Урок на тему: "Плавлення і кристалізація речовин"

Урок № 56

Плавлення й кристалізація твердих тіл. Питома теплота плавлення.

Навчальна мета: пояснити фізичний зміст питомої теплоти плавлення, навчити учнів обчислювати кількість теплоти, що необхідна для плавлення тіл певної маси або виділяється під час кристалізації тіл;

Розвивальна мета: розвивати індивідуальні і творчі здібності учнів;

Виховна мета: виховувати наполегливість у досягненні мети.

Тип уроку: комбінований.

Обладнання: мультимедійний проектор, колонки, ноутбук, екран.

Хронометраж уроку:

І. Розминка (2 хв.)

ІІ. Актуалізація опорних знань.(5 хв.)

ІІІ. Мотивація навчальної діяльності.(2 хв.)

ІV. Демонстрація (6 хв.)

V. Вивчення нового матеріалу (16 хв.)

VІ. Закріплення вивченого матеріалу (5 хв.)

VII. Узагальнення і систематизація знань(4 хв.)

VIII. Підсумки уроку (3хв.)

IX. Домашнє завдання (2 хв.)

Хід уроку:

І. Розминка.

Вчитель вітається. З’ясовує чергових та відсутніх. Говорить тему уроку.

Вправа «Хто більше»

Змагання на написання більшості кількості фізичних формул та слів та їх визначення за одну хвилину.

ІІ. Актуалізація опорних знань.

Інтерактивна гра «Продовж речення»

Питання : 

Написати як найбільше формул з розділу «Кількість теплоти»

Продовжити речення… Зміна внутрішньої енергії тіла без виконання роботи називають … Енергія, що дістає тіло або віддає внаслідок теплообміну називається… Якщо в процесі теплообміну внутрішня енергія тіла збільшується, то Q… а якщо зменшується, то Q... Одиниця вимірювання питомої теплоти згорання палива… Хаотичний рух молекул з яких складаються тіла називають…

 

ІІІ. Мотивація навчальної діяльності.

Фізика у художній літературі та віршах

Плавлення і кристалізація.
«В деревьях есть сырость, и сырость эта замерзает , как вода… Если налить воды в бутылку и поставить на мороз, вода замерзает и разорвет бутылку. Когда из воды делается лед, то во льду этом такая сила, что если наполнить чугунную пушку водой и заморозить, то льдом разорвет ее».
(рассказ «Отчего в морозы трещат деревья». Л.Н.Толстой)

ІV. Демонстрація.

V. Вивчення нового матеріалу

1. Агрегатні стани речовини

 З попередніх уроків ми знаємо, що залежно від умов одна й та сама речовина може перебувати в різних станах, наприклад у твердому, рідкому або газоподібному. Перехід речовини з одного стану в інший часто відбувається в природі.(Приклад: Танення льоду. Утворення льоду….)

Наочним прикладом цього служить лід, вода й водяна пара. Ці стани називають агрегатними станами.

Ми уже знаємо, що молекули однієї й тієї самої речовини у твердому, рідкому й газоподібному стані нічим не відрізняються одна від одної. Той або інший агрегатний стан речовини визначається розташуванням, характером руху й взаємодії молекул.

 

2. Процес плавлення та кристалізації твердих тіл

Як ми з вами знаємо, під час нагрівання до певної температури будь-яке кристалічне тверде тіло починає плавитися, тобто перетворюватися на рідину. Надаючи тілу енергію, можна перевести його із твердого стану в рідкий (наприклад, розплавити лід)

Перехід речовини із кристалічного стану в рідкий називають плавленням.

Щоб розплавити тіло, потрібно спочатку нагріти його до певної температури.

Температуру, за якої речовина плавиться, називають температурою плавлення.

Положення:

• існує температура, вище від якої речовина у твердому стані не може перебувати;
• температура під час плавлення залишається постійною;
• процес плавлення вимагає припливу енергії до речовини, що плавиться.

Проаналізуємо таблицю температур плавлення. З таблиці видно, у яких межах лежать температури плавлення різних речовин. Наприклад, тугоплавкі метали (вольфрам, титан) можуть застосовуватися для створення космічних кораблів, для виготовлення спіралей теплових електричних приладів, а цезій і натрій можна розплавити в гарячій воді.

Досліди показують, що речовини тверднуть за тієї ж температурі, за якої плавляться. Процес кристалізації супроводжується виділенням такої ж кількості теплоти, що поглинається при плавленні.

Перехід речовини з рідкого стану в кристалічний називають кристалізацією, або твердненням.

Кристалізація відбувається за тієї ж температури, що й плавлення.

 

Агрегатні стани речовини

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Релаксація. (Грає музика)

3. Питома теплота плавлення

Вся енергія, яку одержує кристалічне тіло після того, як воно вже нагріте до температури плавлення, витрачається на руйнування кристалічних решіток. У зв’язку із цим температура тіла перестає підвищуватися. Досліди показують, що для перетворення різних кристалічних речовин однієї й тієї ж маси в рідину при температурі плавлення потрібна різна кількість теплоти.

Питома теплота плавлення дорівнює кількості теплоти, яка необхідна для перетворення 1 кг речовини із твердого в рідкий стан при температурі плавлення.

Питому теплоту плавлення позначають λ і вимірюють у джоулях на кілограм (Дж/кг).

Необхідно ознайомити учнів з таблицею питомої теплоти плавлення деяких речовин.

Наприклад, питома теплота плавлення міді дорівнює 210 кДж/кг. Це означає, що для того щоб розплавити 1 кг міді, узятої при температурі плавлення (1085 °С), необхідно затратити 210 кДж теплоти.

Щоб визначити кількість теплоти, необхідну для плавлення твердого тіла, треба питому теплоту плавлення λ помножити на масу тіла:

;

Кількість теплоти, що виділяється при кристалізації тіла, визначається за тією ж формулою:

.

В аморфних тіл, на відміну від кристалічних, немає певної температури плавлення: при нагріванні такі тіла розм’якшуються поступово.

VІ. Закріплення вивченого матеріалу.

Вправа «Мікрофон». Закінчити речення:

1. Речовина може побувати …(у трьох агрегатних станах)
2. Перехід речовини із кристалічного стану в рідкий …(називають плавленням).
3. Щоб розплавити тіло, потрібно спочатку …(нагріти його до певної температури).
4. Температуру, за якої речовина плавиться, називають …(температурою плавлення.)
5. Перехід речовини з рідкого стану в кристалічний називають …(кристалізацією, або твердненням).
6. Кристалізація відбувається за тієї ж температури,…( що й плавлення).
7. Щоб визначити кількість теплоти, необхідну для плавлення твердого тіла, треба …(питому теплоту плавлення λ помножити на масу тіла)

Задача 1.

Яку кількість теплоти необхідно затратити, щоб розплавити шматок свинцю масою m = 2кг, взятий при температурі t₁ =27 °C?

Дано:    Mс=2 кг T1 =270С С= L=	Розв‘язання Процес складається із двох етапів: на першому етапі свинець нагрівається до температури плавлення, на другому етапі плавиться. або інакше: Перевіряємо одиниці величин: Обчислюємо необхідну для плавлення енергію:
Q - ?

Задача2.

Скільки сухих дров довелося б спалити, щоб розплавити 500 кг міді, нагрітої до температуриплавлення? Питома теплота згоряння сухих дров 12000 кДж/кг, питома теплота плавлення міді213 кДж/кг.

 

 

 

Задача 3.

Склянка об’ємом 250 мл, заповнена водою за температури 0°С. її продовжують охолоджувати і вода перетворюється у лід. До якої температури можна було би нагріти воду в склянці за рахуноккількості теплоти, яка виділиться при перетворенні всієї води в лід? Питома теплота плавлення льоду 332 кДж/кг питома теплоємність води 4200 Дж/кг С.

VІІ. Узагальнення і систематизація знань

Інтерактивна вправа «Світлофор»

Учитель зачитує твердження. Учні відповідають за допомогою сигнальних кольорових карток:

Зелений колір (з) – правильно;

Червоний (ч) – ні;

Твердження:

• Перехід речовини з рідкого стану в кристалічний є кристалізація.
• Кристалізація відбувається за більшої температури, ніж плавлення.
• Передаючі тілу енергію, не можна перевести його із твердого стану в рідкий.
• Лід, вода та водяна пара агрегатні стани.
• Питома теплоємність у дерева більша ніж у заліза.
• При плавлені температура тіла зростає.
• При кристалізації температура тіла не змінюється.
• У разі відсутності теплообміну, якщо над тілом виконується робота, то внутрішня енергія тіла збільшується.

VІІІ. Підсумки уроку

Сьогодні на уроці мені сподобалося ...

IX. Домашнє завдання

1.§ 47;

2.Розглянути задачі ;

Задача № 1.

Яку потрібно кількість теплоти витратити, аби розплавити 1 т міді, взятої при температурі плавлення? Питома теплота плавлення мідію 393 кДж/кг.

Задача № 2.

Яка саме кількість теплоти виділяється під час утворення 10 кг льоду? Питома теплота плавлення льоду 332 кДж/кг.

Задача 3.

Скільки алюмінію, взятого при температурі плавлення можна розплавити, витративши 1 МДжтеплоти? Питома теплота плавлення алюмінію 393 кДж/кг.

Задача № 4.

Яку масу нафти потрібно спалити, щоб розплавити 10 т заліза, нагрітого до температуриплавлення, за умови, що вся енергія палива пішла на плавлення заліза? Питома теплота згоряння нафти 45 МДж/кг, питома теплота плавлення заліза 270 кДж/кг.

Задача № 5.

Склянка об’ємом 200 мл, заповнена водою за температури 0°С. її продовжують охолоджувати і вода перетворюється у лід. До якої температури можна було би нагріти воду в склянці за рахуноккількості теплоти, яка виділиться при перетворенні всієї води в лід? Питома теплота плавлення льоду 332 кДж/кг питома теплоємність води 4200 Дж/кг С.

Задача 6.

Скільки сухих дров довелося б спалити, щоб розплавити 450 г міді, нагрітої до температуриплавлення? Питома теплота згоряння сухих дров 12000 кДж/кг, питома теплота плавлення міді213 кДж/кг.

 

3.Підготуватися до контрольної роботи.