Тема. Пароутворення і конденсація.

Мета. З’ясувати суть процесів пароутворення і конденсації на основі атомно-молекулярного вчення. Формувати вміння пояснювати процеси, які відбуваються в природі й побуті, на основі знань про пароутворення і конденсацію, навчити учнів обчислювати кількість теплоти в цих процесах.

Активізувати пізнавальний інтерес до фізики, як науки про природу, сприяти

виробленню у них потреби саморозвитку й самоосвіти. Формувати культуру розумової праці. Розвивати логічне мислення, уміння проводити дослід та формулювати власну точку зору.

Тип уроку: вивчення нового навчального матеріалу.

Обладнання: пробірка з кристаликами йоду, спиртівка, тримач для пробірки, два однакових термометри, вата, спирт, колба з водою в яку вставлена пробка з скляною трубкою, скло, комплекти приладів для кожного учня.

Демонстрації: випаровування кристаликів йоду, поглинання енергії при випаровуванні рідини, кипіння рідини, конденсація пари, виділення енергії при конденсації пари.

Хід уроку

1 Організаційний момент

Продзвенів уже дзвінок,

Розпочнемо наш урок.

Настрій на урок взяли,

Працювати почали.

2 Створення проблемної ситуації. Казка-загадка.

У одному місті, у чудовому палаці жив молодий принц. Біля палацу у саду росли три кущі троянд. Часто вечорами принц співав власні пісні. І ось одного разу він почув, що хтось із саду йому підспівує. Він визирнув у вікно.

Біля кущів троянд принц побачив прекрасну дівчину, яка співала його пісні. Він вийшов до неї і запитав: Хто ти прекрасна незнайомко? Я – одна з троянд

що ростуть у твоєму саду. Злий чаклун перетворив мене на прекрасну квітку. Якщо вранці, тільки-но зійде сонце, в одному з кущів ти впізнаєш мене, чари розвіються, і я стану дівчиною, а якщо не впізнаєш, то я назавжди залишуся трояндою у твоєму саду.

Вранці, тамуючи подих, принц уважно вдивлявся в кущі троянд. Він дуже боявся помилитися.

- Це ти ! – сказав принц і простягнув руки до одного з кущів. І враз з’явилася дівчина.

Запитання. Як принц упізнав у троянді дівчину? (на кущі не було роси) .

Вранці на квітах, на листочках, на траві ви бачили росу. Що таке роса?

(утворення роси це конденсація водяної пари)

Чому після дощу висихають калюжі? (випаровується вода)

А коли ви бачили інтенсивне випаровування води. (при кипінні)

Отже, що ми сьогодні будемо вивчати на уроці?

 (випаровування кипіння і конденсацію).

3 Формулювання теми, мети, і завдань уроку.

Тема. Пароутворення і конденсація.

Мета. З’ясувати суть процесів випаровування кипіння й конденсації.

Завдання. Встановити на основі дослідів і прикладів, від чого залежить швидкість переходу рідини в газоподібний стан, уміти пояснювати процеси, які відбуваються в природі і побуті на основі знань про випаровування і конденсацію, навчитись обчислювати кіль кість теплоти в цих процесах.

4 Актуалізація опорних знань

Щоб краще зрозуміти ці процеси, потрібно пригадати деякі питання, які ви вивчали раніше.

1 Які основні положення молекулярної будови речовини.

(усі речовини складаються з атомів і молекул, частинки речовини хаотично й безперестанно рухаються, частинки речовини взаємодіють між собою.)

2 В яких агрегатних станах може перебувати речовина?

(твердому, рідинному, газоподібному)

3 Що ви можете сказати про молекули та їх рух у кожному агрегатному стані.

(у газах на великих відстанях, вільно рухаються з великими швидкостями по всьому об’єму газу; у рідинах розташовані щільніше, можуть рухатися з різними швидкостями; у твердих тілах розташовані дуже щільно, здійснюють коливання.)

4 Як залежить швидкість руху молекул від температури.(із збільшенням температури швидкість руху молекул збільшується)

5 Яку енергію називають внутрішньою? Як вона залежить від температури?

(внутрішньою називають кінетичну енергію руху і потенціальну енергію взаємодії атомів і молекул; із збільшенням температури внутрішня енергія збільшується)

5 Вивчення нового матеріалу.

Отже  ми сьогодні вивчатимемо пароутворення і конденсацію.

Конденсація це процес переходу речовини з газоподібного стану в рідкий.

Пароутворення це процес переходу речовини з рідкого стану в газоподібний.

Пароутворення проходить двома способами:

Випаровування відбувається з поверхні рідини, що межує з газом, швидкі молекули опиняючись біля поверхні рідини долають притягання сусідніх молекул і вилітають з рідини.

Кипіння відбувається з усього об’єму рідини й супроводжується утворенням бульбашок пари, які спливають і лопаються.

Фактори від яких залежить швидкість випаровування.

(учні отримують завдання: провести дослід, зробити висновок, пояснити результат)

1 Нанести на скло по краплі води, спирту, олії. Спостерігати за випаровуванням.

2 Нанести на дві металеві пластини по краплі води, одну підігріти. Спостерігати за швидкістю випаровування.

3 Нанести на дві скляні пластини по краплі води, одну розмазати по площі склянки. З якого скла слід води зникне швидше?

4 На промокальний папір нанести дві краплі спирту, одну накрити склом.

Яка крапля швидше випарується?

5 На дві склянки нанести мазки води, на одну дмухати. Спостерігати за випаровуванням.

Обговорення результатів дослідів.

1 Спочатку зникає крапля спирту, потім води, а потім олії. Отже, швидкість випаровування залежить від роду речовини. Швидше випаровується та речовина, молекули якої притягуються одна до одної з меншою силою.

2 Першою зникає крапля води з підігрітої пластини. Отже, швидкість випаровування залежить від температури рідини. Це пояснюється тим, що чим вища температура рідини, тим більша в ній кількість молекул, які швидко рухаються і зможуть подолати сили притягання навколишніх молекул і вилетіти з поверхні рідини.

3 Слід води зникне швидше зі скла на якому крапля води розмазана по всій поверхні. Отже, швидкість випаровування рідини залежить від площі її поверхні. Це пояснюється тим, що чим більша площа поверхні рідини, тим більше молекул одночасно вилітає з неї в повітря.

 4 Швидше випарується відкрита крапля. Отже, швидкість випаровування залежить від того, закрита чи відкрита поверхня рідини, що випаровується.

5 Слід води зі скла на яке дмухати зникає набагато швидше. Отже випаровування рідини під час вітру відбувається швидше. Вітер відносить молекули від поверхні рідини, і вони розсіюються в повітрі, не повертаючись у рідину.

Випаровуються не тільки рідини, а й тверді тіла. Процес випаровування твердих тіл називається сублімацією.

Приклад. Висихає білизна на морозі, зникає через деякий час нафталін, антиміль, випаровується йод.( мазок йоду).

Дослід 1 Поглинання енергії при випаровуванні рідини.

Резервуари двох однакових термометрів обмотати ватою. Вату одного термометра змочити спиртом. Термометр показує швидке зниження температури. Чому рідина охолоджується? (під час випаровування з рідини вилітають найшвидші молекули. Середня швидкість решти молекул стає меншою. Зменшується внутрішня енергія рідини, отже зменшується температура, рідина охолоджується, відбувається поглинання енергії.)

Дослід 2 Кипіння

Колба з водою закріплена в штативі, нагріваємо до кипіння. Спостерігаємо утворення бульбашок пари і їх спливання завдяки дії сили Архімеда.

Кипіння, як і випаровування це способи пароутворення. Випаровування відбувається з поверхні рідини за будь-якої температури, а кипіння це пароутворення в усьому об’ємі рідини за визначеної для кожної речовини температури. Температуру, за якої рідина кипить, називають температурою кипіння. Під час кипіння температура рідини не змінюється  Із збільшенням зовнішнього тиску рідина кипить за більш високої температури (скороварка 120 у горах 70)

Дослід 3 Конденсація пари.

Струмінь пари направити на скло. На склі з’являється слід рідини. Перехід молекул з пари в рідину називають конденсацією.

Дослід 4 Виділення енергії при конденсації пари.

 До скла притулити резервуар термометра. Термометр показує підвищення температури. Отже конденсація пари супроводжується виділенням енергії.

Питома теплота пароутворення.

Перехід рідин в газоподібний стан відбувається з поглинанням енергії. Енергетичні витрати на цей процес характеризує питома теплота пароутворення. Питома теплота пароутворення (L) – фізична величина, яка показує, яку кількість теплоти потрібно надати рідині масою 1 кг, щоб вона повністю перетворилася в пару при сталій температурі пароутворення.

Робота з підручником.

Розгляньте таблицю значень питомої теплоти пароутворення.

Яка питома теплота пароутворення: ртуті, водню, спирту, води. Що означає назване число? (яку кількість теплоти необхідно надати даній рідині, щоб перетворити 1 кг цієї речовини в пару взятої при температурі пароутворення.

Виведіть формулу для обчислення кількості теплоти, що необхідна для випаровування будь-якої кількості речовини, взятої при температурі пароутворення. Q = Lm.

Виведіть похідні формули m = Q/L  L = Q/m  L ~ Дж/кг.

Кількість теплоти, яку виділяє пара конденсуючись при температурі кипіння, визначається за цією самою формулою.

6 Закріплення матеріалу.

1В одну склянку налито бензин в іншу воду. Що швидше випарується. (бензин, молекули притягуються з меншою силою)

2 Коли швидше висохнуть калюжі в теплу чи холодну погоду (теплу, температура більше молекули рухаються швидше більше вилітає)

3 Чому змокле в копиці сіно розкидають тонким шаром (щоб швидше висохло збільшують площу випаровування)

4 Який борщ швидше вихолоне жирний чи не жирний (не жирний, жир затримує випаровування води, швидше на відкритій поверхні)

5 В яку погоду вітряну чи тиху швидше висохне скошена трава (вітряну, при вітрі молекули води що вилетіли зносяться вітром і вже не повертаються на поверхню трави)

6 Чому виходячи з річки після купання ми відчуваємо холод? (вода на тілі випаровується  відбувається поглинання енергії тіло охолоджується).

7 Вогка білизна взимку замерзає але через деякий час становиться сухою. Чим це можна пояснити? (сублімація явище випаровування твердих тіл)

8 Чому в сухому повітрі спеку переносити легше ніж у вогкому.(у вогкому повітрі утруднене випаровування порушує тепловіддачу поглинання енергії й може спричинити перегрівання тіла)

9 Чому під час дощу  або снігопаду підвищується температура повітря? (виділяється теплота енергія під час конденсації пари або тверднення води)

10 Чому важко зварити м'ясо в горах? (атмосферний тиск в горах менше, температура кипіння води нижче 100  м'ясо вариться повільніше)

Задача 1 Яка кількість енергії потрібна для перетворення води масою 150г при температурі 100С в пару? (345кДж)

Задача 2 Знайти питому теплоту пароутворення водяної пари, якщо під час конденсації 2,5кг водяної пари при температурі 100С виділилось 5750кДж енергії (2,3 10Дж/кг)

Задача 3 Яку кількість теплоти треба передати воді, взятій при температурі 0С, щоб нагріти її до кипіння і перетворити в пару? Маса води 10г.(27200Дж)

Задача 4 Яка кількість теплоти потрібна для того, щоб лід масою 2кг, взятий при -10С, перетворити в пару при 100С? (6162кДж)

7 Підведення підсумків уроку. Рефлексія.

Чи сподобалось вам працювати на уроці.

Чи виправдались ваші сподівання.

Чи дізнались для себе щось нове.

Що таке випаровування, конденсація, сублімація, кипіння.

Чи знадобляться вам ці знання в майбутньому.

8 Домашнє завдання .

 Опрацювати розділ 4 параграф 27. Підготувати повідомлення як виникає дощ, сніг, іній, туман.

Наш урок я хочу закінчити такими словами.

Фізику цікаво вчити

З нею легше зрозуміти

Явища усі природні.

Всі, мабуть, зі мною згодні.