Урок "Пароутворення і конденсація. Розрахунок кількості теплоти при пароутворенні/конденсації. "

8 клас

Тема уроку «Пароутворення і конденсація.

Розрахунок кількості теплоти при пароутворенні/конденсації. »

Тип уроку: вивчення нового матеріалу.

Мета уроку: закріпити знання учнів про зміну агрегатного стану речовини; сформувати уявлення про процеси випаровування та конденсації, кипіння; показати відмінності між процесами кипіння і випаровування; ввести поняття «питома теплота пароутворення»; формувати вміння спостерігати фізичне явище та аналізувати факти при спостереженні явищ.

План уроку:

1.              Організаційний етап. 
2.              Актуалізація опорних знань. Перевірка домашнього завдання.
3.              Вивчення нового матеріалу.
4.              Закріплення вивченого матеріалу.
5.              Підсумок уроку.
6.              Домашнє завдання.

Хід уроку

2. Актуалізація опорних знань.

Запитання учням по домашньому завданні.

1.              Як називається процес переходу речовини з твердого стану в рідкий? (Плавлення.)
2.              У чому полягає фізичний зміст питомої теплоти плавлення? (Питома теплота плавлення показує, наскільки внутрішня енергія 1 кг речовини в рідкому стані за температури плавлення більша, ніж у твердому.)
3.              Запишіть формулу для розрахунку питомої теплоти плавлення.
4.              Запишіть формулу для розрахунку кількості теплоти, необхідної для певної маси речовини.
5.              Як називають температуру, при якій речовина у твердому стані переходить у рідкий стан? (Температура плавлення.)

3. Вивчення нового матеріалу.

Ми з вами розглянули процес переходу речовини із твердого стану в рідкий – плавлення.

А можна перевести речовину з рідкого стану в газоподібний?

Так, можна. Це процес називається пароутворенням. І здійснюватися він може двома шляхами.

Як можна перетворити рідину на пару?

Учні більшість дають відповідь, що кипінням. А калюжі на асфальті випаровуються без будь-якого кипіння?! Другий шлях так і називають випаровування.

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

Існує два способи пароутворення: випаровування і кипіння.

На дошці виконується малюнок. Молекулам, які перебувають у поверхневому шарі, легше подолати притягання сусідніх молекул і вилетіти з рідини. Тому випаровування йде з поверхні рідини. Молекули, що вилетіли з рідини, утворюють над нею пару. Подальша «доля» цих молекул, може скластися по-різному. Деякі з них можуть знову повернутися в рідину, і цей процес називають конденсацією.

Конденсація – це процес переходу речовини з газоподібного стану в рідкий.

Від чого залежить швидкість випаровування.

Проведемо дослід.

Демонстрація 1. На три матових скла наносимо мазки води, спирту, бензину. Перший зникає слід від мазка спирту, потім – бензину, і нарешті води.

Висновок. Швидкість випаровування залежить від роду рідини.

Питання учням:

1.              При якій температурі відбувається випаровування? (Учні відповідають більшість, що при високій.)
2.              Скажіть, а хіба не висихає білизна на морозі?!

Однак температура впливає на швидкість випаровування. Переконаємося в цьому.

Демонстрація 2. На холодне скло і на попередньо нагріте, наносимо мазки води. Слід з нагрітого скла зникає першим.

Висновок. При підвищенні температури швидкість випаровування збільшується.

Питання учням:

Як можна пояснити цей факт? (При підвищенні температури енергія молекул збільшується, молекулам легше подолати сили притягання оточуючих молекул.)

Демонстрація 3. Два скла ставимо похили. На одне наносимо краплю води, по поверхні іншого таку ж краплю розтираємо. Із другого скла слід води зникає швидше.

Висновок. Швидкість випаровування залежить від площі поверхні рідини.

Питання учням:

У якому випадку випаровування відбудеться швидше: якщо воду налити у відро, чи розлити на підлогу у класі? (Учні дають відповідь.)

Демонстрація 4. На два матових скла наносимо мазки води. Одне обдуваємо  вентилятором. Із цього скла вода випаровується швидше.

Висновок. При вітрі швидкість випаровування збільшується.

Чому? Тому, що вітер зносить молекули пари, позбавляючи їх можливості конденсуватися.

Із власного досвіду, ми знаємо, що коли з поверхні нашої шкіри випаровується вода, у нас виникає відчуття прохолоди.

Учням наводиться приклад твердих тіл, які досить швидко випаровуються: лід, нафталін. Цей процес називається сублімацією.

Другий вид пароутворення – це кипіння. Ми з вами кожного дня спостерігаємо процес кипіння. Учні наводять приклади.

Для того, щоб вода закипіла, що необхідно зробити? (Потрібно воду нагріти до температури кипіння.)

Температура, при якій рідина кипить називається температурою кипіння.

Якщо нагрівати рідину і надалі, то температура не змінюється.

Під час кипіння температура рідин не змінюється.

На, що йде в момент кипіння енергія, яку отримує вода від нагрівника? (Ця енергія йде на утворення пари.)

Демонстрація 5. Беремо склянку з киплячою водою, налитою з чайника. Звертаємо увагу на те, що коли зняли чайник з нагрівника, то кипіння припинилося. У гарячу воду поміщаємо пробірку з спиртом. Спостерігаємо, що спирт закипає.

У різних рідинах різна температура кипіння.

З вище сказаного робимо висновки:

1.              Рідина кипить при певній температурі, у кожної рідини вона своя.
2.              Процес кипіння відбувається з поглинанням енергії .
3.              Температура при кипінні рідини не змінюється.

Учні знайомляться із таблицею, де вказана температура кипіння  кількох рідин. Звертаємо увагу на те, що температура кипіння рідини залежить від атмосферного тиску, тому що бульбашкам для виходу назовні необхідно подолати його протидію.

Оскільки, процес кипіння відбувається з поглинанням тепла, то зрозуміло, що для пароутворення 1 кг води, і наприклад 1 кг спирту знадобиться різна кількість теплової енергії.

Вводиться поняття «питома теплота пароутворення».

Питома теплота пароутворення – це фізична величина, що характеризує певну речовину й дорівнює кількості теплоти, яку необхідно передати рідині масою 1 кг, щоб за незмінної температури перетворити її на пару.

Питому теплоту пароутворення позначають символом L і обчислюють за формулою:

L=Q/m

де, Q – кількість теплоти, яка отримана рідиною;

m – маса одержаної пари.

Знайомимося з таблицею питомої теплоти пароутворення.

Щоб обчислити кількість теплоти, необхідну для перетворення рідини на пару, за незмінної температури, потрібно питому теплоту пароутворення цієї рідини помножити на її масу.

Q=L*m.

4.              Закріплення вивченого матеріалу.

Задача 1. На, що буде витрачено більше енергії – на пароутворення 1 кг ртуті чи 1 кг ефіру? Обидві рідини перебувають при температурі кипіння.

Задача 2. Яку кількість теплоти необхідно передати воді масою 10 кг, узятій за температури кипіння, щоб перетворити її на пару?

5.              Закріплення вивченого матеріалу.

Обговорення вивченого матеріалу.

6.              Домашнє завдання.

Опрацювати параграф 46, 47.

Виконати Впр. 46 (4, 5), Впр. 47 (4, 6).