Урок "Випаровування і конденсація"

Тема  уроку:  «ВИПАРОВУВАННЯ І КОНДЕНСАЦІЯ»

Мета уроку: 

• дидактична: створити умови для засвоєння нового матеріалу;
• освітня: ознайомити учнів з особливостями фізичних процесів переходу речовини з рідкого стану в газоподібний і навпаки;
• розвиваюча: розвивати уміння спостерігати, аналізувати фізичні явища, робити висновки;
• виховна: сформувати вміння застосовувати отримані знання.

Тип уроку: урок засвоєння нових знань з використанням комп’ютерних технологій.

Обладнання: комп’ютер, проектор,

Хід уроку.

 

                                                                          Природа так про все подбала, 

                                                                    що  всюди ти знаходиш,

                                                                           чому вчитися.

                                                                                      Леонардо да Вінчі

                                                                                                     (слайд 1)

І. Організаційний момент.

Мотивація

1. Прослухайте уривок із вірша    Лесі  Українки   «Чом я не можу злинути угору…» »

Я ж бачила, як хмарка та вродилась:

вона повстала з гучного потоку

туманом білим, парою без барви

і тихо поплила понад водою

глибокими ярами далі вгору,

поволі підвелась, немов насилу,

і вгору подалась. Вона чіплялась

за смерекові гребені зелені,

за уступи обголеної кручі

і за колиби там, на полонині,

немов людина, що з тяжким зусиллям

на гору добувається. І вийшла,

і стала на верхів’ї, і всміхнулась

до місяця, мов дівчина білява,

і заясніла, легка та прозора,

мов ясна мрія. Хто у ній пізнав

оту важку, безбарвну, вогку хмару,

що сунулась так тяжко по долині?..  (слайд 2)

 

• Які фізичні явища описані в цьому вірші?

2. У вас на столах лежать скельця. Подихайте на них.

• Що ви спостерігаєте? Як називається це явище?
• Тож якою буде тема уроку? (Випаровування і конденсація.) (слайд 3)

Постановка мети уроку

• Де ви могли спостерігати ці явища в природі та побуті? (учні наводять приклади)
• Яка ж мета нашого уроку? (Вивчити явище випаровування і конденсації)

ІІ. Актуалізація опорних знань учнів.

 «Мозковий штурм»

1. В яких агрегатних станах може перебувати речовина?
2. Чим різняться той чи інший агрегатний стан?
3. Що спільного між різними агрегатними станами однієї речовини?
4. Чи змінюються молекули при переході речовини із одного агрегатного стану в інший?
5. Який зв’язок між швидкістю рухів молекул і температурою?
6. Що таке внутрішня енергія? Від чого вона залежить?

 

ІІІ. Вивчення нового матеріалу

 Намалюйте в зошитах посудину з рідиною. Зобразіть молекули цієї рідини у вигляді кульок. На якій відстані вони будуть розташовані одна від одної? (щільно притиснуті одна до одної). Це молекулярна модель рідини.(слайд 4)

• Яким молекулам легше всього покинути рідину? Вкажіть стрілочками напрямок їх руху.

Висновок: рідину можуть покинути молекули, що знаходяться на поверхні, кінетична енергія яких більше потенційної енергії їх взаємодії із сусідніми молекулами.

Робота з підручником.  Ст.229, рис.46.1

- А що утворюється над рідиною в результаті цього явища? (пар)

- Яке визначення можна дати  пароутворенню? (слайд 5)

Існують два види пароутворення: випаровування й кипіння. (слайд 6)

• Випаровування — це пароутворення, що відбувається з вільної поверхні рідини. Випаровування – це явище переходу рідини в газоподібний стан.

З повсякденного досвіду відомо, що рідини, перебуваючи у відкритих посудинах, «зникають» — випаровуються. Як пояснити це явище? Молекули будь-якої рідини перебувають у безперервному хаотичному русі. Температура рідини пов’язана із середньою кінетичною енергією руху її частинок. Однак окремі молекули рідини можуть мати таку кінетичну енергію, що виявляться спроможною подолати сили міжмолекулярного притягання й покинути рідину. Вилітаючи назовні, ці молекули утворюють над рідиною пару. Утворення пари і є випаровуванням. При випаровуванні рідину залишають найбільш швидкі молекули. Середня кінетична енергія молекул, що залишилися, зменшується, а рідина охолоджується.

Висновок: при випаровуванні відбувається зниження температури, так як внутрішня енергія рідини зменшується.

Ці знання можна застосовувати при наданні першої медичної допомоги при підвищенні температури тіла. (слайд 7)

• викликати лікаря;
• до приходу лікаря укласти хворого в ліжко і змусити його роздягнутися;
• взяти м'яку ганчірочку, воду (капнути в неї кілька крапель оцту або  спирту);
• ганчірочку намочити у воді, трохи віджати і обтерти хворого, вкривати не треба, можна трохи помахати над ним рушником, тоді випаровування піде швидше і температура тіла знизиться;
• дочекатися лікаря;

- А як ви вважаєте, чому не можна змащувати олією місто опіку? (Олія зменшує випаровування і перешкоджає охолодженню шкіри. Тому краще змити опік водою і змастити розчином спирту.)

Отже:

• випаровування відбувається за будь-якої температури;
• процес випаровування супроводжується  поглинанням  енергії;
• якщо рідина не отримує енергії ззовні, вона холоне.

 

Щоб з’ясувати, від чого залежить швидкість випаровування, дайте відповіді на наступні запитання:

1. Коли швидше висохне білизна, в холодну або жарку погоду?
2.  Де швидше висохне вода, в калюжі чи у відрі?
3.  Що швидше випаровується: соняшникова олія або спирт?
4.  Коли швидше висохне скошена трава: у вітряну чи безвітряну погоду?

 

Від чого залежить швидкість випаровування?

Розглянемо кілька дослідів, що пояснюють, від чого залежить швидкість випаровування.

Дослід 1. (слайд 8)

 Поставимо на ваги дві склянки. У ліву наллємо окропу, а в праву — стільки ж холодної води. Спочатку ваги перебуватимуть у рівновазі. Але через 5–10 хвилин вона порушиться: склянка з гарячою водою полегшає! Виходить, гаряча вода випаровується швидше за холодну.

Вилетіти з рідини можуть тільки ті частинки, кінетична енергія яких більше, ніж потенціальна енергія притягання до інших частинок. При підвищенні температури швидкість руху всіх частинок зростає, отже, зростає і їхня кінетична енергія. Виходить, більша кількість частинок може вилетіти з рідини.

• Температура речовини — перша причина, що впливає на швидкість випаровування.

Дослід 2. (слайд 9)

У дві мензурки наллємо нарівно води. Воду з лівої переллємо в тарілку. Через кілька днів виявиться, що в ній вода випарувалася повністю, а в мензурці — лише частково. Чому? Випаровуватися можуть тільки ті молекули, які перебувають поблизу поверхні рідини (адже з інших сторін вона оточена стінками посудини). Тому більша площа поверхні води в тарілці сприяє більшій кількості вильотів молекул. Отже, випаровування іде швидше.

• Площа вільної поверхні — друга причина, що впливає на швидкість  випаровування.

Дослід 3. (слайд 10)

Виберемо миску й тарілку однакових діаметрів. У кожну з них наллємо по склянці води й поставимо в спокійне місце. Через кілька днів ми побачимо, що вода з тарілки випарувалася повністю, а з миски — лише частково. Чому ж так відбулося? Адже площі вільних поверхонь води в мисці й води в тарілці однакові...

Гляньте на рисунок: краї миски сильніше піднімаються над поверхнею води, ніж краї тарілки. Тому пара над поверхнею тарілки швидше розсіюється по кімнаті за рахунок дифузії або подувів вітру. Отже, над водою в мисці насиченість (тобто густина) пари помітно більше. Її молекули, рухаючись у всіляких напрямках, будуть часто влітати назад у воду, через що випаровування з миски сповільнюється.

• Густина пари над поверхнею, з якої відбувається випаровування,— третя причина, що впливає на його швидкість. Або скажемо,що швидкість випаровування  залежить також від руху повітря

 Дослід 4. (слайд 11)

Якщо в однакові склянки налити рівну кількість різних рідин: спирту, води, масла й ртуті, то по завершенні приблизно тижня можна виявити, що спирт випарувався повністю, вода — наполовину, а масло й ртуть практично не зменшили свого об’єму.

• Рід речовини — четверта причина різної швидкості випаровування.

Висновки:  (слайд 12) Швидкість випаровування залежить від:

• температури
• площі поверхні рідини
• швидкості видалення парів з поверхні рідини.
• роду рідин

 

3. Знайомимося із процесом конденсації

 На столі посудина з гарячою водою.

• Що відбувається з рідиною в процесі випаровування?

Накриємо посудину кришкою.

• Чи буде змінюватися маса рідини?
• Чи відбувається випаровування?
• Чому маса рідини при цьому не змінюється?

Ми спостерігаємо процес, зворотній до випаровування. Як називається цей процес? (конденсація)

Одночасно з переходом молекул з рідини в пару відбувається й зворотний процес. Безладно рухаючись над поверхнею рідини, частина молекул знову повертається в неї.

• Перехід речовини з газоподібного стану в рідкий називають конденсацією. (слайд 13)

Випаровування й конденсація завжди відбуваються одночасно, і «підсумковий результат» залежить від того, який із цих процесів триває з більшою швидкістю. Якщо «перемагає» випаровування, то рідина перетворюється в пару: висихають калюжі, мокрі речі й т. ін. Якщо ж «перемагає» конденсація, то пара перетворюється в рідину: випадає роса, сухі речі відволожуються. Процес конденсації води в природі ми спостерігаємо щодня. Чи то це крапельки роси на листах (водяна пара накопичується в повітрі вдень, а вранці, охолоджуючись, конденсується), чи то це туман (удень відбувається інтенсивне випаровування з поверхні водойм, а ввечері насичене водяними парами повітря внаслідок охолодження конденсується).

Конденсація може відбуватися й тоді, коли пара не стикається з рідиною. Саме конденсацією, наприклад, пояснюється утворення хмар: молекули водяної пари, піднімаючись над поверхнею Землі, у більш холодних шарах атмосфери групуються в дрібні крапельки води, скупчення яких і являють собою хмари.

(слайд 14)

IV. Закріплення знань учнів

 Мета: навчити застосовувати отримані знання при вирішенні якісних завдань.

Використовуючи побудовані моделі явищ випаровування і конденсації, вирішимо наступні завдання:

• Вийшовши в жаркий день з річки, ви відчуваєте прохолоду. Це відчуття посилюється у вітряну погоду. Поясніть, чому це відбувається?
• Що охолоне швидше за однакових умов: жирний суп або чай? Поясніть, чому?
• Нам часто доводиться прати і сушити білизну. У яку погоду це найкраще робити? Що необхідно, щоб білизна швидше висохла?
• Чому температура води у відкритих водоймах в літню пору майже завжди нижче температури навколишнього повітря?

 

Практичне застосування випаровування і конденсації :

 

 - Рідини, що швидко випаровуються, знайшли застосування в роботі холодильного обладнання ( фреон , аміак)

 - В жарких країнах воду прийнято зберігати в глиняних посудинах .

 - При поїздці в потязі влітку дуже просто отримати з теплої води достатньо холодну. Для цього пляшку з водою можна загорнути в сиру марлю і виставити у вікно рухомого поїзда. Через 15 - 20 хвилин вода буде достатньо холодною .

 - При високій температурі призначають потогінні засоби (вони випаровуються з поверхні шкіри , при цьому температура тіла знижується) .

 - При високій температурі ефективні обтирання водою, в яку додано декілька крапель оцту.

 - У великий мороз можна відморозити ніс , так як температура шкіри зменшується , поверхня шкіри переохолоджується . ( Потрібно закривати ніс , не можна рот).

 Спостереження й досліди показують, що випаровуються й тверді тіла. Випаровується, наприклад лід, тому білизна висихає й на морозі. Випаровується нафталін, тому ми відчуваємо його запах. Цей процес називають сублімацією. (слайд 15)

 Перехід речовини з рідкого стану в газоподібний широко використовується в техніці. Наприклад, на електростанціях пара, отримана з води, пускає в хід парові турбіни. Випаровування застосовується при очищенні речовин. Воно є основою роботи холодильних установок, а також всіх процесів сушіння матеріалів. Апарат космічного корабля, що спускається, покривають спеціальною речовиною, яка швидко випаровується, щоб усунути його перегрівання від тертя при проходженні через атмосферу.

 

V. Оцінка якості знань учнів .

 

1. Дайте усно відповіді на питання: (слайд 16)

Вийшовши в жаркий день з річки, ви відчуваєте прохолоду. Це відчуття посилюється у вітряну погоду. Поясніть, чому це відбувається?

Що охолоне швидше за однакових умов: жирний суп або чай? Поясніть, чому?

Нам часто доводиться прати і сушити білизну. У яку погоду це найкраще робити? Що необхідно, щоб білизна швидше висохла?

Чому температура води у відкритих водоймах в літню пору майже завжди нижче температури навколишнього повітря?

А зараз письмово виконайте завдання: (слайд 17)

Варіант 1

1 . Випаровування відбувається ...

А. при будь-якій температурі

Б. при температурі кипіння

В. при певній для кожної рідини

 

2 . При збільшенні температури рідини швидкість випаровування ...

А. зменшується

Б. збільшується

В. не змінюється

 

3 . При наявності вітру випаровування відбувається ...

А. швидше

Б. повільніше

В. не впливає на випаровування

 

Варіант 2

1 . Якщо немає надходження енергії до рідини ззовні, то випаровування супроводжується ...температури рідини.

А. зниженням

Б. підвищенням

 

2 . При збільшенні площі вільної поверхні рідини швидкість випаровування ...

А. не змінюється

Б. збільшується

В. зменшується

 

3 . При конденсації рідини відбувається ...енергії.

А. поглинання

Б. виділення

 

( самоперевірка результатів) (слайд 18)

 

VІ. Підведення підсумків уроку

Давайте згадаємо нашу роботу на уроці.

- Яка була мета уроку?

- Як ви вважаєте, досягли ми мети?

А зараз прослухаємо цікаві повідомлення, які нам підготували наші  учні.

Цікаві факти.

 

 Виявляється , не тільки люди в житті використовують знання про такі процеси , як випаровування і конденсація , але і багато тварин .

 

• 1 . В пустелях температура земної поверхні може підвищуватися до 70 - 80 С вдень і падати до 4 С до кінця ночі. У цих умовах більшість ящірок шукає притулок. Крім того ящірка здатна міняти положення тіла і його забарвлення , а коли температура стає високою , може також зменшити поверхню тіла , втягуючи ребра. (слайд 19)
• 2 . Шерсть у собак дуже тепла , а потових залоз в шкірі практично немає

(Є тільки на пальцях лап ) . Собаки ніколи не пітніють . Влітку їм стає особливо спекотно . Щоб охолодити себе , собака широко розкриває рота і висовує язик . Слина починає інтенсивно випаровуватися , і температура тіла знижується до нормальної. (слайд 20)

• 3 . У слона в шкірі немає жодної потовій залози. Але водойма у слона завжди під рукою. Набирає слон слини з рота хоботом і розмазує по тілу. Відразу полегшення відчувається - адже слина добре випаровується. (слайд 21)
• 4 . У зайця великі вуха , але зовсім не для того, щоб слухати , а для того щоб ними ... потіти. Кожен квадратний сантиметр вуха випромінює до 10 калорій тепла на годину. У спеку заячі вуха відводять третину тепла, що утворюється при обміні речовин. (слайд 22)

 

VІІ. Домашнє завдання (слайд 23)

1. Опрацювати матеріал підручника §46, вправа 46 (2-4)
2. Скласти і написати коротке оповідання чи казку, в основі якого лежатимуть явища випаровування і конденсації.

 

 

 

 

 

 

 

Джерела:
1. Усі уроки фізики. 8 клас./ Кирик Л. А.— Х.: Вид. група «Основа», 2008.— 352 с.
2.Фізика.Збірник задач./Ненашев І.Ю. –Х.:Веста: Вид. «Ранок»,2008. – 176с.
3. Сайти: fizika.ru, http://prezentazia.ucoz.ru, http://fizika.net.ua