Испарение и конденсация

Урок №16                                                                                           Дата______

Тема урока: «Испарение. Поглощение энергии при испарении жидкости и выделение ее при конденсации пара».

Цели урока:

 

образовательная: создание на уроке условий для развития ключевых компетенций учащихся через учебно-познавательную деятельность, обеспечение усвоения понятий «испарение» и «конденсация» с точки зрения молекулярной теории строения вещества.

воспитательная: воспитание положительного интереса к изучаемому предмету, сознательной дисциплины,  культуры умственного труда, аккуратности и внимательности при выполнении работ с применением измерительных приборов

развивающая: развитие логического мышления, памяти, наблюдательности, познавательного интереса учащихся через межпредметные связи курсов географии, биологии, умения правильно обобщать данные и делать выводы в процессе демонстрационного и лабораторного эксперимента.

Планируемый результат:

 

Предметный:   учащиеся научатся объяснять явления испарения и конденсации, сублимации и десублимации с точки зрения молекулярной теории строения вещества;

учащиеся получат возможность научиться приводить примеры изученных явлений в природе и быту и применять полученные знания на практике.

 

Личностный: у учащихся будут сформированы: познавательный интерес к теме и предмету в целом, интерес к изучению окружающего мира через уроки физики;

 ученик  получит возможность для формирования  способности  связывать учебное содержание с собственным жизненным опытом, для развития самостоятельности мышления, культуры умственного труда.

 

Метапредметный: учащиеся научатся формулировать мысль в понятной собеседнику форме; осуществлять в коллективе совместную экспериментальную деятельность; выступать перед аудиторией, представляя результаты своих исследований;

учащиеся получат возможность научится использовать приобретённые знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни;

Оборудование:

·       презентация к уроку,

·       термометр демонстрационный,

·       кусочек ткани,

·       флакон со спиртом,

·       весы рычажные,

·       сосуды с холодной и горячей водой,

·       карточки с заданиями для экспериментальной работы,

·       лабораторное оборудование для каждой группы.

 

Ход урока.

      I.            Организационный этап.

 

Сегодня мы вновь отправимся путешествовать в мир неизвестных явлений. А начать урок мне хочется словами А.С. Пушкина (слайд 1):

«О, сколько нам открытий чудных

Готовит просвещения дух,

И опыт – сын ошибок трудных

И гений – парадоксов друг».

Этими прекрасными строками поэт выразил процесс познания природы. И сегодня мы познаем и откроем для себя так часто встречаемые вами явления природы.  Ну а поскольку, (слайд 2) как говорил Бернард Шоу: «Единственный путь, ведущий к знаниям, - это деятельность», то мы и начнем наш урок с небольшого эксперимента.

 

    II.            Мотивационное начало урока.

   

Давайте уравновесим на весах два сосуда с горячей и холодной водой равной массы. Подождем несколько минут и посмотрим, останутся ли в равновесии весы через некоторое время. Как вы думаете? (выслушиваются варианты ответов учеников)

А почему? Сможет кто-нибудь объяснить?  Нет? Тогда мы постараемся ответить на этот вопрос после изучения новой темы.

Ну а пока я хочу показать Вам небольшую презентацию. Прошу вас быть внимательными во время просмотра и в конце презентации ответить на вопрос: «О каком процессе природы шла речь?»

 

Просмотр презентации

(слайды 3- 19 сами переключаются)

(Авторская презентация составлена

 на стихотворение Андрея Усачёва «Откуда берётся вода»)

 

Слайд 3. Считают: Вода появляется из ручейка

Слайд 4. Ручьи по пути собираются в реку

Слайд 5. Река полноводно течёт на просторе,

Слайд 6. Пока, наконец, не вливается в море

Слайд 7. Моря пополняют запас океана,

Слайд 8. Над ним формируются клубы тумана

Слайд 9. Они поднимаются выше, пока

Слайд 10. Не превращаются в облака.

Слайд 11. А облака…

Слайд 12. …проплывая над нами,

Слайд 13. Дождём проливаются, ….

Слайд 14. …сыплют снегами.

Слайд 15. Весной соберётся вода…

Слайд 16.  …в ручейки,

Слайд 17. Они потекут ….

Слайд 18.  …до ближайшей реки.

Слайд 19. Как этот процесс называют в народе?

 

Ученик. Круговорот воды в природе.

 

Правильно. Круговорот воды в природе с точки зрения физики можно представить двумя взаимообратными процессами испарением и конденсацией. (Слайд 20).

 

Слайд 21. Известно, что 71 % поверхности нашей планеты покрыто водой и только 21 % составляет суша.

 

В естественных условиях испарение является основной составляющей круговорота воды на земном шаре и единственным способом передачи влаги с поверхности океанов в атмосферу.

 

(слайды 22- 25 сами переключаются)

 

 

Слайд 22. Причем следует отметить, что с поверхности земли, ежегодно испаряется 577 000 куб. км воды,

 

Слайд 23. с поверхности Мирового океана - 505 000 куб. км;

 

Слайд 24. а с поверхности рек,

 

Слайд 25. озер …- 74 000 куб. км.

Слайд 26. Не менее важную роль в природе играет и конденсация, благодаря конденсации образуются осадки, выпадающие на Землю - других путей поступления влаги на сушу нет, и без них вся суша Земли превратилась бы в мёртвую и безжизненную пустыню!

 

Сегодня мы будем изучать явления, без которых жизнь на Земле была бы невозможна, а значит, и облик нашей планеты был бы иным. Теперь вы уже сами сможете сформулировать тему нашего урока. Ну ка сформулируйте мне ее.

Ученики. Испарение и конденсация.

Запишите её в тетрадь. (Слайд 27).

 

 III.            Повторение пройденного материала.

 

Прежде чем мы перейдем к теме урока давайте вспомним основные положения МТ строения вещества. (Слайд 28).

 

1)    Каковы основные положения молекулярной теории строения вещества?

 

Ученик. Все вещества состоят из большого числа частиц, частицы непрерывно и хаотично движутся, частицы взаимодействуют друг с другом (притягиваются или отталкиваются)

 

2)    Можем ли мы видеть эти частицы невооруженным   глазом?

 

Ученик. Нет

 

3)    Частицы движутся с одинаковыми скоростями?

 

Ученик. Нет

 

4)    От чего зависит скорость движения молекул.

 

Ученик. От температуры

 

5)    Какая существует связь между скоростью движения молекул и температурой тела?

 

Ученик. Чем выше температура, тем больше скорость движения частиц.

 

6)             В каких агрегатных состояниях может находиться вещество?

 

Ученик. В твердом, жидком, газообразном

 

7)             Изменяются ли молекулы при переходе вещества из одного агрегатного состояния в другое?

 

Ученик. Нет

(Слайд 29).

 

8)             Одинаковы ли скорости движения молекул вещества, находящихся в любом агрегатном состоянии?

 

Ученик. Нет, в твердом состоянии они колеблются на месте, в газах же разлетаются на большие расстояния с большими скоростями.

 

9)             Какой энергией обладают молекулы вследствие своего движения? Взаимодействия?

 

Ученик. Кинетической, потенциальной

 

10)         Какую энергию называют внутренней? От чего она зависит?

 

Ученик. Это энергия частиц из которых состоит тело.

 

11)         Назовите способы изменения внутренней энергии.

 

Ученик. Теплопередача, совершение работы.

 

12)         Как изменяется внутренняя энергия при повышении температуры? При понижении температуры?

 

Ученик. Увеличивается, уменьшается.

 

13)         Как называется процесс перехода вещества из жидкого состояния в газообразное?

 

Ученик. Парообразование или испарение

 

Итак, из ваших ответов можно сделать вывод: испарение - это процесс перехода вещества из жидкого состояния в газообразное.

 

IV.            Освоение нового материала.

 

А теперь перейдём непосредственно к теме нашего урока и выясним, что такое испарение. И начнем мы его с небольшого эксперимента. У вас на партах стоят сосуды с водой, смочите аккуратно водой руку, расскажите, (Слайд 30).

 

Ø Что вы ощущаете?

Ø Чем это можно объяснить?

А теперь давайте попробуем дать определение: Что такое испарение?

 

Ученик. Парообразование с поверхности жидкости или переход молекул из жидкого состояния в газообразное называют испарением.

 

Запишите. (Слайд 31).

 

Испарение – это парообразование с поверхности жидкости или переход молекул из жидкого состояния в газообразное.

 

А теперь давайте посмотрим, в чем заключается физическая сущность этого явления. Внимание на экран.

 

Просмотр видеосюжета. (Слайд 32).

 

Из просмотренного видеосюжета можно сделать следующий вывод.  (Слайд 33). Запишите.

 

Вывод 1: жидкость могут покинуть молекулы, находящиеся у поверхности, и кинетическая энергия которых больше потенциальной энергии их взаимодействия с соседними молекулами.

 

Итак, при испарении жидкость покидают самые быстрые молекулы. Чтобы же происходит при этом с внутренней энергией жидкости и с её температурой? чтобы ответить на этот вопрос посмотрим еще один видеоролик. Внимание на экран.

Просмотр видеосюжета. (Слайд 34).

 

Так что же происходит с внутренней энергией жидкости и с её температурой при испарении? 

 

Ученик. Температура понижается, следовательно, внутренняя энергия      уменьшается.

 

Верно. Запишите. (Слайд 35).

 

Вывод 2: испарение ведет к уменьшению внутренней энергии и понижению температуры жидкости.

 

А теперь давайте выясним, от чего зависит скорость испарения жидкости. для этого мы проведем ряд небольших экспериментов.

 

   V.            Работа в группах.

 

(Учащиеся выполняют задания. Формулируют выводы о зависимости скорости испарения от определенных факторов).

 

Эксперимент1. (Слайд 36).

 

1.     У вас на столе 2 стеклянные пластины, пипетка, сосуд с жидкостью для снятия лака. Нанесите на одну пластинку 1 каплю жидкости, а на другую 2.

 

2.     Пронаблюдайте за их испарением.

 

3.     Что испарилось быстрее – одна капля жидкости для снятия лака или две?

 

Так какой же вывод можно сделать из данного эксперимента.

 

Ученик. Скорость испарения зависит от массы жидкости.

 

Верно, действительно скорость испарение зависит от массы жидкости. (Слайд 37).

 

Эксперимент 2. (Слайд 38).

 

1.     У вас на столе 2 стеклянные пластины, пипетка, сосуд с жидкостью для снятия лака, сосуд с водой. Нанесите пипеткой на стеклянные пластины по капле воды и жидкости для снятия лака.

 

2.     Пронаблюдайте за их испарением.

 

3.     Что испарилось быстрее – вода или жидкость для снятия лака?

 

Какой же вывод можно сделать из данного эксперимента.

 

Ученик. Скорость испарение зависит от рода жидкости.

 

Верно, действительно скорость испарение зависит от рода жидкости. (Слайд 39).

Кстати это свойство, например, (слайд 40), используют жители северных районов. Они смазывают лицо жиром, так как он испаряется медленнее и лицо не так сильно обмораживается. Кстати, именно по той же причине зимой всем рекомендуется пользоваться жирными кремами!!!

 

Эксперимент 3. (Слайд 41).

 

1.     У вас на столе 2 стеклянные пластины, пипетка, сосуд с жидкостью для снятия лака. Капните на пластины по капле жидкости. На одной из пластин распределите каплю так, чтобы она заняла максимальную площадь.

 

2.     Пронаблюдайте за их испарением.

 

3.     Где жидкость испарилась быстрее?

 

Какой же вывод можно сделать из данного эксперимента.

 

Ученик. Скорость испарения зависит от площади поверхности   жидкости.

 

Верно, действительно скорость испарение зависит от площади поверхности жидкости. (Слайд 42).

Кстати, это свойство мы используем, например, (слайд 43), встряхивание белья при развешивании или, когда пьем горячий напиток. (пьем чай из пиалы или блюдца).

 

 

 

 

Эксперимент 4. (Слайд 44).

 

1.     У вас на столе 2 стеклянные пластины, пипетка, сосуд с жидкостью для снятия лака, бумажный веер. Капните на пластины по капле жидкости. Обмахивайте веером одну из пластин.

 

2.     Пронаблюдайте за их испарением.

 

3.     Где жидкость испарилась быстрее?

 

Какой вывод можно сделать из данного эксперимента.

 

Ученик.  При ветре испарение происходит быстрее

 

Действительно при ветре испарение происходит быстрее. (Слайд 45).

Например, мы дуем, когда пьем чай, кушаем суп для того чтобы испарение происходило быстрее. (Слайд 46).

 

Эксперимент 5. (Слайд 47).

 

1.     У вас на столе 2 стеклянные пластины, пипетка, сосуд с водой и свечка. Капните на пластины по капле воды. Одну из пластин поместите над свечкой.

 

2.     Пронаблюдайте за их испарением.

 

3.     Где жидкость испарилась быстрее?

 

Какой вывод можно сделать из данного эксперимента.

 

Ученик.   Скорость испарения зависит от температуры

 

Действительно, скорость испарения зависит от температуры. (Слайд 48).

Например, всем известно, что лужи летом высыхают быстрее чем осенью. (Слайд 49).

Давайте запишем результаты наших экспериментов. (Слайд 50).

 

Вывод 3. Скорость испарения зависит:

 

1.     От рода жидкости

2.     От площади испаряемой поверхности

3.     От массы жидкости

4.     От наличия ветра

5.     От температуры жидкости

Испаряться могут не только жидкости, но и твердые тела. Например, белье, вывешенное зимой на улице, вначале замерзает, а через несколько дней становится практически сухим. Мы ощущаем запах нафталина благодаря тому, что он испаряется.  Испарение твердых тел без перехода в жидкое состояние называют сублимацией, обратный переход называют десублимацией. Наиболее ярко это явление можно наблюдать с кристалликами йода. Внимание на экран.

 

Просмотр видеосюжета или показать опыт. (Слайд 51).

 

Итак, запишите. (Слайд 52).

 

Сублимация – процесс перехода вещества из твёрдого состояния в газообразное, минуя жидкое.

 

Обратный процесс называется десублимацией

 

Производится запись определения в рабочих тетрадях.

 

Снимаю очки. Выдыхаю теплый воздух на прохладные стекла.

 

   Ребята! Какой процесс я только что вам продемонстрировала? Дайте определение.

 

Ученик. Конденсация – процесс превращения пара в жидкость.

 

Верно. (Слайд 53). Одновременно с испарением на поверхности жидкости происходит и обратный процесс – конденсация.  Запишите.

 

Конденсация –  переход молекул из газообразного состояния в жидкое

 

Если сосуд закрыть крышкой, то убыль жидкости прекратится, происходит это из-за того, что часть молекул, беспорядочно перемещаясь над жидкостью, снова возвращается в неё, этот процесс и называют конденсацией.

Конденсация может происходить и тогда, когда пар не соприкасается с жидкостью.

Ø Подышите по стеклышко. Что вы видите? Кто объяснит наблюдаемое явление?

 

Ученик. Стекло запотевает, мы выдыхаем теплый воздух, он содержит водяной пар, соприкасаясь с холодным стеклом, он превращается в капельки воды.

  

Молодец. Процесс конденсации мы можем наблюдать не только в процессе эксперимента, но и можем встретить в природе. Кто приведет мне хотя бы один пример?

 

Ученик. Конденсацией можно объяснить появление тумана, росы, образование облаков и др. (Слайд 54).

 

При конденсации молекулы отдают часть своей энергии жидкости, поэтому температура жидкости повышается. Можем ли заметить это в природе?

   

Ученик. Да, зимой. Если на улице сильный мороз и начинает падать снег, то температура воздуха повышается.

 

Правильно. Молодцы ребята, вы очень наблюдательны.

 

А теперь давайте посмотрим, в чем заключается физическая сущность этого явления. Внимание на экран.

 

Просмотр видеосюжета. (Слайд 55).

 

Вернемся вновь к процессу испарения. Замечу, что с открытой поверхности жидкости испарение происходит до тех пор, пока вся жидкость не испарится. Такова судьба всех луж, оставшихся после летнего дождя. Иная картина наблюдается в том случае, когда жидкость находится в закрытом сосуде. Духи могут годами храниться в закрытом флаконе. Процесс испарения не прекращается и в закрытом сосуде. На вопрос почему не изменяется масса жидкости в закрытом сосуде? Как называется пар находящийся над жидкостью в закрытом сосуде? Вы узнаете, просмотрев следующий сюжет.

 

Просмотр видеосюжета. (Слайд 56).

 

Так, почему же не изменяется масса жидкости в закрытом сосуде?

 

Ученик. потому что число молекул, покинувших жидкость равно числу молекул, вернувшихся в жидкость.

Запишите. (Слайд 57).

 

Если число молекул, вылетающих из жидкости, равно числу молекул, возвращающих обратно в жидкость, то наступает динамическое равновесие между жидкостью и паром.

 

Как называется пар находящийся над жидкостью в закрытом сосуде?

 

Ученик. Насыщенный.

 

Верно. Запишите.

 

Насыщенный пар - это пар, находящийся в динамическом равновесии со своей жидкостью.

 

А теперь давайте поговорим, каково значение испарения в жизни человека. (Слайд 58).

Испарение – это наиболее легко регулируемый способ уменьшения внутренней энергии. Человек гораздо выносливее по отношению к жаре, чем обыкновенно думают: он способен переносить в южных странах температуру заметно выше той, какую мы в умеренном поясе считаем едва переносимой. Летом в Средней Австралии нередко наблюдается температура 46°С в тени; там отмечались даже температуры в 55°С в тени (по Цельсию). При переходе через Красное море в Персидский залив температура в корабельных помещениях достигает 50°С и выше, несмотря на непрерывную вентиляцию. Наиболее высокие температуры, наблюдавшиеся в природе на земном шаре, не превышали 57°С. Температура эта установлена в так называемой "Долине Смерти" в Калифорнии. (Слайд 59).Производились опыты для определения высшей температуры, какую может выдержать человеческий организм. Оказалось, что при весьма постепенном нагревании организм наш в сухом воздухе способен выдержать не только температуру кипения воды (100°С), но иногда даже еще более высокую, до 160°С, как доказали английские физики Благден и Чентри, проводившие ради опыта целые часы в натопленной печи хлебопекарни. "Можно сварить яйца и изжарить бифштекс в воздухе помещения, в котором люди остаются без вреда для себя", - замечает по этому поводу Тиндаль. Чем же объясняется такая выносливость? Тем, что организм наш фактически не принимает этой температуры, а сохраняет температуру, близкую к нормальной. Он борется с нагреванием посредством обильного выделения пота; испарение пота поглощает значительное количество тепла из того слоя воздуха, который непосредственно прилегает к коже, и тем в достаточной мере понижает его температуру. Единственные необходимые условия состоят в том, чтобы тело не соприкасалось непосредственно с источником тепла, и чтобы воздух был сух.

(Слайд 60). Человек теряет из организма воду испарением с поверхности кожи и испарением из дыхательных путей.

При занятиях спортом человек теряет с потом около 1-2 литров жидкости в час. А при длительной физической нагрузке, особенно в жару, выделение воды с потом может достигать 3-6 литров.

(слайд 61) Свойство поддерживать температуру тела с помощью испарения в начале ХХ в. на карнавалах показывать интересный трюк. В жидкий свинец трюкач погружал кисть руки.

Как же человеческое тело выдерживало столь высокую температуру?

При соприкосновении мокрых пальцев с горячим жидким металлом, вода вследствие интенсивного испарения «одевала» их в «паровую перчатку», которая непродолжительное время могла служить защитой: излучения и проводимости было недостаточно для того, чтобы ощутимо поднять температуру кожи и вызвать ожог.  Но влаги на потной руке было недостаточно и требовалось дополнительное смачивание.

 

Просмотр видеосюжета. (Слайд 62).

 

(Слайд 63) Аналогичный опыт, но менее экстремальный мы проделываем регулярно. Так чтобы удостовериться, нагрелся ли утюг, мы прижимаете смоченный слюной палец к поверхности утюга.

Защита пальца от ожога осуществляется за счет влаги. Тепло, поступающее от утюга к телу, идет на испарение воды.

Пока жидкость не улетучилась, нам комфортно.

 

 

 

Знания, которые вы получили сегодня на уроке можно применить и при оказании первой медицинской помощи, если мама на работе, а у братика или сестрёнки поднялась высокая температура. в этом случае вы должны воспользоваться следующей инструкцией. (Слайд 64).

 

Памятка

«Оказание помощи больному ребёнку»

 

v Вызвать врача, сообщить маме.

v До прихода врача приготовить воду комнатной температуры и мягкую тряпочку.

v Уложить больного ребёнка в постель, снять верхнюю одежду.

v Тряпочку смочить в воде, немного отжать и обтереть больного, укрывать не надо, температура тела понизится.

v Если будет необходимо процедуру можно повторить.

v  Дождаться врача.

 

(Слайд 65). Как вы знаете, закаливание организма - это процедуры, задачей которых является укрепление иммунной системы организма и его подготовка к неблагоприятным условиям (жара, холод, сырость). А испарение помогает понижать температуру тела.

В результате закаливания организм может научиться лучше предотвращать возникновение заболеваний, а также лучше справляться с нагрузками и неблагоприятными условиями. И речь идёт не только о лучшей переносимости холода или плохой погоды, а ещё и об улучшении физического состояния человека. И всё это - не какая-то мелочь, а довольно серьёзные преимущества, о чём и свидетельствует тот факт, что большинство спортсменов занимаются закаливанием организма.

(Слайд 66). Однако, прежде чем лезть под холодный душ или бросаться в прорубь, необходимо внимательно изучить правила и рекомендации, поскольку данные процедуры могут быть опасны для здоровья. Особенно в том случае, если человеку противопоказано заниматься данными процедурами. Но даже если со здоровьем всё хорошо, придерживаться правил всё равно нужно, дабы не навредить себе.

(Слайд 67, 68). Ну и наконец, человек нашел применение испарению и конденсации в промышленности. Так процесс испарения лежит в основе

•      работы холодильных установок,

•      охлаждения воздуха в горячем цеху при разбрызгивании воды,

•      процессов сушки в сушильных камерах.

•      очистки веществ

•      разделения жидких смесей

•      в оборотных системах водоснабжений предприятий

 

Испарение играет важную роль не только в жизни человека, но и в жизни животных и растений.  Но об этом уже вы мне расскажете на следующем уроке.

 

VI.            Домашнее задание.

 

·        У. § 16, 17

·        Р.Т. § 16,17

·        подготовить сообщение испарение в жизни животных и растений