швидше?
Чому у людині в окулярах, яка увійшла в тепле приміщення з морозу, запотівають скельця?
Як у лазні за зовнішнім виглядом відрізнити труби з гарячою і холодною водою?

VІ. Рефлексія.

А ось і чайник закипів. Зараз питимемо чай. Але обережно. Він гарячий.

Ксенія: Щоб не обпектись, я трохи зачекаю. (Спосіб Ксенії пов’язаний з тим, що відбувається втрата енергії як через стінки склянки так і при випаровуванні води з поверхні чаю).

Іра: А я наллю гарячий чай в блюдце.( А при наливанні чаю в блюдце збільшується площа випаровування, а слід і кількість молекул які виносять енергію з поверхні чаю. Більш холодна вода опускається на дно, а її місце займає гаряча вода.)

Даша: А я подую на нього. (Під час випаровування над рідиною утворюється хмарка пари, яка перешкоджає подальшому випаровуванню і процес уповільнюється. Якщо подути на чай, то ця хмара розсіюється і випаровування протікає швидше.)

Леся: А я переллю чай в іншу склянку.

Вчитель: тепер я бачу, що наш урок з вами пройшов не марно. Учіть фізику, цікавтесь природою, умійте пояснити її явища. . Ми розглянули тільки невелике коло питань пов’язаних з склянкою чаю. А скільки цікавих явищ щодня супроводжує нас. А зараз пропоную випити по склянці чаю.

VІІ. Домашнє завдання.

(1)§ 23, пункт 2, ст. 225 завдання № 11, 12. Додаткове завдання: ст. 225 завдання № 18, скласти есе на тему «Пароутворення в кулінарії»

docx

Завантажити

Зберегти на потім

Додав(-ла)