Випаровування і конденсація рідин. Питома теплота пароутворення. Температура кипіння, Урок

8 клас

Тема. Випаровування і конденсація рідин. Питома теплота пароутворення.  Температура кипіння.

Мета.

Дидактична: закріпити знання учнів про зміну агрегатного стану речовини; сформувати уявлення про процеси випаровування та конденсації, кипіння; показати відмінність між процесами кипіння і випаровування; ввести поняття «питома теплота пароутворення»; формувати вміння спостерігати фізичні явища й аналізувати факти при спостереженні явищ.

Розвивальна: розвивати вміння спостерігати за фізичними явищами, аналізувати їх і пояснювати на основі знань про види теплопередачі; розвивати самостійне, логічне та творче мислення учнів, вміння порівнювати, узагальнювати, систематизувати, робити висновки; розвивати фізико-математичну мову учнів та їх цікавість до фізики.

Виховна: виховувати увагу, працелюбність учнів, вміння раціонально використовувати навчальний час; формувати науковий світогляд учнів через розкриття причинно-наслідкових зв’язків.

Тип уроку: урок вивчення нового навчального матеріалу.

Обладнання: набік карток-плакатів, скляні скельця 8 шт., піпетки 4 шт., пензлики 4 шт., пляшечки з водою 4 шт., пляшечка зі спиртом, віяло.

Хід уроку

І. Організаційний момент

ІІ. Актуалізація опорних знань

1.Ідивідуальне завдання (№407, с.196, підручник)

2.Вправа «Закінчи речення»

1.Процес переходу речовини з твердого стану в рідкий називається …

2.Чи відбуватиметься процес плавлення речовини без отримання нею додаткової енергії?

3.Температуру, за якої речовина переходить у рідкий стан, називається …

4.Яке позначення та яка одиниця вимірювання питомої теплоти плавлення?

5.Процес переходу речовини з рідкого стану в твердий називається …

6.Які зміни відбуваються з температурою речовини під час її кристалізації?

7.Як змінюється маса речовини під час переходу її з одного агрегатного стану в інший?

8.Чи відбудеться процес плавлення льоду при температурі -15⁰С?

9.Чим температура плавлення речовини відрізняється від температури її кристалізації?

10.Процеси плавлення та кристалізації називають взаємооберненими. Чому?

Відповіді

1.Плавлення.

2.Ні.

3.Температурою плавлення.

4.Я, Дж/кг.

5.Твердненням або кристалізацією.

6.Змін немає.

7.Не змінюється.

8.Ні. лід спочатку необхідно нагріти до температури плавлення

9.Не відрізняється.

10.Обидва процеси для даної речовини відбуваються при однаковій температурі.

(Взаємоперевірка за зразком, оцінювання)

ІІІ. Мотивація навчальної діяльності учнів

Давайте пригадаємо в яких агрегатних станах може перебувати  одна і та сама речовина? (Учитель на дошці складає схему . Спершу картки «газ», «рідина», «тверде тіло»,  відповідні стрілки між т.т. та рідиною, пізніше між рідиною та газом, після перегляду фільму.)

Проблемна ситуація (Перегляд фрагменту фільму про грозу)

Навколо нас скрізь відбуваються взаємні перетворення рідини і пари. Ці явища нас оточували з дитинства, а сьогодні ми поглянемо на них очами дослідників, очами фізиків.

ІІІ. Повідомлення теми та мети уроку

Епіграф уроку

Лише дослід знімає завісу з таємниць природи.

Галілео Галілей.

Тема уроку: «Випаровування і конденсація рідин. Питома теплота пароутворення. (Учні записують тему уроку)

Мета уроку (зачитування з екрану)

 IV. Вивчення нового матеріалу

Наведіть приклади з повсякденного життя коли рідина перетворюється на пару?

(Пояснюючи новий матеріал вчитель формує схему на дошці)

1. Існує два способи пароутворення: випаровування і кипіння
2. Випаровування – це пароутворення, яке відбувається з вільної поверхні рідини.

З’ясуємо, як відбувається випаровування.

З чого складається будь-яке тіло? (Всі тіла складаються з молекул, які безперервно і хаотично рухаються і між собою взаємодіють).

У рідинах не всі молекули рухаються з однаковою швидкістю. Окремі молекули мають швидкість, більшу чи меншу за середню. Швидші молекули мають відповідно і більшу кінетичну енергію. Якщо такі «швидкі» молекули опиняються біля поверхні рідини, то вони можуть подолати притягання сусідніх молекул і вилетіти з рідини. Ці молекули й утворюють пару даної рідини. Подальша «доля» цих молекул може скластись по-різному. Деякі з них можуть знову повернутись в рідину, і цей процес називається конденсацією.

Наведіть приклади конденсації (утворення хмар, туману, роси)

(Схема на дошці)

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

Інтерактивна вправа: робота в парах

З’ясуємо, від яких факторів залежить швидкість випаровування.

3 пари учнів виконують експериментальні завдання, прозвітують про їх виконання і зроблять висновки.

Решта учнів опрацьовують цей матеріал за підручником

Інструктаж з БЖД: будьте уважні зі скляними предметами. Скельця, піпетки міцно тримайте під час експерименту; обережно працюйте з рідинами.

Завдання для групи № 1. Дослідіть швидкість випаровування спирту і води. На різні скельця нанесіть мазки води та спирту.

Обладнання: пляшечки зі спиртом, водою, скляні пластинки, пензлик.

Зробіть висновок. (Спирт випаровується швидше за воду. Різні рідини випаровуються по-різному).

Завдання для групи № 2. Дослідіть швидкість випаровування від площі поверхні рідини. На два скельця  нанесіть по краплі води. Одну з крапель розітріть по склу.

Обладнання: пляшечка з водою, скляні пластинки,  пензлик.

Зробіть висновок. (Швидкість випаровування тим більша, чим більша площа поверхні рідини).

Завдання для  групи № 3. Дослідіть швидкість випаровування від вітру.

Нанесіть на дві скляні пластинки по краплі води. Одну з краплин обмахуйте віялом.

Обладнання: пляшечка з водою, скляні пластинки, піпетка, віяло.

Зробіть висновок. (Швидкість випаровування збільшується, якщо швидше віддаляється утворена пара)

Завдання № 4. Виконує вчитель. Дослідіть швидкість випаровування від температури рідини.

Одну зі скляних пластинок нагрійте. На обидві пластинки піпеткою нанесіть краплину води.

Обладнання: пляшечка з водою, скляні пластинки, піпетка, спиртівка, запальничка.

Зробіть висновок. (Швидкість випаровування тим більша, чим вища  температура).

Запис в зошитах:

4. Швидкість випаровування залежить від температури рідини, площі її поверхні, від природи речовини та наявності вітру.

Як змінюється тепловий стан рідини при випаровуванні?

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

Дослід з термометром

Резервуар термометра огортаємо тканиною, змоченою у рідину. Покази термометра на кілька градусів різко знижуються.

Проблемне запитання: Як можна це пояснити?

Які молекули залишають рідину під час випаровування?( Під час випаровування рідину залишають найшвидші молекули. І рідина, що випаровується – охолоджується)

На початку уроку ми говорили, що молекули пари можуть повертатись назад у рідину.

Як називається цей зворотній до пароутворення процес ? (Конденсація)

Під час конденсації з пари в рідину повертаються швидкі молекули і температура рідини зростає.

5. При випаровуванні енергія затрачається – температура рідини знижується.

6. Під час конденсації енергія виділяється – температура рідини  зростає.

Ще один спосіб пароутворення – це кипіння.

Дослід  (демонстрація за допомогою веб-камери) закипання води в пробірці (шум,бульбашки)

Поглянемо на воду на малюнку.

• Що утворюється в рідині? (бульбашки)
• Що знаходиться всередині бульбашки? (пара)
• При якій температурі кипить вода?( при 100°С)

Продовжуючи нагрівати, спостерігаємо інтенсивне кипіння, звертаємо увагу на те, що температура не змінюється.

Всі рідини киплять при однаковій температурі? (Ні. У різних рідин різна температура кипіння)

Температура кипіння рідини залежить від атмосферного тиску. Запис в зошитах:

7. Кипіння – пароутворення  в усьому об’ємі рідини з утворенням бульбашок пари.

Проблемне запитання

Чому ми відчуваємо запах нафталіну? (сублімація)

Робота з підручником

Щоб з’ясувати від чого залежить кількість теплоти,  яку потрібно затратити,  щоб випарувати рідину при температурі кипіння розглянемо табличку на ст.___

• Яку назву має ця табличка? Які дані в ній розміщені?

8. Питома теплота пароутворення – це фізична величина, яка показує, яку кількість теплоти потрібно затратити, щоб перетворити рідину масою 1 кг в пару при температурі кипіння.

Або, питома теплота пароутворення – це фізична величина, яка показує, яка кількість теплоти виділиться під час конденсації 1 кг пари.

Позначається латинською буквою L.

                          [L] = 1

Наприклад питома теплота пароутворення води при  2 300 000 . Це означає, щоб випарувати 1 кг води потрібно затратити 2 300 000 Дж теплоти або під час конденсації 1 кг водяної пари виділиться 2 300 000 Дж теплоти.

Запишемо формулу для обчислення кількості теплоти, яка потрібна для випаровування рідини взятої при температурі кипіння.

Запис в зошитах: Q = Lm

Q – кількість теплоти;

L – питома теплота пароутворення;

m – маса рідини

Медична розминка

1.Ви на кухні готували смачну вечерю для родини. Раптом розжарений жир бризнув на руку. Які ваші дії?

(олія зменшує випаровування і перешкоджає охолодженню шкіри. Тому краще змити опік водою і змастити розчином спирту)

2.У вашого товариша піднялася температура після теплового удару, він перегрівся на сонці. Ви не маєте ніяких лікарських засобів. Як ви допоможете товаришу? Чому його необхідно розтерти водою з оцтом?

VI. Закріплення нового матеріалу, контроль і самоперевірка

-Індивідуальне завдання біля дошки

Розділити твердження що розташовані на дошці на дві колонки, ті, що стосуються випаровування в одну колонку, кипіння – в іншу за допомогою стрілок.

• відбувається за будь-якої температури;
• відбувається за певної температури;
• відбувається з вільної поверхні рідини;
• відбувається в усьому об’ємі рідини;
• залежить від температури рідини, площі її поверхні, від природи речовини та наявності вітру;
• відбувається  з утворенням бульбашок пари;

А що є спільного між випаровуванням і кипінням?

 Вправа «Так-ні» (письмово)

Слова "так" і "ні" короткі, але вони потребують обдумування. Отже я пропоную вам дати відповіді "так" або "ні" на такі твердження.
1) Конденсація – це  процес перетворення рідини на пару (ні) 
2) Кипіння відбувається за сталої температури. (так) 
3) Пароутворення з поверхні рідини називається кипінням (ні)
4) Тварини в спеку захищаються потовиділенням (так)

5) Над стовпчиком ртуті в термометрі знаходиться пара ртуті (так) 
6)Температура кипіння та конденсації даної речовини однакові (так)

7) Причина висихання калюж на асфальті – конденсація. (ні) 

8) Тіло людини не перегрівається, бо відбувається випаровування рідини з поверхні шкіри. (так)             

9)Молекули, які мають меншу швидкість швидше покидають рідину (ні)

10)Скошена трава у вітряну погоду висихає швидше (так)

Оцініть свою роботу. За кожне правильне твердження – один бал.

VIІ. ПІДБИТТЯ ПІДСУМКІВ УРОКУ. РЕФЛЕКСІЯ.

Давайте підіб’ємо підсумки сьогоднішнього уроку.

«На уроці я …дізнався… зрозумів… навчився…»

VІ. Завдання додому.

Параграф 48, вправа 410-412, 415.

Створити презентацію з даної теми

Додатки

Завдання для групи № 1.

 Дослідіть швидкість випаровування спирту і води. На скло нанесіть мазки води та спирту.

Обладнання: пляшечки зі спиртом, водою, скляна пластинка, пензлик.

Зробіть висновок. (Спирт випаровується швидше за воду. Різні рідини випаровуються по-різному).

Завдання для групи № 2.

Дослідіть швидкість випаровування від площі поверхні рідини. На  скельце  нанесіть по краплі води. Одну з крапель розітріть по склу.

Обладнання: пляшечка з водою, скляна пластинка,  пензлик.

Зробіть висновок. (Швидкість випаровування тим більша, чим більша площа поверхні рідини).

Завдання для  групи № 3.

 Дослідіть швидкість випаровування від вітру.

Нанесіть на дві скляні пластинки по краплі спирту. Одну з краплин обмахуйте віялом.

Обладнання: пляшечка зі спиртом, скляні пластинки, піпетка, віяло.

Зробіть висновок. (Швидкість випаровування збільшується, якщо швидше віддаляється утворена пара)

Завдання № 4.

 Дослідіть швидкість випаровування від температури рідини.

Одну зі скляних пластинок нанесіть краплю гарячої води, на інщу- холодної.

Обладнання: пляшечки з гарячою і холодною водою, скляна пластинка, піпетка.

Зробіть висновок. (Швидкість випаровування тим більша, чим вища  температура).