Урок на тему: " Кипіння"

Тема: Кипіння

Мета уроку:
cформувати в учнів поняття кипіння як другого способу паротворення;
виявити основні особливості кипіння;дослідити особливості кипіння у різних рідин та залежність температури кипіння від атмосферного тиску;
виховувати добросовісне відношення до навчання, підсилити інтерес до предмету, розширити кругозір учнів;
навчити бачити навколо фізичні явища і уміти їх правильно пояснювати; розвивати здатність швидко сприймати інформацію і виконувати необхідні завдання;  розвивати логічне мислення і увагу, уміння аналізувати, зіставляти отримані результати, робити відповідні висновки.

Обладнання: пальник, колба з водою, термометр для вимірювання температури рідини, штатив, пробка для колби з отвором, насос, скляний ковпак з підставкою для демонстрації зниженого тиску.

Тип уроку: вивчення нового матеріалу.

Хід уроку

I. Організаційний момент.
Ціль нашого уроку - Вивчити поняття кипіння, як паротворення та дослідити основні особливості кипіння.

II. Бліц-опитування пройденого матеріалу
Підготуйтеся до усного опитування:

1. Як називається явище перетворення рідині в пару?
- явище перетворення рідини на пару називається паротворенням.

2. Існують два способи паротворення. Які?
- Випаровування і кипіння.

3. Яке явище називається випаровуванням?
- Паротворення, що відбувається з поверхні рідини, називається випаровуванням.

4. Поясніть, будь-ласка, механізм явища випаровування.
- Всі тіла складаються з молекул, які безперервно і хаотично рухаються, причому з різними швидкостями. Якщо “швидка” молекула опиниться біля поверхні рідини, то вона може подолати тяжіння сусідніх молекул і вилетіти з рідини. Всі молекули, що вилетіли, утворюють пару. У молекул, що залишилися, при зіткненні один з одним міняється швидкість, і знайдуться такі молекули, які можуть опинитися біля поверхні і вилетіти з рідини. Цей процес безперервний, тому рідина випаровується поступово.

5. Чому випаровування відбувається при будь-якій температурі?
- Оскільки молекули рухаються при будь-якій температурі.

6. Від чого залежить швидкість випаровування рідини?
- Від роду речовини, температури, площі поверхні, швидкості видалення молекул від поверхні рідини.

7. Чому випаровування відбувається тим швидше, чим вище температура рідини?
- Оскільки від температури залежить швидкість молекул. Чим вище температура, тим швидше рухаються молекули.

8. Як і чому залежить швидкість випаровування від площі поверхні рідини?
- Чим більше площа поверхні, тим більша кількість молекул може вилетіти з рідини.

10. Що називається конденсацією пари та за яких умов це відбувається?
- Явище перетворення пари в рідину називається конденсацією пари. Коли пара стає насиченою, тобто знаходиться в динамічній рівновазі з своєю рідиною.

III. Вивчення нового матеріалу.

Вчитель: Зазвичай вранці перед школою або роботою кожна людина випиває чашку кави або чаю. Перед тим, як заварити чай, воду заздалегідь кип'ятять. Кипіння це фізичне явище. На нашому уроці ми розглянемо приємний ритуал чаювання з погляду фізики. За кипінням води в чайнику ми сьогодні з вами поспостерігаємо і спробуємо відкрити таємницю кипіння води.

Отже - ми повинні познайомитися з другим способом паротворення - кипінням. Для цього проведемо експеримент.

Перед початком опитування ми зміряли і записали в зошиті температуру води в колбі ( t_в=25⁰С ), потім поставили на плитку колбу з водопровідною водою, опустивши туди термометр, закріплений на штативі.
Пальник під колбою спочатку нагріває її, а потім нагрівається рідина на дні і у стінок. Оскільки у воді завжди є розчинене повітря, то при нагріванні бульбашки повітря розширюються і стають видимими. Потім бульбашки повітря починають укрупнюватися, з'являються по всіму об'єму, причому в бульбашках буде не тільки повітря, але і водяна пара, оскільки вода почне випаровуватися всередину цих бульбашок повітря.

Поки колба нагрівається, спробуємо припустити, що відбуватиметься з бульбашками в процесі нагрівання води в сосуді. От же простежимо за однією з бульбашок.

Ми спостерігаємо, що з нагріванням води у колбі, бульбашка збільшується.
При чималому об'ємі бульбашки, вона під дією архімедової сили починає підніматися вгору. Оскільки рідина прогрівається способом конвекції, то температура нижніх шарів більше температури верхніх шарів води. Тому в бульбашці, що піднімається, водяна пара конденсуватиметься, а об'єм бульбашки зменшуватимется. Відповідно тиск усередині бульбашки буде менший, ніж тиск атмосфери і стовпа рідини, що діє на бульбашку. Бульбашка "схлопнулася". "Схлопивання" одночасно у верхніх шарах води великого числа таких бульбашок сприймається як характерний шум.

Історична довідка.
Першим такий характерний шум дослідив ще в ХVIII столітті шотландський вчений Джозеф Блек. Він вивчав «спів» нагрітих судин і встановив причину характерного шуму, який чутно саме перед кипінням.

Продовжуємо наше спостереження.

Вода прогрівається. Коли в результаті конвекції прогріється вся рідина, з наближенням до поверхні об'єм бульбашок різко зростає, оскільки тиск усередині бульбашки стане рівним зовнішньому тиску (атмосфери і стовпа рідини). На поверхні бульбашки лопаються, і над рідиною утворюється багато пари. Вода кипить.

Термометр показує 100⁰С, тобто температура кипіння води 100⁰С. Запишіть в зошит t_кип.=100⁰C і ознаки кипіння:

- багато бульбашок лопається на поверхні;
- багато пари.

Умова кипіння: тиск усередині бульбашки рівний тиску атмосфери плюс тиск стовпа рідини над бульбашкою

Зверніть увагу - при кипінні пар утворюється над поверхнею рідини і в бульбашках. Так що ж таке кипіння?

( Це перехід рідини в пару.)

Вчитель: Випаровування це теж перехід рідини в пару. Чим же кипіння відрізняється від випаровування?

( Кипіння відбувається при певній температурі. Паротворення відбувається і з поверхні рідини і усередині, по всіму об'єму рідини.)

Вчитель. Запишіть будь ласка в зошитах:

Кипіння - це паротворення, яке відбувається в об'ємі всієї рідини при постійній температурі.

Температура, при якій рідина кипить називається температурою кипіння.

Температура рідини під час кипіння не змінюється. Цей вивід ми можемо перевірити, подивившись на термометр. Він знову показує 100⁰С.

Запишіть будь ласка в зошитах:
Під час кипіння температура рідини і пари над її поверхнею однакова і залишається постійній до повного википання рідині.

Вчитель. Зверніть увагу на таблицю в ваших картках.

Температуру кипіння рідини при р_атм=101,3 кПа

Вчитель. Hа таблиці в ваших картках вказані температури кипіння різних рідин. Знайдіть температуру кипіння спирту, ефіру. Зробіть вивід.
(У різних рідин температура кипіння різна.)

Вчитель: Зверніть увагу на назву таблиці. Прочитайте вголос.
( Температури кипіння різних рідин при нормальному атмосферному тиску.)

Вчитель:Продовжимо наше дослідження і спробуємо встановити залежність температури кипіння від зовнішнього тиску.

Колбу з киплячою рідиною знімемо з плитки і закриємо її пробкою зі вставленим насосом. При натисканні на насос кипіння в колбі припиняється. Чому?
( При натисканні ми збільшили тиск в колбі, і умова кипіння порушилася. )

Вчитель: Таким чином, ми показали, що із збільшенням тиску температура кипіння збільшується.
Рухаємось далі. Стакан з холодною водою і вставленим в неї термометром поміщається під скляний дзвін. За допомогою насоса відкачуємо з під нього повітря. Зі зменшенням тиску в стакані спостерігаємо етапи закипання рідини, при цьому температура залишається низькою.

Температура кипіння залежить від тиску.

Порівняємо два способи паротворення:

Загальні ознаки: це явища паротворення, які залежать від зовнішнього тиску і роду речовини.

Відмінності: Випаровування відбувається з поверхні рідини, при будь-якій температурі. Кипіння відбувається по всьому об'єму, при визначеній для кожної речовини температурі.

IV. Закріплення нового матеріалу.

1. Що називається кипінням?
2. Які етапи закипання рідини?
3. Чи можна вважати шум ознакою кипіння?
4. За якої умови рідина кипить?
5. Яку температуру називають температурою кипіння?
6. Як залежить температура кипіння від зовнішнього тиску?
7. Що загального і в чому відмінність між випаровуванням і кипінням?

V. Домашнє завдання.

Начало формы

Коментарі