Конспект урока "Линейное и объемное расширение твердых тел. Сублимация и десублимация. " (10 класс, физика)

Сабақ/Занятие/lesson  Тақырыбы: Қатты заттардың сызықты және көлемді кеңеюі. Сублимация және дезублимация.  Тема:Линейное и объемное  расширение твердых тел. Сублимация и десублимация.  Topic: Linear and volumetric expansion of solids. Sublimation and desublimation.  сабақ мақсаттары • дидактикалық: денелердің термиялық кеңеюінің физикалық сипатын түсіндіру; Студенттерді  температураның өзгеруі кезінде қатты және сұйық денелердегі желілік және көлемді өзгерістерді есептеуді  үйрету;  • білім беру: практикалық мәселелерді шешу үшін студенттердің теориялық білімдерін қолдану қабілетін  жақсарту; зерттеу процесіне қызығушылық тудырады;  • дамытады: студенттерде табиғат пен технологияның жылу кеңеюін пайдалану мен ойлау қабілетін дамыту; Цели урока:    дидактические: объяснить физическую природу теплового расширения тел; научить учащихся  производить расчеты линейных и объемных изменений твердых и жидких тел при изменении их  температуры; воспитательные: совершенствовать умения студентов применять полученные теоретические знания  к решению практических задач; вызвать интерес к изучаемому процессу; развивающие: развивать у студентов мышление использования и значения теплового расширения в  природе и технике; lesson objectives • didactic: to explain the physical nature of the thermal expansion of bodies; to teach students to calculate linear and  volumetric changes in solid and liquid bodies as their temperature changes; • educational: to improve the ability of  students to apply their theoretical knowledge to solve practical problems; cause interest in the process being studied; • developing: to develop in students the thinking of using and the values of thermal expansion in nature and  technology; Тип урока:  Изучения нового материала и первичного закрепления знаний по теме «Первое начало  термодинамики» Метод проведения: лекция с элементами беседы, самостоятельной работой учащихся;  проблемный, экспериментальная работа. Меж предметные связи: Химия, математика Языковые цели 1. использовать термины на трёх языках, которые демонстрируют их понимание Терминология: монокристаллы, поликристаллы, деформация, удлинение, напряжение, тепловое  расширение, линейное расширение, объемное расширение, сублимация , десублимация. Глоссарий: монокристаллы, поликристаллы, деформация, удлинение, напряжение, тепловое  расширение, линейное расширение, объемное расширение, сублимация , десублимация.  жалғыз кристалдар, поликристалдар, деформациялар, созылу, стресс, жылу кеңеюі, желілік  кеңейту, көлемді кеңейту, сублимация, дезублимация. single crystals, polycrystals, deformation, elongation, stress, thermal expansion, linear expansion, volume expansion, sublimation, desublimation. Ход урока: 1. Организация учебного процесса. Поздороваться с детьми. Отметить кого нет в группе. Приветствие учащихся. Здраствуйте!.Сәлеметсәз бе!. Hello! 1. Как ваше настроение? Көңілдеріңіз қалай? How are your feeling? 2. Какое сегодня число? Бүгін қандай күн:? What is the date today? 3. Вы готовы к работе? Сіз жұмыс істеуге дайынсыз ба? Are you ready to work? 4. Тогда приступим! Еңше бастайық!Then proceed! 2.Актуализация опорных знаний учащихся 1. В каком состоянии находятся твердые тела? 2. Что такое кристаллы? 3. Монокристаллы, поликристаллы 4.Чем аморфные тела отличаются от  кристаллов? 5. Примеры аморфных тел 6. Почему стекло является аморфным телом? 7. Что такое деформация? 8. Виды деформаций 9.Что такое абсолютное удлинение?    10. Что такое относительное удлинение ? 11. Формула механического напряжения 12.Сформулировать  Закон Гука II .Мотивация познавательной деятельности учащихся Общеизвестно, что вещество обычно расширяется при нагревании и сжимается при охлаждении, т.е.  происходит тепловая деформация тела под действием молекулярных сил в процессе нагревания и  охлаждения. Это явление объясняется тем, что повышение температуры связанно с увеличением скорости  движения молекул, а это ведет к увеличению межмолекулярных расстояний и в свою очередь, к расширению  тела. Тепловое расширение надо обязательно учитывать при термообработке и при термическом способе  изготовления деталей и оборудования, при строительстве машин, трубопроводов, электрических линий,  мостов, зданий,  III. Изучение нового материала Тепловым расширением   повышении температуры.   называется увеличение линейных размеров тела и его объема, происходящие при  При расширении тела происходит увеличение его объема, и говорят об объемном расширении тела. Но иногда нас интересует лишь изменение одного размера, например длины железнодорожных рельсов или  металлического стержня. В том случае говорят о линейном расширении.  Расширение твердого тела вдоль одного его измерения называется линейным. Вопрос: одинаково ли расширяются тела при нагревании на одно и то же число градусов? Для характеристики степени линейного расширения различных твердых тел вводят понятие коэффициента  линейного расширения. Величина, показывающая, на какую долю начальной длины, взятой при 00С, увеличивается длина тела от  нагревания его на 10С, называется коэффициентом линейного расширения и обозначается через  . [ ]  =К­1=   или [  ] =0С­1= Введем обозначения: t0 – начальная температура; t – конечная температура; l0 – длина тела при t0=00С; lt –  длина тела при t0С;  t – изменение температуры. l – изменение длины тела;  Допустим, что произошло нагревание провода на 600С. В начале провод имел длину 100 см, а при нагревании  его длина увеличилась на 0,24 см. Отсюда, можно вычислить увеличение длины провода при нагревании на 10С. Общее удлинение (0,024 см) разделим на длину провода и изменение температуры:  =0,0000040С­1=(4*10­6)0С­1. Тогда   =  или   =  (1)    ­ очень малая величина и находится по таблице. 3. а) Для вычисления длины тела в зависимости от температуры t  lt=l0(1+  t) Двучлен (1+ t) называется биномом линейного расширения. Он показывает, во сколько раз увеличилась  длина тела при нагревании его от 00 до t0С. Итак, конечная длина тела равна начальной длине, умноженной на бином линейного расширения. Увеличение объема тел при нагревании называется объемным расширением. Объемное расширение характеризуется коэффициентом объемного расширения и обозначается   = . V0 – начальный объем при 00С; Vt – конечный объем при t0С;  V – изменение объема тела; t0 – начальная  температура; t – конечная температура. Величина, показывающая, на какую долю начального объема, взятого при 00С, увеличивается объем тела от  нагревания на 10С, называется коэффициентом объемного расширения. а) Найдем зависимость объема твердого тела от температуры.  Vt=V0(1+  t). Двучлен (1++  объем тела при нагревании его от 0 до t0С.  t) называется биномом объемного расширения. Он показывает, во сколько раз увеличился  Итак, конечный объем тела равен начальному объему, умноженному на бином объемного расширения. Для твердых тел  =3β α Процесс перехода из твердого состояния в газообразное называется сублимацией или возгонкой.  Сублимирует кусочек льда в морозный день. Сырое белье замерзает на ветру в мороз, а через сутки  становится сухим – ледяная корка исчезает.  Мы ощущаем запах, образующийся при испарении твёрдого  вещества мыла. То есть твердое тело превращается в пар. Вообще любое тело в твердом состоянии, если оно  имеет запах, сублимирует. Процесс обратной сублимации , десублимация. При этом вещество из газообразного состояния сразу  переходит в твердую фазу. Ледяные узоры, которые появляются на стёклах в мороз, и есть пример десублимации. При заморозках почва покрывается инеем ­ тонкими кристалликами льда, в которые превратились водяные пары из воздуха. Глоссарий: монокристаллы, поликристаллы, деформация, удлинение, напряжение, тепловое расширение,  линейное расширение, объемное расширение, сублимация , десублимация.  жалғыз кристалдар, поликристалдар, деформациялар, созылу, стресс, жылу кеңеюі, желілік кеңейту, көлемді кеңейту, сублимация, дезублимация. single crystals, polycrystals, deformation, elongation, stress, thermal expansion, linear expansion, volume  expansion, sublimation, desublimation. IV. Закрепление изученного материала: Задача 1.В нашей местности изменение температуры в году бывает от ­300С до   350С и длина рельса 12,5 м. Какой зазор  надо оставлять между рельсами железнодорожного полотна ? Дано: Решение: l0=12,5 м t1=­300 t2=350С   l= l 0  (t 2 ­t 1 )    =   t=t2­t1  t=65C l=12,5*0,000012*65=0,00975 м  ст =12*10­6 l=?   Задача 2 Как изменяется сезонная температура в Екатеринбурге, если при этом длина рельс увеличивается на 0,5 м?  Длина рельс при 0 °С равна 814 м. =     t= Задача  3. 0 С В Киеве через Днепр построен стальной мост . При температуре t1 = 20 °С длина моста L = 1543 м. Найти  изменение длины моста при понижении температуры до  t2 = –30 °С.  (  стали=12*10­6) l=0,92 м Задача  4. Два одинаковых стальных моста должны быть построены один на севере, другой на юге. Каковы должны быть при 0 °С зазоры, компенсирующие удлинение моста при изменении температуры, если на юге возможны  колебания от –10 до +50 °С, а на севере от –50 до +20 °С? При 0 °С длина моста L0 = 100 м, коэффициент  линейного расширения стали 10­5 °С ­1 V. Домашнее задание: выучить теорию