Урок "Випаровування та конденсація. Кипіння. Питома теплота пароутворення"

Тема: Випаровування та конденсація. Кипіння. Питома теплота пароутворення

Мета уроку:

З’ясувати особливості будови рідин, властивості рідин; сформувати уявлення про процеси пароутворення та конденсації; пояснити процеси випаровування, конденсації та кипіння на основі атомно-молекулярного вчення про будову речовини; з’ясувати, від чого залежить температура кипіння; увести поняття питомої теплоти пароутворення.

Тип уроку: вивчення нового матеріалу.

Обладнання: навчальна презентація, комп’ютер, проектор, скельця, вода, спирт, пензлик, дзеркальця, чайник із прозорого скла, фен.

 

План уроку:

І. ОРГАНІЗАЦІЙНИЙ ЕТАП

II. АКТУАЛІЗАЦІЯ ОПОРНИХ ЗНАНЬ ТА ВМІНЬ

IІІ. ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

ІV. ЗАКРІПЛЕННЯ НОВИХ ЗНАНЬ ТА ВМІНЬ

V. ПІДБИТТЯ ПІДСУМКІВ УРОКУ

VІ. ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

 

Хід уроку

Епіграф (Слайд 1)

Навіть у найпрекрасніших своїх мріях

людина не може уявити

собі нічого прекраснішого, ніж природа.

М.Вавилов

 

 

І. ОРГАНІЗАЦІЙНИЙ ЕТАП

Український філософ Г. Сковорода казав: « Природа – приємний наставник, і навіть не стільки приємний, скільки обережний і вірний. У природі немає нічого безкорисного. Вона може все і все створює….»

Діти, сьогодні на уроці ми поринемо у світ рідної природи , поспостерігаємо за деякими цікавими її явищами .

II. АКТУАЛІЗАЦІЯ ОПОРНИХ ЗНАНЬ ТА ВМІНЬ

Дітям пропонуються картки, на яких зображено природні явища

Назвіть явища та процеси, які зображені на картках.

Будь-яка речовина може переходити з одного агрегатного стану в інший. За певних умов тверде тіло може перетворитися на рідину, рідина може знову затверднути чи перетворитися на газ.

З вище перерахованих явищ, є такі,  які ми будемо розглядати більш детально на сьогоднішньому уроці.

Чому, виходячи з річки спекотного літнього дня, ми відчуваємо прохолоду?

Куди зникають калюжі після дощу?

Для чого в спеку собака висуває язика?

Чому, якщо хочемо охолодити руки, ми на них дмемо, а якщо хочемо зігріти, то дихаємо?

Вивчивши новий матеріал, ви зможете відповісти на ці запитання.

Отже, тема уроку: «Випаровування та конденсація. Кипіння. Питома теплота пароутворення».

 

 

IІІ. ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

Альберт Ейнштейн казав: «Маючи знання, ми можемо потрапити з точки А в точку В, а маючи уяву, ми можемо потрапити, куди завгодно».

Запрошую вас до країни «Теплові явища». Подорожуючи цією країною, ми відвідаємо три міста: місто «Випаровування», місто «Конденсація», місто «Кипіння».

Допоможе нам у подорожі путівник дослідника (у кожного з учнів він на парті - Додаток 1).

Перша зупинка в країні «Теплові явища» -  місто «Випаровування».

Пропоную вашій увазі відеоролик.  Що ви бачите на відео? (Діти спостерігають рух молекул у рідині і процес випаровування з вільної поверхні рідини).(Слайд 7).

 

Отже, випаровування – це процес пароутворення з вільної поверхні рідини.(Слайд 8).

Розглянемо процес випаровування з точки зору молекулярно-кінетичної теорії. Молекули рідини безперервно рухаються, постійно змінюючи як значення, так і напрямок швидкості свого руху. Серед молекул поверхневого шару рідини завжди є такі, що «намагаються» вилетіти з рідини. Ті молекули, що в певну мить рухаються повільно, не зможуть подолати притягання сусідніх молекул і залишаться в рідині. Якщо ж поблизу поверхні опиниться «швидка» молекула, то її кінетичної енергії буде достатньо, щоб виконати роботу проти сил міжмолекулярного притягання, і вона вилетить за межі рідини.

А зараз на дослідах ми з’ясуємо, від чого залежить швидкість випаровування. (Вчитель демонструє досліди,діти роблять висновки).

Дослід 1.  На два матових скельця наносимо мазки води і спирту. Першим зникає слід від мазка спирту, потім – води.

 Висновок: швидкість пароутворення залежить від роду речовини.

 Питання до учнів: «При якій температурі відбувається пароутворення?» (При будь-якій).

Дослід 2. На холодне скло і на скло, заздалегідь нагріте, наносять мазки спирту. Слід з підігрітого скла зникає швидше.

 Висновок:  при підвищенні температури швидкість пароутворення збільшується.

Як можна пояснити цей факт? (При збільшені температури енергія молекул збільшується, їм легше подолати сили притягання  інших молекул. Швидші молекули вириваються з рідини, таким чином відбувається пароутворення).

Дослід 3. На одне скло наносять краплю спирту, по поверхні іншого подібну краплю  розтирають. З другого скла слід від спирту зникає швидше.

Висновок: Швидкість пароутворення залежить від площини поверхні рідини.

Як можна пояснити цей факт? (При збільшенні площі поверхні  збільшується кількість молекул поверхневого шару, які вилітають з неї).

Дослід 4. На два матових скла наносять мазки спирту. Одне скло обдувають феном – з цього скла спирт зникає швидше.

 Висновок:    Під час вітру швидкість пароутворення збільшується.

Як можна пояснити цей факт? (Вітер здуває молекули пари, зменшуючи їх можливість конденсуватися).

Отже, робимо висновок, від чого залежить швидкість пароутворення (Слайд8):

від температури рідини,

площі її поверхні,

наявності вітру,

від роду речовини.

 

 

Вирушаємо до міста «Конденсація» (Слайд 10).

 

Проведемо експеримент з дзеркальцями. (Учні дихають на дзеркальця, що їм роздав учитель).

 Конденсація - це зворотний процес пароутворення. Тобто, конденсація – це процес перетворення пари в рідину.   Дихаючи на скло, ми бачимо утворення малесеньких крапель води. Ось це і є конденсація речовини.

Процеси конденсації в природі ми спостерігаємо щодня (Слайд 11). Так, літнього ранку на листі рослин бачимо прозорі краплі роси. Це водяна пара, яка вдень накопичується в повітрі внаслідок випаровування, а вночі, охолоджуючись, конденсується.

Коли вологе повітря піднімається у вищі шари атмосфери, то, охолоджуючись, воно утворює хмари. Хмари складаються з дрібних краплинок води, що утворилися внаслідок конденсації водяної пари. Коли вологе повітря охолоджується поблизу поверхні Землі, утворюється туман. Оскільки процес конденсації супроводжується виділенням енергії, то утворення туману затримує зниження температури повітря.

 

 

Рушаємо далі до міста Кипіння. (Слайд 12)

Проведемо експеримент. Наллємо води у скляний прозорий чайник та почнемо її нагрівати.

(Вчитель коментує увесь процес закипання води).

Через якийсь час дно та стінки чайника вкриваються бульбашками, які утворені розчиненими у воді газами і водяною парою. Річ у тім, що зі збільшенням температури розчинність газів зменшується, а «зайвий» газ виділяється всередину бульбашок. Зі зростанням температури тиск газу всередині бульбашок теж зростає, і щойно цей тиск перевищить зовнішній тиск, бульбашки починають збільшуватися в об’ємі.

Після досягнення кожною бульбашкою певного розміру архімедова сила, що діє на неї, відриває її від дна посудини й бульбашка піднімається. На місцях бульбашок, що відірвалися, залишається невелика  кількість газу – зародки нових бульбашок.

Верхні шари рідини певний час холодніші за нижні, тому у верхніх шарах водяна пара в бульбашках конденсується і бульбашки схлопуються. Цей процес супроводжується шумом і утворенням численних дрібних бульбашок.

Коли вся рідина прогріється (температура верхніх і нижніх шарів зрівняються), бульбашки, піднімаючись, уже не зменшуватимуться в об’ємі, а навпаки, будуть збільшуватися, адже всередину бульбашок активно випаровується вода. Досягнувши поверхні рідини, бульбашки лопаються і викидають назовні значну кількість водяної пари. Вода при цьому вирує і клекоче -  ми бачимо, що вода закипіла.

Продовжимо експеримент. Будемо нагрівати далі вже киплячу воду і спостерігати за показами термометра. Бачимо, що стовпчик термометра зупинився на позначці 100˚С. Отже, під час кипіння температура рідини не змінюється. (Слайд 13).

Температуру, за якої рідина кипить, називають температурою кипіння.

Температура кипіння залежить від роду рідини, зовнішнього тиску, наявності в рідині розчиненого газу.

 

 

Процес кипіння – це процес переходу рідини в пару, і цей процес іде з поглинанням енергії. Тому для підтримування кипіння до рідини потрібно підводити певну кількість теплоти. Ця енергія йде на розривання міжмолекулярних зв’язків і утворення пари.

Вчитель пояснює, як залежить температура кипіння від висоти.(Слайд 17).

 

Питома теплота пароутворення — це фізична величина, що характеризує певну речовину й дорівнює кількості теплоти, яку необхідно передати рідині масою 1 кг, щоб при незмінній температурі перетворити її на пару. (Слайд 19)

Робота з підручником Додаток 4 стор. 230.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                          Слайд 20                                                        Слайд 21

 

ІV. ЗАКРІПЛЕННЯ НОВИХ ЗНАНЬ ТА ВМІНЬ

Розв’язання задачі Вправа 14.3. Учень виконує біля дошки.

 

Дано:	Розв’язання   Відповідь:

 

Гра «Так чи ні»

Учитель зачитує тези, учні підіймають синю сигнальну картку, якщо погоджуються з твердженням і червону, якщо не погоджуються. (Слайд 23).

1. Пароутворення поділяється на кипіння і конденсацію. (Ні)

2. Процес переходу з газоподібного стану в рідкий називається конденсацією. (Так)

3. Кожна речовина має свою температуру кипіння. (Так)

4. Швидкість випаровування не залежить під площі поверхні . (Ні)

5. Питома теплота пароутворення позначається символом r. (Так)

6. Випаровування – це процес пароутворення з вільної поверхні. (Так)

V. ПІДБИТТЯ ПІДСУМКІВ УРОКУ

  Ось і закінчується наша подорож. Ми побували у кількох містах та вивчили багато нового. Розширили наші знання  властивостей рідин,  розглянули процеси пароутворення та конденсації, пояснили процеси випаровування, конденсації та кипіння на основі атомно-молекулярного вчення про будову речовини, а також з’ясували умови, від яких залежать ці процеси.

У мене в руках «кошичок дбайливого  господаря», у якому містяться картки із зображенням побутових приладів, якими ми користуємось щодня. (Вчитель роздає учням картки із зображенням парової праски, кавоварки, чайника, мультиварки, пароварки). Які процеси з тих, що ми вивчили сьогодні, використовуються або зустрічаються в роботі цих приладів? (Учні описують прилади, які їм дістались і процеси, які можна в них спостерігати: пароутворення, конденсація, кипіння). (Слайд24)

VІ. Мотивація оцінювання

 Учитель виставляє оцінки найактивнішим учням.

VІІ. Домашнє завдання

Вивчити § 13, 14 Вправа № 14 ( 5).

(Вчитель демонструє відео про перегріту рідину).

 Завдання учням додому: Описати побачене.

   Додаток 1