Урок "Питома теплота плавлення"

Тема уроку:  Питома теплота плавлення.

Мета уроку: сформувати поняття про питому теплоту плавлення  речовини; виробити вміння розв’язувати задачі на знаходження кількості теплоти; розвивати пізнавальний інтерес  учнів, їх практичні навички та логічне мислення; виховувати уважність.

Тип уроку: комбінований

Засоби:  кольорові фішки

Хід уроку:

1. Організація класу. Повторення вивченого матеріалу. Перевірка виконання д.з.

1. Вікторина «Що? Де? Як? Чому?»

( за кожну правильну відповідь учень отримує червону фішку, за доповнення – жовту, за неправильну відповідь – синю. За отриманими фішками проводиться оцінювання роботи учнів)

1. Який процес називається плавленням?
2. Які процеси необхідно здійснити над твердою речовиною, щоб перетворити її на рідину?
3. Що називається  температурою плавлення?
4. Який процес називається кристалізацією?
5. На скільки градусів відрізняється температура плавлення речовини від її температури кристалізації?
6. Чому в  таблиці температури плавлення та кристалізації відсутні аморфні речовини?
7. В посудині знаходиться суміш води та льоду при температурі 0 ⁰С. Від чого залежить, чи буде лід розтавати, чи вода кристалізуватися?
8. Які умови необхідні для плавлення твердої речовини?
9. Які умови необхідні для кристалізації рідини?
10. В якій посудині можна розплавити золото?
11. Які процеси відбуваються під час плавлення  льоду?
12. Чому лід починає танути через деякий час після того, як його внесуть в кімнату?
13. Чому вода в водоймах починає замерзати з поверхні?
14. Температура льоду 270 К.  Чи буде він танути?
15. Як можна перенести воду в решеті?
16. Чи підвищиться рівень Світового океану, якщо розтануть всі льодовики, що плавають? Як це можна довести дослідним шляхом?

2.  Презентація учнівського проекту «Плавлення в різні епохи» 

Відкриття металів

Протягом тисячоліть люди виготовляли знаряддя праці з каменю, який вирізняв­ся надзвичайною твердістю, блиском, ковкістю. Це були природні мінерали з великим вмістом металу. Ось уже шість тисяч років люди використо­вують руду, з якої виплавляють мідь.

Мідь і бронза.

Мідь була першим металом, що його люди почали використовувати для виготовлення знарядь праці. Шість тисяч років тому по­чався енеоліт, або мідний вік. Самородки міді мали такий блиск, що їх спершу вико­ристовували лише для виготовлення при­крас, їм надавали форми за допомогою кам'яних знарядь. Потім виявилося, що мідь, подібно до інших металів, при нагрі­ванні стає м'якою і її можна кувати за до­помогою молота. Проте тоді ще не знали, що мідь можна плавити, тобто нагрівати так сильно, що вона стає рідкою, а після остигання твердне і набуває будь-якої фор­ми. Коли зародилася ковальська справа, з міді навчилися виготовляти зброю та інст­рументи — сокири і ножі. Тоді на зміну ене­оліту прийшов бронзовий вік. Однак чиста 18 мідь — метал надто м'який для того, щоб з нього можна було виковувати якісну зброю. Ще в давнину ковалі навчилися надавати їй більшої твердості, додаючи інший метал — олово. Таким чином вони одержали бронзу, металевий сплав, твер­діший, ніж мідь. Саме тоді люди навчилися будувати печі, в яких створювалася вища температура для плавлення.

Залізо

У II тисячолітті до н. е. було відкрито спосіб одержання заліза з руди. Ковалям удалося досягти ще сильнішого жару в спеціальних печах — горнах, за допомогою вдмухування повітря ковальськими міхами. Тепер вони могли плавити залізо і, виливаючи його у форми, одержувати виливки залізних зна­рядь. Ковалі навчилися виготовляти леміші_ для плугів, молотки, коси. Широке поширен­ня заліза в ІХ-УІІ ст. до н. е. ознаменувало настання залізного віку.  З XVIII ст. залізо почали виплавляти з руди, змішаної  з вугіллям, а частіше — з коксом. У металургійну піч — домну, засипали шари залізної руди і вугілля, яке потім підпалюва­ли. В основу доменної печі стікав розплавлений метал — чавун. Проте чавун крихкий, бо містить багато вуглецю. Вчені довго шукали спосіб очищення чавуну від домішок та  підвищення міцності металу. Англійський винахідник Генрі Бессемер запропонував випалювати вуглець під час плавки. Для  цього вдмухували в піч стиснене повітря. Під впливом кисню домішки чавуну окислювалися, виділяючи багато тепла. Отриманий чавун, очищений від домішок, назвали сталлю.

Легкий і міцний алюміній

У XIX ст. відкрили новий метал — алюміній. Але в чистому вигляді він у природі не тра­пляється. Відомо кілька сотень мінералів алюмінію, що містять окис алюмінію у спо­луці з іншими елементами. У 1886 р. двоє інженерів, Чарлз Хол у США і Поль Еру у Франції, незалежно один від одного, запропонували використовувати для одер­жання алюмінію електрику. Під впливом електричного струму розплав розділявся на частини і чистий алюміній накопичувався біля одного з електродів. Із міцного, але легшого за сталь, металу виготовляли не­ржавіючі консервні банки і каструлі. Згодом алюміній почали широко застосовувати.

Утворення скла

Вогонь на піщаному березі

За переказами давньоримського історика Плінія старшого, фінікійські мореплавці, захоплені бурею, висадилися на пустельному узбережжі Сирії і почали шукати місце, щоб розкласти багаття і зварити юшку. Берег був піщаний, вони ніяк не могли  знайти  каменя, щоб поставити на нього казан. Тоді один із моряків витяг із трюму корабля брилу соди, що везли на продаж. Навколо неї і розпалили вогонь. Через деякий час із багаття почала випливати розплавлена прозора маса, щ , застигаючи, тверділа: під впливом високої температури суміш соди і піску розплавилася і перетворилася на скло.

Давньоєгипетське скло

У Єгипті археологи знайшли найдавніші осколки скла, звареного в 2500 р. до н. е. Розплавлену скляну масу поміщали у форму, а після того як вона застигала — розфарбовували. Але це скло було непрозорим, бо ще не знали, як створити високу температуру в печі, і в отриманій масі зали­шалося багато домішок. Тисячу років тому жителі Месопотамії використову­вали очеретяні трубки, щоб видувати скло. Його склад змінився: почали змішувати кремнезем, чис­тий пісок, вапно і метали. Масу нагрівали до темпе­ратури понад 1500 °С. Скло стало прозорим.

3. Обговорення результатів домашнього експерименту.

2. Мотивація навчальної діяльності учнів.

В сучасному полімерному світі все рідше використовують плавлення металів. В повсякденному житті ми найчастіше зустрічаємося із плавленням і кристалізацією різних форм води. Умовою для виконання процесів  плавлення і кристалізації є отримання чи віддача енергії.

  На сьогоднішньому уроці ми зупинимося на енергії, яку отримує тіло при плавлення чи віддає при кристалізації. Чи однакова вона для різних видів твердих речовин? Як знайти її значення?

3. Повідомлення теми, мети та завдань уроку.

На дошці зображено невеликий ребус, розгадавши який, ви дізнаєтесь тему сьогоднішнього уроку.

4. Вивчення нового матеріалу. Засвоєння нових знань.

Поняття питомої теплоти плавлення

      Фізичний зміст: питома теплота плавлення показує, на скільки за температури плавлення внутрішня енергія 1 кг речовини в рідкому стані більша, ніж внутрішня енергія 1 кг цієї речовини в твердому стані.

     Питома теплота плавлення  - фізична величина, яка характеризує речовину і чисельно дорівнює кількості теплоти, яку необхідно передати твердій кристалічній речовині масою 1 кг, щоб за температури плавлення повністю перевести її в рідину.

      Одиниці вимірювання: Дж/кг.

      Питома теплота плавлення  стала величина для кожної речовини і зібрані в таблиці (розглянути таблиці питомої теплоти плавлення деяких речовин)

5. Закріплення засвоєних знань. Розв’язування типових  задач.

Якісні задачі:

1. Питома теплота  плавлення сталі становить 84 кДж/кг. Що це означає?
2. Яка кількість теплоти необхідна, щоб розплавити 1 кг міді, узятої за температури плавлення?
3. Яке з тіл має більшу внутрішню енергію: алюмінієвий брусок масою 1 кг, узятий за температури плавлення, чи 1 кг розплавленого алюмінію за тієї самої температури?
4. Яка кількість теплоти виділиться при кристалізації 0,5 кг заліза взятого при температурі кристалізації?
5. Чому не користуються малим паяльником під час запаювання великих деталей?

Кількісні задачі:

1. Яка кількість теплоти виділиться під час кристалізації100 кг сталі та подальшому її охолодженні до 0 ⁰С?  Початкова температура сталі 1400 ⁰С.
2. У гарячу воду поклали лід, маса якого дорівнює масі води. Після того, як весь лід розтанув, температура  води зменшилась до 0 ⁰С. Якорю була початкова температура  води, якщо початкова температура льоду 0 ⁰С?

6. Підсумок уроку.

Інтерактивна вправа «Мікрофон»

На сьогоднішньому уроці я дізнався, що…

Оцінювання роботи учнів.

7. Домашнє завдання:

Опрацювати § 45, повторити § 44.

Розв’язати задачу № 45.5

 Яка кількість теплоти потрібна для перетворення 25 г льоду, узятого за температури   – 15 ⁰С, на воду за температури 10 ⁰С?