Урок по теме "Кипение"
план-конспект урока по физике (8 класс) на тему

8 класс

Урок 20

Тема урока: Кипение. Удельная теплота парообразования.

Вид урока: комбинированный с компьютерной поддержкой.

Тип урока: урок усвоения новых знаний.

Цель урока: Сформировать понятие кипения, как парообразования; выявить и объяснить особенности кипения.

Задачи:

Образовательные:

1. продолжить изучение процесса парообразования,
2. рассмотреть процесс кипения и его особенности: постоянство температуры при кипении жидкости в открытом сосуде и зависимости температуры кипения от внешнего давления;
3. выявить основные особенности кипения: образование пузырьков, шум, предшествующий кипению;  
4. ввести понятие удельной теплоты парообразования и формулу для расчета количества теплоты, необходимого для испарения жидкости, взятой при температуре кипения.

Развивающие:

1. научить видеть вокруг физические явления и уметь их правильно объяснять;
2. формировать умение проводить обобщения; развитие мыслительной деятельности учащихся.

Воспитательные:

1. воспитывать внимательность, познавательный интерес к предмету;
2. расширять кругозор, формировать умение строить логическую цепочку рассуждений.

Оборудование: персональный компьютер, проектор, экран, презентация «Кипение. Удельная теплота парообразования» (Приложение).

 Колба с водой, электрическая плитка,  термометр для измерения температуры жидкости, штатив,  резиновая медицинская груша, пробка для колбы с отверстием, насос Комовского, стеклянный колпак с подставкой для демонстрации пониженного давления.

Демонстрации:

1. наблюдение этапов кипения;
2. наблюдение зависимости температуры кипения от внешнего давления.

Педагогические технологии: здоровьесберегающая, проблемное обучение,  личностно-ориентированное.

План урока:

1. Организационный этап.
2. Постановка цели и задач урока. Мотивация учебной деятельности учащихся.
3. Актуализация знаний (самостоятельная работа: физический диктант «Змейка». Взаимопроверка выполненной самостоятельной работы).
4. Первичное усвоение новых знаний.
5. Первичная проверка понимания.
6. Динамическая пауза.
7. Первичное закрепление.
8. Информация о домашнем задании, инструктаж по его выполнению.
9. Рефлексия (подведение итогов занятия).

1.Организационный этап.

Проверка готовности класса к уроку.

Проверка посещаемости.

2.Постановка цели и задач урока. Мотивация учебной деятельности учащихся.

3.Актуализация знаний

(Фронтальный опрос; самостоятельная работа: физический диктант «Змейка». Взаимопроверка выполненной самостоятельной работы).

Фронтальный опрос (Приложение, Слайд 3)

1. Что называется испарением?
2. От чего зависит скорость испарения жидкости?
3. Что называют термодинамическим равновесием?
4. Какой пар называется насыщенным?
5. Против каких сил совершают работу молекулы, покидающие жидкость при испарении?
6. Как объяснить понижение температуры жидкости при ее испарении?
7. Как можно объяснить, что при одних и тех же условиях разные жидкости испаряются по-разному?
8. При каких условиях происходит конденсация пара?
9. Какие явления природы объясняются конденсацией пара?

Физический диктант «Змейка» (Приложение, слайд 4)

Если да, то ставим такой знак

Если нет, то ставим такой знак

В итоге должна получиться змейка (примерно: )

1. Парообразованием называют переход молекул из жидкости в пар (да)
2. Испарение происходит при температуре кипения (нет).
3. Если нет притока энергии к жидкости извне, то температура при испарении понижается (да).
4. Вода, пролитая на пол, испаряется значительно медленнее, чем то же количество воды в стакане (нет).
5. Чем выше температура жидкости, тем испарение происходит медленнее (нет).
6. Конденсацией называется процесс перехода молекул из пара в жидкость (да)

Ответ:

4. Первичное усвоение новых знаний.

                                                                                                      Эпиграф к уроку:

                                                                                                   Попробуй пар не выпускать –  

   И чайник может бомбой стать!

В. Марков. (Приложение, слайд 5)

Учитель: Что может быть лучше горячего, хорошо заваренного чая?! И все знают, как правильно заварить чай. Перед тем, как заварить чай, воду предварительно кипятят.

Посмотрев на этот процесс под несколько иным углом зрения, мы можем найти в нем множество загадок, объяснения которым нет даже в самом толстой кулинарной книге.

И так, о чём же пойдёт сегодня речь.

Ученики: о кипении.

Учитель: Правильно.

Тема урока – «Кипение» (Приложение, слайд 6)

Учитель: Начнем нашу работу с наблюдения за процессом кипения воды в колбе и периодически будем измерять температуру воды.

 – Во время демонстрации пронаблюдать за появлением на дне и стенках сосуда мелких пузырьков. Объяснить причину их возникновения. Проследить за процессом отрыва пузырьков от стенок сосуда и дальнейшим всплыванием их на поверхность.

Во время нагревания воды обсуждаются вопросы:

– Каким явлением сопровождается процесс кипения?

 – Почему и где образуются пузырьки?

 – Почему пузырьки увеличиваются в объеме?

 – Под действием какой силы пузырьки движутся вверх?

 – Изобразите силы, действующие на пузырек.

 – Почему вода «шумит»

 – Чем отличается процесс кипения от процесса испарения?

Учитель: Все загадочные явления, сопровождающие кипение жидкости, которые нам не удалось рассмотреть, пока кипел чайник, мы еще раз посмотрим на видеоролике «Что такое кипение». (Приложение, слайды 7,8)

Вывод: (слайд 9)

Процесс кипения:

При поступлении теплоты увеличивается температура жидкости.

Увеличивается объём пузырьков воздуха.

На пузырёк действует сила Архимеда.

Пузырёк всплывает и лопается, попадая в непрогретую часть жидкости.

При равномерном нагревании жидкости, пузырёк доплывает и лопается на поверхности.

Так что же такое кипение? (Приложение, слайд 10)

Кипение – это интенсивный переход жидкости в пар вследствие образования и роста пузырьков пара.

 Какую температуру будем называть температурой кипения? (Приложение, слайд 11).

 – Температура кипения – температура, при которой кипит жидкость. Из проведенного опыта мы выяснили, что во время кипения жидкости ее температура не меняется.

– Почему температура жидкости во время кипении не изменяется?

Ответ: Вся энергия расходуется на интенсивное парообразование.

 – Кипение есть то же испарение, только оно сопровождается быстрым образование и ростом пузырьков пара. Во время кипения необходимо подводить к жидкости определенное количество теплоты. Это количество теплоты идет на образование пара.

Как это мы можем изобразить графически? (Ученики в тетради чертят график кипения жидкости).

 – Каждой жидкости соответствует своя температура кипения (Приложение, слайд 12).

Анализ таблицы «Кипения жидкости»

– А как вы думаете от чего ещё может зависеть температура кипения жидкости? (Приложение, слайд 13 )

Ответ: от давления

На самой высокой горе Джомолунгме (Гималаи) на высоте 8848 м вода кипит при температуре 700 С.

В кастрюле скороварке температура кипения – равна 120 0 С при давлении 200 кПа.

Учитель: Приготовление пищи в скороварке имеет массу преимуществ по сравнению с обычными способами варки в обычной кастрюле. Процесс приготовления пищи происходит при температуре 1200 С и время приготовления значительно сокращается. Каким образом температуру кипения удается повысить до 1200 С?

Кипение азота (Приложение, слайд 14).

 Обратите внимание на эпиграф к уроку. Почему чайник может стать бомбой? Чтобы предотвратить это, в кастрюле скороварке делают отверстие для выхода пара.

 –  Давайте проведем мысленный эксперимент подумает: если взять разные жидкости массой 1 кг каждое, одинаковое ли количество теплоты требуется каждому веществу, чтобы его полностью испарить при температуре кипения.

 – Различные жидкости одной и той же массы требуют разное количество теплоты для их обращение в пар при температуре кипения.

Это характеризует физическая величина называемая удельной теплоемкостью, обозначается L.

Определение: Удельная теплота парообразования – физическая величина, показывающая, какое количество теплоты необходимо, чтобы обратить жидкость массой 1 кг в пар без изменения  температуры.    (Приложение, слайд 15 ).

Задание (Приложение, слайд 16)

Удельная теплота парообразования воды равна 2,3∙106 Дж/кг.

Что это означает?
Это значит, что для обращения в пар воды, взятой при температуре кипения, необходимо 2,3 МДж энергии.

Работа с таблицей

(Работа с таблицей  № 6 стр. 49 учебника)

1.Чему равна удельная теплота парообразования ртути? Что означает это число?

2.Как понимать, что удельная теплота парообразования равна 1,4·106 Дж/кг

Как же определить: какое количество теплоты потребуется для парообразования? (Приложение, слайд 17).

– Кипение  происходит с поглощением теплоты. Большая часть подводимой теплоты расходуется на разрыв связей между частицами вещества, остальная часть – на работу, совершаемую при расширении пара. (Приложение, слайд 18)

– Мы знаем, что обратный процесс парообразованию – конденсация. Что происходит с энергией? (Конденсация происходит с выделением  теплоты)  (Приложение, слайд 19).

Кипение в быту и промышленности (Приложение, слайд 20)

Слайд

Кипение в природе: гейзеры (Приложение, слайд 21)

5.Первичная проверка понимания.

В I веке до н.э. римский поэт Тит Лукреций Кар в своей знаменитой поэме «О природе вещей» писал:

И, наконец, на морском берегу, разбивающем волны,

 Платье сыреет всегда,  а на солнце, вися, оно сохнет.

 Видеть, однако, нельзя, как влага на нем оседает,

 Да и не видно того, как она исчезает от зноя.

 Значит, дробиться вода на такие мельчайшие части,

 Что недоступны они совершенно для нашего глаза.

 О каком физическом явлении говорится в отрывке?  (Приложение, слайд 22)

6.Динамическая пауза.

(Приложение, слайд 23)

При увеличении площади свободной поверхности жидкости скорость испарения ...  (увеличивается, руки вверх)

При уменьшении температуры жидкости скорость испарения … (уменьшается, руки вниз)

При наличии ветра испарение ... (увеличивается, руки вверх)

Если нет притока энергии к жидкости извне, испарение сопровождается … температуры жидкости  (понижением,  руки вниз)

При конденсации жидкости энергия ...  (выделяется, руки вниз).

Температура жидкости во время кипения … (не изменяется,  руки в стороны)

Упражнения на вращения головой:

Учитель: Учиться будем хорошо?

Учащиеся кивают головой «Да, да, да».

 – Нарушать дисциплину не будем?

Учащиеся поворачивают голову из стороны в сторону «Нет, нет, нет».

 – А что будем делать, если не получиться?

Учащиеся поднимают и опускают плечи «Не знаю, не знаю, не знаю».

 – А чтобы у нас все получилось, давай прослушаем сказку и ответим на вопрос.

Сказка (Приложение, слайд 24).

Жил-был царь. У него были три дочери: старшая, средняя и младшая. Младшая была самая красивая, самая любимая.  Царь был стар и умен. Он давно издал указ, по которому первая дочь, выходящая замуж получит пол-царства. Зная указ, средняя и старшая дочери очень хотели замуж,  и часто из-за этого ссорились. Младшая дочь замуж не собиралась. Чтобы разрешить все вопросы с замужеством и уладить ссоры, царь предложил провести такое соревнование.

 Он поставил на стол три чайника. Они были совершенно одинаковы, как по внешнему виду, так и по вместимости.  Царь налил в каждый чайник равное  количество воды из ведра. «Мои любимые дочери, – начал свою речь царь, – сейчас каждая из вас возьмет по чайнику и отправиться вместе со мной на кухню. Там вы поставите чайники на плиту и дождетесь, пока они закипят. Та дочь, у которой закипит чайник раньше, выйдет замуж первой».

 Как не странно, но расчеты царя были точными, первым закипел чайник у младшей дочери.   Почему?

Ответ: Старшая и средняя дочери очень хотели, чтоб их чайники закипели быстрее, и часто поднимали крышки чайников, проверяя, не кипит ли в них вода. Младшая дочь замуж не хотела и в чайник не заглядывала!

 – Можно ли заставить кипеть воду, не нагревая ее? (Приложение, слайд 25).

 Если учащиеся не придут к правильному ответу, можно это задание дать на дом используя различную литературу, интернет найти ответ на поставленный вопрос.

7.Первичное закрепление.

Ответы на вопросы

1. Что называется кипением?

2. Каковы этапы закипания жидкости?

3. Можно ли считать шум признаком кипения?

4. Каковы признаки кипения?

5. При каком условии жидкость кипит?

6. Какую температуру называют температурой кипения?

7. Как зависит температура кипения от внешнего давления?

8. Что общего и в чем различие между испарением и кипением?

9. На чем основан принцип действия кастрюли скороварки?

10.Для стерилизации медицинских инструментов кипячением используют металлические коробки с плотно подогнанной крышкой. Почему? И почему открывать их нужно очень осторожно?

11.Могут ли туристы сварить яйцо вкрутую, находясь высоко в горах?

Решение задачи

(пример на стр. 50)

Какое количество энергии требуется для превращения воды массой 2 кг, взятой при температуре 200 С, в пар?

8.Информация о домашнем задании, инструктаж по его выполнению.

§ 18, 20 упр.10 № 4

Л:№1112,1113, доп.1114 (В.И. Лукашик).

Найти ответ на вопрос «Можно ли заставить кипеть воду, не нагревая ее?» (слайд 16)

8.Рефлексия (подведение итогов занятия).

– Итак, мы с вами рассмотрели процесс парообразования, который происходит двумя способами: испарение и кипение. Рассмотрели в чем разница между испарением и кипением.

 – Продолжите, пожалуйста, фразу:

 – Сегодня на уроке я узнал…

 – Сегодня на уроке я познакомился…

 – На уроке мне понравилось…

Литература:

Лукашик В.И, Иванова Е.В. Сборник задач по физике для 7 – 9 классов общеобразовательных учреждений, М.: Просвещение, 20011.– 224

Перышкин А.В. Физика. 8 кл.:учеб. для общеобразоват. учреждений. – 6-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2009. – 192 с.