4 592 перегляд(ів)

Конспект уроку: Температура кипіння. Питома теплота пароутворення

Мета: ознайомити учнів із процесом кипіння як видом пароутворення; сформувати поняття питомої теплоти пароутворення, температури кипіння; розвивати творчі здібності, вміння висловлюватися та пізнавальний інтерес; виховувати артистичність, взаємопідтримку.

Основні поняття: кипіння, температура ки­піння, питома теплота пароутворення, кількість теплоти.

Обладнання: колба, вода, штатив, корок, труб­ка, термометр, спиртівка.

Тип уроку: засвоєння нових знань.

Особливістю живого розуму є те,

що йому потрібно лише трішки

побачити й почути для того,

щоб він міг потім довго

міркувати й багато чого зрозуміти.

Джордано Бруно

Хід уроку

I. Розминка

Прослухайте вислів Джордано Бруно.

II. Актуалізація опорних знань

Гра «Реклама»

Реклама – це не вистава, а конкретне (ціле­спрямоване) повідомлення з даної теми. Вона від­різняється від торгової реклами тим, що на уроці пропонується не купити, а вивчити.

Вимоги до реклами: має бути змістовною, цікавою, добре виконаною, містити необхідні і до­статні відомості для характеристики об’єкта, що рекламується. Для рекламування можна викорис­товувати мультимедійну презентацію.

Для реклами пропонуються: випаровування і конденсація.

Поділяємо клас на дві групи, яким пропонуємо рекламувати ці два явища.

Наприклад, реклама випаровування (викону­ють три учасники):

1-й. Що є причиною вистигання гарячого чаю, коли ми дмухаємо на нього?

2-й. Що є причиною відчуття холоду в мокрому одязі?

3-й. Що є причиною висихання калюж на ас­фальті?

Усі (разом). Випаровування.

1-й. Випаровування – це явище переходу ріди­ни в газоподібний стан.

2-й. Випаровування рідин відбувається за будь-якої температури.

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

1-й. Якщо ви хочете дізнатися, чому собака в спеку висуває язика.

2-й. Якщо ви хочете дізнатися, чому, щоб во­лосся швидше висохло, його слід розчісувати.

3-й. Якщо ви хочете дізнатися, що треба зроби­ти з білизною, аби вона швидше висохла.

Усі (разом). Вивчайте процес випаровування.

III. Мотивація навчальної діяльності

«А чи не заспівати мені пісню...»

«Тепер була черга за самоваром: він повинен був співати. Але самовар відмов-лявся тим, що може співати лише тоді, коли всередині в нього кипить вода, – він просто пишався й не хотів співати інак­ше, як стоячи на столі в панів».

(Г. X. Андерсен.)

Як ви можете пояснити спів самовару?

Що означає фраза «вода кипить»?

За якої умови відбуватиметься кипіння?

На ці та інші запитання ми спробуємо дати від­повідь на сьогоднішньому уроці.

ІV. Сприйняття та засвоєння нового матеріалу

1. Кипіння

Під час домашньої практичної роботи ви мали спостерігати, як проходить процес кипіння. Поділіться своїми думками.

Проведемо експеримент. Закріпимо колбу з водою в штативі. Колбу закриємо корком із двома отворами: один для трубки, щоб виходила пара, другий для термометра. Нагріватимемо колбу на спиртівці. Що ви спостерігаєте?

Як ви думаєте, що всередині бульбашок? Чому вони спливають? Чому ми чуємо шум? Зверніть увагу на покази термометра. За законом збережен­ня енергії, енергія не може зникати, куди вона ви­трачається під час кипіння? Поясніть із точки зору молекулярної теорії з урахуванням того, що під час кипіння температура незмінна.

Зробимо висновок:

Кипіння – це процес пароутворення, що від­бувається з усього об’єму рідини й супроводжу­ється утворенням і зростанням бульбашок пари.

Температура кипіння – це температура, за якої рідина кипить. Температура кипіння стала для кожної рідини.

2.  Фактори, від яких залежить температура кипіння

Температура кипіння залежить від:

•    зовнішнього тиску;

•    роду речовини;

•    наявності в рідині розчинених газів.

3. Кількість теплоти, яка поглинається (ви­діляється) під час пароутворення, конденсації

Для підтримки кипіння рідини потрібно надавати їй певну кількість теплоти. Досліди показують, що кількість теплоти, яка необхідна для перетворення рідини на пару за сталої температури, прямо пропор­ційна масі речовини та залежить від роду речовини.

Питома теплота пароутворення – це фізич­на величина, що характеризує певну речовину і дорівнює кількості теплоти, яку необхідно передати рідині масою 1 кг, щоб за незмінної температури перетворити її на пару.

Позначається символом r, обчислюється за формулою:  ? в СІ вимірюється в Дж/кг.

Питому теплоту пароутворення визначають до­слідним шляхом і заносять до таблиць. Розглянемо таку таблицю у підручнику.

Щоб обчислити кількість теплоти, необхідну для перетворення рідини на пару за сталої темпе­ратури, потрібно питому теплоту пароутворення цієї рідини помножити на ії масу:                    Q = rm.

Дуже ретельні вимірювання показують, що під час конденсації пари виділяється точно така сама кількість теплоти, яка потрібна для перетворення її на пару.

V. Осмислення об’єктивних зв’язків

Розв’язування задач:

1) Яку кількість енергії потрібно надати 4 кг води, узятої за температури 10 °С, щоб довести її до кипіння й повністю випарувати? Побудуйте графік процесу (залежність температури від часу). (1512000 + 9200000 = 10712000 Дж)

2) Яка кількість теплоти виділяється при конденсації 250 г водяної пари, температу­ра якої 100 °С, та охолодженні утвореної води до 20 °С? (659 кДж)

3) Яка кількість пари при 100 ºС має бути впущена в алюмінієвий калориметр масою 400 г, у якому знаходиться 500 г води при 20 ºС, щоб встановилася  температура 40 ºС? (18,7 г)

VI. Узагальнення знань

 Доповнення таблиці «Фізичні величини»

 

Назва фізичної величини

Позна-чення

Основна одиниця

Формула

Вимірювальний прилад

30

Кількість теплоти при пароутворенні (конденсації)

Q,

Дж

Q = r m

 

VII. Домашнє завдання

1. § 48 (підручник В. Сиротюк).

2. Розв’язати задачу: № 419 (підручник В. Сиротюк)

3. Підготувати повідомлення на тему «Хмари». (Можна використати матеріал додатку.)

Додаток

Хмари

Краса і чудотворність хмар, незвичність їх форм та відтінків – усе це давно приваблювало увагу та розвивало уяву. Діти полюбляють роздивлятися хмари та впізнавати в них фігури різних звірів, людські обличчя, ті чи інші предмети. Згадаємо В. Маяковського:

Плыли по небу тучки.

Тучек четыре штучки:

От первой до третьей люди,

Четвертая был верблюдик.

К ним, любопытством обьятая,

По дороге пристала пятая;

От нее в небосинем лоне

Разбежались за слоником слоник.

Прекрасні картини хмарного неба можна поба­чити на полотнах багатьох художників. Наприклад, «Над вічним спокоєм» І.І. Левітана.

Хоча, попри всі свої можливості, живопис не в змозі виразити одну найбільш вразливу власти­вість хмар – їх нестабільність, неперервні зміни і перетворення, що з ними відбуваються.

Хмари – скупчення на певній висоті в тропо­сфері продуктів конденсації водяної пари (водяні хмари) чи кристалів льоду (льодяні хмари), чи пер­шого і другого (змішані хмари). При укрупненні елементів хмари і зростанні їхньої швидкості вони випадають із хмар у вигляді опадів.

Звичайно хмари спостерігаються в тропосфері. Тропосферні хмари підрозділяються на роди, види, різновиди й за додатковими ознаками відповідно до міжнародної класифікації хмар. Зрідка спо­стерігаються інші види хмар: перламутрові хмари (на висоті 20-25 км) і сріблясті хмари (на висоті 70-80 км).

Утворення хмар

Утворення хмар пов’язане з виникненням в атмосфері областей із високою відносною воло­гістю. Наявність в атмосфері величезного числа дрібних частинок, що відіграють роль центрів конденсації, забезпечує появу зародкових кра­плин уже при досягненні насичення. Умови на­сичення виникають у результаті охолодження повітря, яке викликане, наприклад, розширен­ням його при впорядкованому підйомі на атмос­ферних фронтах, при неупорядкованому турбу­лентному перемішуванні або хвильових рухах, при конвекційному підйомі, при набряканні гір­ських перешкод та ін. Подальше охолодження повітря призводить до появи надлишкової пари, що поглинається краплями, які збільшуються. Таким чином, спочатку краплі збільшуються переважно за рахунок конденсації водяної пари. Потім із їх збільшенням усе більшу роль почи­нають відігравати процеси зіткнення й злиття краплин одна з одною (так звана коагуляція еле­ментів хмари). Коагуляційний механізм – осно­вний механізм росту крапель хмари радіусом понад 30 км. За від’ємних температур хмари можуть бути краплинні (переохолоджені), крис­талічні або змішані, тобто складені з краплин і кристалів. Малі розміри краплин хмари дозво­ляють їм довго перебувати в рідкому стані й за від’ємних температур. Так, при  –10 °С хмари у половині випадків краплинні, в   30 % – змішані й лише в 20 % кристалічні. Переохолоджені ж краплини в хмарах зустрічаються аж до –40 °С. Перенасичення над кристалами значно більше, ніж над краплями (насичуюча пружність во­дяної пари над льодом нижча, ніж над водою), завдяки чому в змішаних хмарах кристали рос­туть значно швидше, ніж краплини, що сприяє випаданню опадів.

Класифікація

Наприкінці XIX ст. була прийнята міжнародна класифікація хмар. Ця класифікація являє собою поділ тропосферних хмар на роди, види, різновиди за додатковими ознаками із відповідними латин­ськими найменуваннями, прийнятими відповідно до міжнародної угоди. В Україні застосовуються їх українські еквіваленти.

Хмари можна класифікувати по-різному: за висотою формування, за формою та внутрішньою будовою.

Кожний вид хмар спостерігається у визначено­му інтервалі висот (ярусі), що залежить від широ­ти. Залежно від висоти основи виділяють:

хмари верхнього ярусу – вони переважно складаються з крапельок води, тому що вони роз­ташовуються на висотах нижче 2 км; однак, коли температура досить низька, ці хмари можуть також містити частинки льоду і сніг;

хмари середнього ярусу – звичайно зустріча­ються на висотах 2-7 км для помірних широт, 2-4 км—для полярних і 2-8 км—для тропічних. Оскільки ці хмари найчастіше перебувають на не­великих висотах, то вони переважно складаються з крапельок води, однак коли температура досить низька, можуть містити і кристалики льоду;

хмари нижнього ярус – переважно складають­ся з крапельок води, тому що вони розташовуються на висотах нижче 2 км, однак, коли температура досить низька, ці хмари можуть також містити частинки льоду і сніг.

Окремо виділяють хмари вертикального розвитку з основою на рівні нижнього ярусу і високими вершинами (іноді до 14 км і вище). Це купчасті хмари, що мають вигляд ізольованих хмарових мас, вертикальні розміри яких одно­го порядку з горизонтальними. Виникають вони звичайно внаслідок або температурної конвекції, або фронтального підйому, і можуть рости до ви­сот у   12 км, реалізуючи зростаючу енергію через конденсацію водяної пари в межах самої хмари.

Роди хмар

За   формою   хмарних   утворень   виділяється 10 родів хмар, що взаємно виключають один одного:

перисті;

перисто-купчасті;

перисто-шаруваті;

високо-купчасті;

високо-шаруваті;

шарувато-купчасті;

шаруваті;

шарувато-дощові;

купчасті;

купчасто-дощові.

 

Види хмар

Більшість родів розділяється на види за особ­ливостями їхньої форми і внутрішньої структури. Види також взаємно виключаються. Кожна окре­ма хмара, визначеного роду може бути віднесена тільки до одного виду. Видові назви, застосовані як доповнення до родової назви хмари, наступні:

•    волокнисті;

•    кігтевидні;

•    щільні;

•    баштовидні;

•    пластівчасті;

•    кулеподібні;

•    туманоподібні;

•    сочевицеподібні;

•    розірвані;

•    плоскі;

•    середні;

•    потужні;

•    лисі;

•    волохаті.

Icon of Uroku 8 (59) Uroku 8 (59) (14.6 KiB)
Скачав конспект! Скачай презентацію-->
загрузка...

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *