Конспект урока "Решение задач на тему "Кипение, испарение и конденсация"
план-конспект урока по физике (8 класс) на тему

Решение задач на тему «Кипение, испарение и конденсация».

8-й класс

Цель урока: повторить и обобщить знания учащихся по теме «Кипение, испарение и конденсация», продолжить работу над формированием умений учащихся решать качественные и вычислительные задачи по данной теме.

Образовательные задачи:

• повторить, обобщить и закрепить знания учащихся об испарении, кипении, конденсации;
• закрепить умения учащихся объяснять взаимные превращения жидкостей и газов на основе молекулярно-кинетической теории;
• продолжить работу над формированием умений учащихся анализировать и сравнивать физические процессы (испарение и кипение);
• продолжить работу над формированием умений учащихся применять знания для решения качественных и расчетных задач по данной теме;
• продолжить работу над формированием умений учащихся приобретать знания из различных источников; составлять опорные конспекты;
• продолжить работу над формированием умений учащихся выступать перед классом; высказывать свою точку зрения; объяснять материал своим товарищам.

Воспитательные задачи:

• продолжить работу над формированием положительного отношения к учебному сотрудничеству, чувства ответственности за порученное дело, трудолюбия, честности и объективности.
• подчеркнуть, что взаимные превращения жидкостей и газов играют важную роль не только в природе, но и в медицине и в технике.

Задачи развития учащихся:

• развитие логичности и самостоятельности мышления;
• выработка умения быстро мыслить, проявлять сообразительность;
• развитие навыков общения и работы в команде;
• развитие способности к оценочным действиям, навыков взаимоконтроля.

Тип урока: Комбинированный.

Ход урока

Вступительное слово учителя

Здравствуйте ребята! Сегодняшний наш урок будет посвящен решению качественных и расчетных задач, а тема решения задач посвящена «Кипению, испарению и конденсации», т. е. переходу веществ из одного агрегатного состояния в другое. На предыдущих уроках мы с вами рассмотрели процессы парообразования, вы помните, что они могут проходить двумя способами или двумя путями (испарение и кипение). Мы изучили эти процессы, а также узнали, что такое удельная теплота парообразования и конденсации, познакомились с формулой для расчета количества теплоты затрачиваемого для превращения жидкости в пар и наоборот. Итак, продолжаем работать над темой  «Кипение, парообразование и конденсация». Откройте тетради, запишите число и тему урока.

Проверка домашнего задания (10 мин)

1. Тест

1. В отличие от испарения кипение:

А. Это парообразование, которое происходит при tкип. .

Б. Это парообразование, которое происходит при tкип. только с поверхности жидкости

В. Это парообразование, которое происходит при tкип. с поверхности и по всему объему жидкости.

Г. Это переход жидкости в пар.

2. Температура жидкости во время кипения:

А. Уменьшается.

Б. Увеличивается.

В. Не изменяется.

Г. Сначала увеличивается, а потом уменьшается.

3. Шотландский ученый Д. Блэк установил одну из причин «пения» нагретых сосудов. Она заключалась в следующем:

А. При нагревании жидкости интенсивно образуются пузырьки воздуха.

 Б. Пузырьки, отрываясь от горячего дна устремляются вверх.

В. Пузырьки, всплывая, попадают в верхние, еще не достаточно прогретые слои воды и быстро схлопываются.

Г. Пузырьки всплывают на поверхность равномерно прогретой воды и взрываются.

4.  В романе Ж. Верна «Дети капитана Гранта» путешественники на перевале в Андах обнаружили, что термометр, опущенный в закипевшую воду, показал всего лишь 87º С. Возможно ли такое?

А. Нет, при любых условиях tкип.  воды 100º С.

Б. Да. Высоко в горах атмосферное давление низкое и tкип. воды уменьшается.

В. Нет, термометр был испорчен.

2. Ребята, вспомним формулу для нахождения количества теплоты, необходимого для превращения в пар жидкость. Записываем на доске.

3. Какое количество теплоты выделяет пар, конденсируясь.

4. Интерактивный тренинг на знание формулы расчета количества теплоты, необходимого для парообразования жидкостей («Классная физика», class-fizika.narod.ru)

 Решение качественных задач

1. Почему учителя физкультуры настаивают, чтобы ученики после урока обязательно переодевались?

      2. В двух одинаковых тарелках поровну налиты жирные и постные щи. Какие щи быстрее остынут? Почему?

      3. Одну открытую кастрюлю с водой поставили на горячую плиту, а другую оставили на столе. К какой кастрюле будет испаряться вода?

Решение расчетных задач

Задача 1. Какое количество теплоты требуется для обращения 300 г воды взятой при   температуре 1000 С в пар?

Учащиеся, справившиеся с задачей 1 быстрее других, работают над вопросом из сказки

Сказка

 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 полцарства. 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!

Задача 2.

Сайт class-fizika.narod.ru. В левом верхнем углу выбрать: Мультимедиа 8 кл - Внутренняя энергия - Подборка заданий «Вычисление количества теплоты» - Решить 10 задачу

Q1 – количество теплоты, затраченное на нагревание льда до температуры плавления;

Q2 - количество теплоты, затраченное на плавление льда;

Q3 - количество теплоты, затраченное на нагревание воды до температуры кипения;

Q4 - количество теплоты, затраченное на превращение воды в пар;

Q5 – общее количество теплоты

Проверка правильности выполненных заданий

Решая задачи, составим алгоритм решения.

Алгоритм решения задач

1. Внимательно прочитайте задачу.
2. Запишите краткое условие (выпишите из таблиц недостающие величины)
3. Переведите единицы в СИ.
4. Определите процессы и постройте их графики.
5. Запишите формулу к каждому процессу.
6. Рассчитайте количество теплоты для каждого процесса.
7. Найдите общее количество теплоты.
8. Запишите ответ.

Домашнее задание: повторить п.20, Задачи из сборника № 1119, 1122.

Тест

1. В отличие от испарения кипение:

А. Это парообразование, которое происходит при tкип. .

Б. Это парообразование, которое происходит при tкип. только с поверхности жидкости

В. Это парообразование, которое происходит при tкип. с поверхности и по всему объему жидкости.

Г. Это переход жидкости в пар.

2. Температура жидкости во время кипения:

А. Уменьшается.

Б. Увеличивается.

В. Не изменяется.

Г. Сначала увеличивается, а потом уменьшается.

3. Шотландский ученый Д. Блэк установил одну из причин «пения» нагретых сосудов. Она заключалась в следующем:

А. При нагревании жидкости интенсивно образуются пузырьки воздуха.

 Б. Пузырьки, отрываясь от горячего дна устремляются вверх.

В. Пузырьки, всплывая, попадают в верхние, еще не достаточно прогретые слои воды и быстро схлопываются.

Г. Пузырьки всплывают на поверхность равномерно прогретой воды и взрываются.

4.  В романе Ж. Верна «Дети капитана Гранта» путешественники на перевале в Андах обнаружили, что термометр, опущенный в закипевшую воду, показал всего лишь 87º С. Возможно ли такое?

А. Нет, при любых условиях tкип.  воды 100º С.

Б. Да. Высоко в горах атмосферное давление низкое и tкип. воды уменьшается.

В. Нет, термометр был испорчен.

Тест

2. В отличие от испарения кипение:

А. Это парообразование, которое происходит при tкип. .

Б. Это парообразование, которое происходит при tкип. только с поверхности жидкости

В. Это парообразование, которое происходит при tкип. с поверхности и по всему объему жидкости.

Г. Это переход жидкости в пар.

4. Температура жидкости во время кипения:

А. Уменьшается.

Б. Увеличивается.

В. Не изменяется.

Г. Сначала увеличивается, а потом уменьшается.

5. Шотландский ученый Д. Блэк установил одну из причин «пения» нагретых сосудов. Она заключалась в следующем:

А. При нагревании жидкости интенсивно образуются пузырьки воздуха.

 Б. Пузырьки, отрываясь от горячего дна устремляются вверх.

В. Пузырьки, всплывая, попадают в верхние, еще не достаточно прогретые слои воды и быстро схлопываются.

Г. Пузырьки всплывают на поверхность равномерно прогретой воды и взрываются.

4.  В романе Ж. Верна «Дети капитана Гранта» путешественники на перевале в Андах обнаружили, что термометр, опущенный в закипевшую воду, показал всего лишь 87º С. Возможно ли такое?

А. Нет, при любых условиях tкип.  воды 100º С.

Б. Да. Высоко в горах атмосферное давление низкое и tкип. воды уменьшается.

В. Нет, термометр был испорчен.

Решение качественных задач

1. Почему учителя физкультуры настаивают, чтобы ученики после урока обязательно переодевались?

      2. В двух одинаковых тарелках поровну налиты жирные и постные щи. Какие щи быстрее остынут? Почему?

      3. Одну открытую кастрюлю с водой поставили на горячую плиту, а другую оставили на столе. К какой кастрюле будет испаряться вода?

Решение расчетных задач

Задача 1. Какое количество теплоты требуется для обращения 300 г воды взятой при   температуре 1000 С в пар?

Сказка

 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 полцарства. 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?

Алгоритм решения задач

1. Внимательно прочитайте задачу.
2. Запишите краткое условие (выпишите из таблиц недостающие величины)
3. Переведите единицы в СИ.
4. Определите процессы и постройте их графики.
5. Запишите формулу к каждому процессу.
6. Рассчитайте количество теплоты для каждого процесса.
7. Найдите общее количество теплоты.
8. Запишите ответ.

ЗАДАЧА.

На рисунке приведен график зависимости температуры эфира от количества теплоты, полученной от нагревателя. Найдите по графику

1. Какому процессу соответствует участок 1?

2. Какому процессу соответствует участок 2?

3. Какова начальная температура эфира?

4. Какова конечная температура эфира?

5. Какова температура кипения эфира?

6. Какое количество тепла пошло на нагревание эфира?

7. Какова масса эфира?

8. Весь ли эфир испарился?

ЗАДАЧА.

На рисунке приведен график зависимости температуры эфира от количества теплоты, полученной от нагревателя. Найдите по графику

1. Какому процессу соответствует участок 1?

2. Какому процессу соответствует участок 2?

3. Какова начальная температура эфира?

4. Какова конечная температура эфира?

5. Какова температура кипения эфира?

6. Какое количество тепла пошло на нагревание эфира?

7. Какова масса эфира?

8. Весь ли эфир испарился?

решение

1.Первый участок  соответствует нагреванию эфира.

2. Второй участок соответствует кипению эфира.

3. Начальная температура эфира 10°.

4. Конечная температура  -  +34°.

5. Температура  кипения эфира - +34°.

6. На нагревание эфира пошло 65,52кДж

7. Для определения массы воспользуемся  формулой   Q = cm ( t2 – t1  ) , откуда следует  

                          m = Q/(c(t2 – t1  ))                        

  m = 65520Дж/ ( 2340 *( 34°.- 10°)) = 1,17 кг.

При этом учли ,что удельная теплоемкость эфира  равна    2340 ( по таблице)

8. Определим, сколько теплоты нужно для испарения 1,17кг эфира при кипении.

                       Q = Lm   

Удельную теплоту парообразования эфира определим по таблице:. L = 355 кДж/кг = 355000Дж/кг.

Вычислим:   Q = 355000 Дж/кг * 1,17кг = 415350 Дж = 415,35 кДж. По графику остается на кипение Q = (420,52 – 65,52) кДж = 355,00 кДж, что меньше требуемой величины. Значит, испарится только часть эфира.