Агрегатные состояния вещества. Плавление и отвердевание кристаллических тел. График плавления. (8 класс, физика)

Тема урока:

Агрегатные состояния вещества. Плавление и отвердевание кристаллических тел. График плавления.

 

Тип урока: изучение нового материала.

Цели урока:

 

Образовательные:

·         повторить основные положения МКТ;

·         дать представление о процессах плавления и кристаллизации; дать представление о круговороте воды в природе;

·         познакомить с тепловыми явлениями, происходящими в природе с наступлением весны (с учетом интеграции в другие области знаний);

·         продолжить формирование представлений о строении вещества.

Развивающие:

·         развитие творческой самостоятельности и аналитического мышления при изучении нового материала;

·         развитие интереса к физике – как науке, через музыкально-лирическое восприятие;

·          развитие потребности в изучении природы.

Воспитательные:

·         воспитывать любовь к природе.

Оборудование: мультимедийный проектор, компьютер

Демонстрации: плавление льда, плавление парафина (свеча), анимация «Фазовые переходы», анимация «Агрегатные состояния вещества», видеофрагмент «Плавление».

  

    Ход урока:

ПРЕЗЕНТАЦИЯ   

(демонстрируется слайд 1-4)

 

Островский как-то сказку написал,
Хорошую, красивую, весеннюю,
Но он не знал, что в сказке описал 
Физические разные явления.

Морозом девушка из снега создалась,
Красивая и в физике не дурочка. 
Но вся холодная, из снега,  изо льда, 
Скажите, как она звалась?
(ответ хором) Снегурочка!

Было это зимою, не помню когда, 
Когда вьюга все снегом успела заполнить.
Да, а снег – это, кстати, КРИСТАЛЛИКИ ЛЬДА,
Эту фразу, я очень прошу вас запомнить.

И Снегурочке было неплохо тогда,
Но весною уже до нуля потеплело.
А ведь снег – это что?
(хором): Кристаллики льда,
И Снегурочка очень весной погрустнела.

Ведь когда на термометре выше нуля,
Тает снег, тает лед (здесь хозяйка-природа).
И Снегурочки сердце (как это не зря), 
Из «холодного» льда превращается в воду.

Ах вода,  на ней держится весь земной шар, 
Тут уж в сказку вступает другое явленье. 
При котором вода превращается в пар, 
Называют научно его:
(хором): ИСПАРЕНИЕ.

По Снегурочке плакали люди, слегка.
Испаряясь, их слезы летели до неба,
Ну, а там превращались они в ОБЛАКА,
Или в тучки и разную прочую небыль.

По снегурочке тучки рыдали дождем,
Облака утверждали, что это – сенсация.
Мы такой переход газа в жидкость зовем,
Может кто-нибудь знает из вас? (хором): КОНДЕНСАЦИЯ.

Вот и вновь начинается круговорот:
Дождик, лужи, а лужи – вода (как известно).
А вода, между тем, превращается в лед, 
И по-старому наша заводится песня.

Вопрос: Назовите вещество, из которого была изготовлена снегурочка, и какие физические  процессы с ней происходили? (слайд 5)

(ответы учащихся)

Конечно же, это процессы, без которых невозможен круговорот воды в природе: плавление, кристаллизация, испарение, конденсация. (Слайд 6)

                                               Тема   урока:

Агрегатные состояния вещества. Плавление и отвердевание кристаллических тел. (Слайд 7)

 

Цель урока: объяснить  различные агрегатные состояния вещества, условия протекания процессов  плавления и кристаллизации вещества и связанные с ними явления. 

(Во время урока учащиеся заполняют  опорный конспект)

 Изложение нового материала

Беседа по вопросам начинается с простейшей демонстрации: из термоса извлекается лёд и помещается в стеклянный сосуд с ледяной водой.

Учитель:

Как вы правильно заметили,  наша снегурочка  изготовлена изо льда – это одно из трёх состояний воды. Вода может существовать в твёрдом, жидком и газообразном состоянии.

Различные агрегатные состояния существуют практически  у любого вещества.

Слайд 8. Переход по ссылке Агрегатные состояния вещества

Учитель: А теперь внимание, вопрос:

Чем можно объяснить различные состояния вещества?  Почему при  различных условиях одно и тоже вещество принимает разное состояние?   (Каковы особенности молекулярного строения газов, жидкостей и твёрдых тел?)

Заслушиваются ответы обучающихся.

Чтобы быстро ответить на этот вопрос обратите внимание на следующий афоризм:

«Физические явления могут быть понятны лишь после того, как изучены движения мельчайших частиц тела» Т. Гоббс (англ. философ)

(Если учащиеся затрудняются ответить,  даю подсказки)

Учитель:

Подсказка 1.  В 7 классе мы говорили, что вещество состоит из молекул. (слайд 8)

Подсказка 2. 

Презентация. Слайд 9-12. Переход по ссылкам Газ, Жидкость, Твердое тело

Рассмотрим  движение молекул воды в различных агрегатных состояниях и попытаемся выяснить, чем отличаются эти состояния друг от друга.

Вывод:  От движения молекул и от их взаимного расположения зависит, в каком агрегатном состоянии находится вещество. Различны и их кинетические и потенциальные энергии.

Различные вещества можно увидеть одновременно во всех трёх агрегатных состояниях.  Например, парафин в течение нескольких секунд мы увидим сразу и в твёрдом,  и  в жидком состояниях.

Демонстрация: горение свечи – плавление парафина (воска)

При определённых условиях вещества могут переходить из одного состояния в другое. Мы уже называли процессы, которые  происходили со  снегурочкой - плавление, испарение, конденсация.

Всего же в природе  различают шесть процессов, при которых происходят агрегатные превращения вещества:

(Заполняем опорный конспект)

Рассмотрим эти процессы на схеме. (Слайд 13)      

(привожу примеры процессов, Слайды 10-15)     

Переходы вещества из одного агрегатного состояния в другое играют важную роль не только в природе, но и в технике. Так, например, превратив воду в пар, мы можем использовать его затем в паровых турбинах на электростанциях. Расплавляя металлы на заводах, мы получаем возможность, изготовить из них различные сплавы: сталь, чугун, латунь.  

Для понимания этих процессов надо знать, что происходит с  веществом при изменении его агрегатного состояния.

Рассмотрим процессы плавления и кристаллизации на примере льда. Это основные процессы, которые происходили с нашей снегурочкой.

(Записываем определения плавления и отвердевания в ОК.)

Плавление – это процесс перехода вещества из твёрдого состояния в жидкое.

Кристаллизация (отвердевание) – процесс перехода вещества из жидкого состояния в твёрдое. (Процесс обратный плавлению).

Эксперимент: плавление льда, наблюдение за изменениями температуры льда (воды).

В пробирку я поместила нашу «физическую снегурочку». В  течение нескольких минут мы  будем наблюдать, какие изменения будут с ней происходить,  как будет изменяться её температура с течением времени. Затем постараемся сделать выводы по проведённому эксперименту. Консультант (один из учащихся) нам будет периодически сообщать время эксперимента, а мы будем фиксировать его в листах наблюдения.

Обсуждение результатов эксперимента: учащиеся рассказывают о процессе плавления льда, о том, что при непосредственном плавлении температура не изменялась, изменение стало происходить только в момент, когда весь лёд превратился в воду.

Учитель: Рассмотрим, что происходит на каждом из этапов превращения льда

Для закрепления понятия «температура плавления» рассмотрим анимацию «Фазовые переходы» (Слайд 13-14)

Переход по ссылке График плавления.(Слайд 15)

Переход по ссылкам АВ, ВС , СD, DE, EF, FK (Слайд 16-19)

Выводы: расплавить можно различные вещества, но при этом у каждого вещества есть температура, при которой это вещество уже не может находиться в твёрдом состоянии. Температура при которой вещество плавится или кристаллизуется называется температурой плавления кристаллического вещества.

При плавлении и кристаллизации температура вещества не изменяется. Лёд плавится, а вода кристаллизуется при температуре 0⁰ С.

Учитель: С точки зрения внутренней энергии об этом процессе можно сказать следующее. Что когда мы с вами занимаемся процессом плавления, то все подводимое тепло к данному телу идет на то, чтобы разрушать кристаллическую решетку тела, т.е. разрушать связи между атомами и молекулами вещества. Молекулы начинают быстрее двигаться, связи эти нарушаются, и этот процесс мы с вами рассматриваем как плавление. В результате температура тела не меняется, а вот структура тела изменяется. Изменяется его состав. Молекулы переходят в совсем иной вид своего расположения. При кристаллизации скорость молекул уменьшается и происходит обратный процесс.

При плавлении и кристаллизации температура вещества не изменяется.

Заполняется опорный конспект.

Учитель: Рассмотрим таблицу температур   плавления и отвердевания некоторых веществ (учебник, стр. 32, таблица 3).

Металлы, плавящиеся при температуре выше 1650^°С, называются тугоплавкими (титан, хром, вольфрам). Тугоплавкие металлы используют в качестве жаропрочных материалов в самолётостроении, ракетной и космической технике, атомной энергетике. В термометрах используют спирт и ртуть. Например, температура плавления спирта – (-114^°С), т.е. он остаётся жидким при очень низких температурах. А так как принцип работы термометров основан на свойстве жидкостей расширяться при повышении температуры, то спиртовые термометры можно использовать для измерения температур ниже – 39^°С (температура отвердевания ртути).

Внимание! По графику плавления (отвердевания) вещества и по таблице температур плавления определить, какое вещество отвердевает. (Слайд 24)

 

Вопрос: как вы думаете, что произойдет, если лёд при температуре  0⁰С занести в комнату температура, в которой  0⁰С?

(вещество будет находится одновременно в жидком и твёрдом состояниях, дальнейшего плавления или отвердевания происходить не будет). Для дальнейшего плавления необходим приток энергии.

При плавлении вещества энергия поглощается. Вещество получает энергию.

При кристаллизации вещество выделяет энергию в окружающую среду.

Поэтому обычно при снегопаде становится теплее. Среда нагревается от энергии, выделяющейся при кристаллизации. Это знают не все люди, но это хорошо известно многим птицам. Недаром их можно заметить зимой, во время мороза сидящими на льду, который покрывает реки и озёра. Из-за выделения энергии при образовании льда воздух над ним оказывается на несколько градусов теплее, чем в лесу на деревьях, и птицы этим пользуются.  

А теперь ребята, чтобы наша сегодняшняя героиня Снегурочка осталась нами довольна,  давайте ответим на контрольные вопросы: (Слайд 25)

1. Можно ли в алюминиевом сосуде расплавить медь? (нет)
2.  В каком состоянии находится золото при температуре 1000 ⁰С? (твёрдом)
3.  Останется ли свинцовая проволока в твёрдом состоянии, если её опустить в расплавленный цинк? (нет)
4.   Как изменится температура воздуха вблизи реки во время ледохода? (похолодает, понизится)
5.   Как изменится температура воздуха во время снегопада? (потеплеет, повысится)

ТЕСТ  (Слайд  27)

 

1.      Процесс перехода вещества из твёрдого состояния в жидкое называется…

А. плавление Б. кристаллизация В. конденсация  Г. Испарение

 2. Какой отрезок графика характеризует процесс охлаждения твёрдого тела

      А. АВ    Б. ВС    В. СД     Г. АД

 3. При какой температуре началось отвердевание

      А. 520    Б. 80    В. 420     Г. 400

 4. Сколько времени тело отвердевало

      А. 28 мин    Б. 12 мин    В. 18 мин     Г. 6 мин

 5. Процесс перехода вещества из жидкого состояния в твёрдое называется

А. плавление Б. кристаллизация В. конденсация  Г. Испарение

Ответы: А, В, В, Г, Б

 

КРОССВОРД (Слайд 29)

 

Подведение итогов урока: 

О чём мы сегодня говорили на уроке? Какие новые понятия изучены?

Достигли  ли мы цели урока?  

Домашнее задание: § 12 – 14,  упражнение  7 (1-3), стр 33. Подготовить сообщение на темы «Круговорот воды в природе», «Получение сплавов», «Что такое роса?» и т.п.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы:

1.      Волков В.А. Поурочные разработки по физике: 8 класс. М.: ВАКО, 2006.-368 с. -/ в помощь школьному учителю.

2.      Максимов Л.К., Максимова Л.В. Информационно-методические материалы по проблеме контроля и оценки в учебной деятельности школьников: Учебно-методическое пособие. - Волгоград: Волгоградское научное издательство, 2007.

3.      Перышкин А.В. Физика. 8 класс. – М.: Дрофа, 2009./ учебник для общеобразовательных учреждений.

4.      Полат Е.С., Бухаркина М.Ю. Современные педагогические и информационные технологии в системе образования. М.: Академия, 2007.

Ресурсы Интернет:

1.      Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов http://school-collection.edu.ru/

2.      Каталог Федерального центра информационно-образовательных ресурсов http://fcior.edu.ru/

Интернет порталы:

1.      http://www.openclass.ru/ - Сетевые образовательные сообщества. Открытый класс.

 

Скачано с www.znanio.ru