Узагальнюючий урок по темі «Агрегатні стани речовини»

 Фізика, 8 клас

Охотник Галина Григорівна, вчитель фізики КЗ «СЗШ № 23» Кам'янської міської ради

                                           

  Узагальнюючий   урок   по  темі «Агрегатні   стани речовини».

 

Мета   уроку:        Узагальнити і   систематизувати  знання  учнів  з  теми  «Агрегатні стани                        речовини».   Продовжити  формування  в  учнів операційних  основ   мислительної                        діяльності   ( вміння   порівнювати,   класифікувати,   означувати   поняття і                        конкретизувати  їх  суть,  виділяти  головне). Продовжити   формувати   вміння                           аналізувати   умови задач,   у   яких   розглядаються   процесу   теплообміну,   що                        супроводжуються переходом  речовини  з  одного   агрегатного   стану   в інший.                        Формувати  політехнічний  кругозір  учнів, виховувати   їх   інтерес   до  фізичних                        знань.  

Тип   уроку:         Узагальнення та  систематизації   знань.

 

План проведення   уроку.

1.        Мотивація  учбової  діяльності  учнів.  Повідомлення  теми, мети  проведення  уроку.

2.        Робота  з  узагальнюючою  таблицею  1.

3.        Обговорення  таблиці  2.

4.        Індивідуальне  розв’язування  задач  (за  дидактичними матеріалами).

5.        Виконання  експериментальних  завдань.

6.        Фронтальне     опитування  ( під   час   фронтального опитування   виконуються   індивідуальні   завдання  п. 4,  5).

7.        Обговорення   виконаних   індивідуальних   завдань.

8.        Прослуховування  коротких  звітів  щодо  проведення домашніх  дослідів.

9.        Складання  задач  по  графікам  (колективний  запис  умов на  дошці  та  в  робочих зошитах,  розв’язати  задачі  пропонується дома).

10.    Прослуховування   короткочасних   повідомлень.

11.    Естафета   «Знання   формул».

12.    Підведення   підсумків.

 

Робота   з   узагальнюючою таблицею                     сприяє   систематизації  знань,  логічному осмисленню  вивченого,   допомагає   представити   тему   в цілому.

•      Скласти розповідь   по  строкам   1,   2,  3,  4   таблиці.

•      Назвати  слова  антоніми  до  слів   термінів:   охолодження, конденсація,  плавлення.  Назвати,  користуючись таблицею,  теплові  процеси,  в  яких  енергія  поглинається ( виділяється ) речовиною.

•      Показати  графіки  теплових  процесів,  в  яких  енергія поглинається,  а  температура речовини  не  змінюється.  Як  називаються  ці процеси  і  як  пояснити  цю  особливість?

•      Чому в  таблиці  1  указані  «спарені»  процеси,  а  формула  для  визначення кількості теплоти  у  них  одна?

 

№	Назва  процесу	Що    відбувається	Формула,  яка описує процес	Графік процесу	Характерна фізична   величина
1.	Нагрівання         Охолодження	Речовина → нагрівається       охолоджується	Q  Cmt2 t1		С  –   питома теплоємність речовини
				t, хв
2.	Плавлення       Кристалізація	Речовина   переходить →        з  твердого   стану в  рідкий          з  рідкого в  твердий	Q m	t,0С t, хв	 – питома          теплота            плавлення
3.	Випаровування         Конденсація	Речовина переходить →        з  рідкого в газоподібний   з   газоподібно- го  в  рідкий	Q= Lm	t,0С     t, хв	L – питома          теплота пароутворення
4.	Згорання	Паливо        згорає	Q= qm		q- питома  теплота згорання   палива

 

 Обговорення таблиці

Агрегатні   стани   речовини

 

 

                     твердіння конденсація

 

лід вода                                                     пара

             

                   плавлення пароутворення

 

Внутрішня   енергія

  

зменшується                           зменшується

             

   U                                               U

●●

 

збільшується                          збільшується

                    U льоду                                   U води                                       U  пари

 

          

Виконання   експериментальних   завдань

1.                  Чи   закипить  вода  в  пробірці,  якщо  опустити  її  в посудину  з  водою,  яка  кипить? Перевірте  своє  припущення  на  досліді  і поясніть  його  результати.

2.                  На  столі  стоять  дві  склянки  з  однаковою  кількістю води,  яка  має  кімнатну  температуру.  В  посудині  з  гарячою  водою знаходяться  два  тіла  (з  латуні  та  алюмінію)  однакової  маси.  Опустіть їх  в  склянки  з  водою  і  за  показами  термометрів  визначте,  в  яку посудину   яке  тіло  положили.  ( Дозволяється  користуватись  таблицею фізичних  величин ).

3.                  Ополоснувши  пів – літрову  банку,  щільно  закрийте  її кришкою,  в  останній  зробіть  отвори  і  за  допомогою  двох  гайок закріпіть  ніпель  від  велосипедної  камери.  Велосипедним  насосом накачайте  в  банку  повітря  до  тих  пір,  поки  не  відбудеться  зрив  кришки з  банки,  що  супроводжується  хлопком.  Проаналізуйте  та  поясніть.

 

Задача  1.          Яку  кількість  води можна  закип’ятити,  витративши  0,5  кг  дров,  теплота 

згорання   яких 1,0 * 10^{7  Дж} ,   якщо  на  нагрівання  води  пішло   42 %  тепла,  що  кг

виділилося?  Початкова температура  води  10 ⁰С.

 

            Дано: Розв’язування:     m₁₌0,5 кг                          Дрова згораючи  виділяють  кількість  теплоти

Дж

    q=1,0 * 107 _кг                                                  Q₁ = g m₁

     t₁=10 ⁰C                           На  нагрівання  води  іде  42 % цієї теплоти     t₂=100 ⁰C Q₂ = 0,42Q₁

    C= 4200 ^Дж₀              Вода отримує  кількість  теплоти кг С

Q₂ = Cm₂ ( t₂ – t₁ )      m₂ - ?                               Cm₂ ( t₂ – t₁ ) = 0,42 qm₁

0,42qm¹

 m2 =

Ct₂ t₁

0,4210^{7 Дж} _0,5кг

m₂                          ^кг                  



4200 Дж  1000C 100C

0

кг С

m₂=0,56 кг

              Відповідь:    маса  води, яку  можна  закип’ятити,  0,56 кг.

 

Фронтальне   опитування:

 

•      Який  з  двох  металів  ( алюміній  чи  мідь )  ви  б  вибрали щоб  виготовити  посуд,  в  якому  можна  розплавити  другий метал?                                                                  ( мідь )

•      Який  з  шматків  ( стальний  чи  вольфрамовий )  залишиться твердим,  якщо  буде  опущений  в  розплавлене залізо? ( вольфрам )

•      Чи  можна  розплавити  янтар,  тримаючи  його  в  олов’яній ложці ?     ( ні )   В  алюмінієвій ?           ( так )

•      Олово  перевели  з  одного  агрегатного  стану  в  інший. Затверділо  воно  чи  навпаки,  розплавилось,  якщо  відомо,  що  його внутрішня  енергія   зменшилась ?   ( затверділо )

•      Вода чи  водяна  пара,  якщо  їх  маси  однакові,  при  100 ⁰С  мають  меншу внутрішню 

енергію, чому? ( вода )

•      Порівняйте кипіння  та  випаровування  рідини.  Що  у  них  спільного?  В  чому  різниця цих  явищ?  

•      Підраховано, що  якщо  для  заправки  бензином  використовувати  відро,  то  за  рік 

втрати  пального  ( на  один  автомобіль )  200 кг.                     Які  причини  цих  втрат ?               ( випаровування )

•      Чому собака,  яка  біжить,  висовує язик?                                                   ( випаровування )

•      Тілу надали  деяку  кількість  теплоти.  Чи  завжди  можна  стверджувати,  що 

температура  тіла збільшилась?                                                    ( ні → кипіння,  плавлення )

•      Під час  льодоходу  поблизу  річки  холодніше,  ніж  далі  від  неї.  Чому?     ( плавлення )

•      Фізична  величина,  яка  показує,  яку  кількість  теплоти необхідно  для  перетворення,  при  температурі  плавлення,  твердої кристалічної  речовини  масою  1 кг  в  рідину,  називають  питомою  теплотою плавлення.  Чи  можна  з  цього  означення  опустити  слова:  „при температурі  плавлення”,  „ твердої  кристалічної”?  Чи  можна  замінити слова  „кількість  теплоти”  на  „кількість  внутрішньої  енергії”?

•      В  чому  проявляється  закон  збереження  і  перетворення енергії  при  пароутворенні  і  конденсації  пари?

•      Який з  наведених  графіків  зміни  температури  речовини  відповідають:  процесу плавлення,  процесу  твердіння,  нагріванню речовини  без  переходу  в  інший агрегатний  стан?        

                            

          t,⁰С t, ⁰С                                              t, ⁰С  

                                                                                               

        0                           t, хв                    0 t,хв                   0                     t, хв                   

 

 

              Задача, постановка  якої  передбачає  комплексне  розглядання  окремого  явища, об’єкта,  проблеми  на  рівні  набуття  учнями   знань  по декільком  предметам  (фізика,  географія ).

 

               На основі  поняття  теплоємності  та  конвекції  поясніть,  чому  на  березі морів  і  океанів  спостерігаються  вітри  –  бризи   і  вітри – мусони. Який їх  переважний  напрямок  на  протязі  доби  та  на  протязі  року?

 

             Прослуховування короткочасних  повідомлень  щодо  проведення  домашніх  дослідів  та пояснення  їх  результатів.

              Поставити на  плиту  дві  однакові  жерстяні   банки;  в  одну  налити  воду  масою  100 г,  а  в  іншу  – лід  такої  ж  маси.   Виміряти  температуру  води  і льоду,  а  також  час,  який  необхідний  щоб  в  обох  банках  вода  закипіла.

 

              Складання  та розв’язування  задач  на  теплові  явища.

 

1.                            t, ⁰С АВ –  нагрівання   від   t₀  до   t₁                     

 

                                                                                           ВС – плавлення   при  t₁

 

                t₁ В             С                                               Q= Cm ( t₁ – t₀  ) + λ m                 0                                 t, хв                    

Яка  кількість  теплоти  необхідна  для                          t0 нагрівання  і  плавлення  льоду?

                                                                                                                                        

2.                            t, ⁰С           

                           

D       E                                    АВ –  нагрівання   від   -20⁰С до   0⁰С

100  ⁰С                                                                      ВС –  плавлення   при   0⁰С

СD –  нагрівання   від   0⁰С    до   100⁰С

DE –  кипіння   при   100⁰С

В      С                                                      

0                    Яка кількість  теплоти  необхідна  щоб 1кг                                                            t, хв льоду,   який   має   температуру    -20⁰С, - 20 ⁰С  А                                              перетворити в  пару? Дано:                                       Розв’язування:                    t₀ = -20⁰C                    C_л = 2100 ^Дж₀                       Q = C_лm ( t₁ – t₀ ) + λm + C_вm ( t₂ + t₁ ) + Lm

кг С

λ = 3,410^{5 Дж} кг

t₁ = 0⁰C                    t₂ = 100⁰C                    L = 2,310^{6 Дж} кг

                   С_в = 4200 ^Дж₀  

кг С

 

 

                     Q  – ?

 

 

3.                            Скласти  задачу  по  графіку   зміни  температури  води масою  1 кг.

 

                t,⁰С

100  ⁰С

 

 

 

0                    t, хв    

4.                            Скласти  задачу  з  числовими  даними  по  графіку  зміни температури  води                                    масою  1 кг.

 

                t, ⁰С

                                               

 

100  ⁰С

 

               

               30 ⁰С

                  

0                                t, хв

 

 

5.                            Скласти  задачу  з  числовими  даними  по  графіку  зміни температури  речовини                                    масою  1 кг.    Яка це  речовина?

                t, ⁰С                            

 

              35 ⁰С

 

 

              10 ⁰С

 

0                    t, хв

 

6.                            Подано  графік  зміни  агрегатного  стану  речовини.   Яка це  речовина?

  

                t, ⁰ С                        

 

               98 ⁰С

 

 

               28 ⁰С

       

0                                     t, хв

 

7.                            Складіть  задачу  за  графіком  зміни  стану  води  масою  1 кг.

       

                t, ⁰ С        

       

 

               10 ⁰С

 

                     

0                                        t, хв

 

 

             - 10 ⁰С

 

             

Короткочасні   повідомлення 

 

•      Кашалот на  лобі  має  спермацетовий  орган.  Він  служить  для  управління  його плавучістю.  Спермацетовий  орган  містить  жир,  який  помітно  змінює  свій об’єм  під  впливом  температури  ( під  час   занурення  на  глибину ).  При зниженні  температури  стає  густішим  і  з  рідини  перетворюється  в білувату  кашицю,  яка  складається  з  кристалів.  В  такому  стані  він, займаючи  менше  місця,  витісняє  менше  води,  тому  плавучість  кита знижується  ( зменшується  Архімедові  сила ).  Ця  особливість  кашалота особливо  цікава  для  конструювання  батискафів.

 

•      4 грудня  1982 р.  в  Саксонії  падали  згустки  снігу,  які  досягали  ширини 12 см.   Пояснити  це  надзвичайне  явище  можна  так.    У  верхніх  шарах атмосфери  температура  повітря  завжди  нижче,  ніж  поблизу  земної поверхні.  В  цих  шарах  утворюються  невеличкі  кристалики  льоду  – „ діамантовий  пил”.  Падаючи,  вони  потрапляють  в  шари  повітря, температура  яких  поступово  підвищується,  і  водяна  пара,  яка знаходиться  в  цих  шарах,  зіштовхуючись  з  холодною  сніжинкою  і конденсуючись  на  ній,  сприяє  її  росту.  Якщо  температура  повітря близька  до  0 ⁰С,  то  поверхні  сніжинок  оплавляються  і злипаються  між  собою,  утворюючи  великі  згустки.

 

 

•      Велику шкоду  народному  господарству,  особливо  посівам,  наносить  град.  Частіше всього  град  випадає  не  дуже  великих  розмірів,  але  інколи   буває досить   крупним  ( з  градинами  масою  почти  з  кілограм ).  Від  граду розміром  з  курині  яйця  в  Кабардино – Балкарії  якось  загинуло  стадо овець;  гинуть  від  граду  навіть  корови.  Як  же  утворюється  град?  На висотах,  де  температура  від’ємна,  в  хмарах  велика  кількість  дрібних кристаликів  льоду  і  крапель  переохолодженої  води.  При  зіштовхуванні водяної  краплі  в  потоках  повітря  з  «градом  зародком» ( кристаликом льоду )  вона  миттєво  намерзає  на  нього,  утворюючи  градину,  яка  росте до  тих  пір,  поки  струмені  повітря  ( швидкість  їх  може  досягати сотень  кілометрів  за  годину ) здатні  утримувати  всю  масу  таких  градин. Але  в  деякий  момент  підйомна  сила  стає  недостатньою  і  льодяна  лавина обрушується  на  землю.  Зараз  ведеться  активна  боротьба  з  градом,  яка  дає великий  економічний  ефект.   

 

Заключна  частина  уроку присвячена  узагальненню  умінь  учнів  розв’язувати  задачі;  вона проводиться  у  вигляді  естафети  «Знання  формул».   Учням пропонується  задачі.  Задача  вважається  виконаною,  якщо  учні  піднімають картки  з  тими  формулами,  які  необхідно  використати  для  її розв’язування  ( при  цьому  враховується   порядок  застосування  формул  для розв’язування  задач ).

 

1.      Яка кількість  теплоти  необхідна  для  плавлення  шматка  міді  масою  2 кг, температура  якого  10 ⁰С ?

2.      Яка кількість  теплоти  необхідна  для  перетворення  2 кг  льоду,  взятого  при температурі  0 ⁰С,  у  воду  кімнатної  температури?

3.      Водяна пара,  температура  якої   100 ⁰С,  конденсується,  і  утворена  з неї  вода  охолоджується  до  0 ⁰С.  Яка  кількість  теплоти виділяється  при  цьому?  Маса  пари  2 кг.

4.      Температура  шматка  льоду  масою  2 кг  дорівнює  - 10 ⁰С. Яку  кількість  теплоти  необхідно  затратити,  щоб  лід  розплавити,  а отриману  воду нагріти  до  кипіння  і  випарити?

 

Узагальнююче  повторення  дозволяє учням,   переосмислюючи  конкретне і  часкове,  перейти  до  основного висновку: «Агрегатні стани  речовини  ― це  стани  однієї  і  тієї  ж  речовини,  переходи  між якими  супроводжуються  стрибкоподібними  змінами   внутрішньої  енергії».