Насыщенный и ненасыщенный пар, влажность воздуха

Раздел долгосрочного плана:

Жидкие и твердые тела

Школа:

ФИО учителя:

Класс:

Дата

Количество присутствующих:

Отсутствующих:

10

Тема урока

Насыщенный и ненасыщенный пар, влажность воздуха. Фазовые диаграммы, тройная точка, критическое состояние вещества.

Цели обучения

10.3.4.1Определять относительную влажность воздуха с помощью гигрометра и психрометра

Критерии оценивания

Учащиеся:

-       объясняют понятие насыщенного и ненасыщенного пара, кипения, влажности воздуха, точки росы;

-       опытным путем определяют зависимость давления, насыщенного пара от температуры;

-       формируют навыки техники экспериментального определения влажности воздуха с помощью психрометра и гигрометра.

Языковые цели

Лексика и терминология, специфичная для предмета:

точка росы, влажность воздуха, кипение, насыщенны и ненасыщенный пар, тройная точка, психрометр, гигрометр.

Полезные выражения для диалогов и письма:

Если температура газа выше критической, тогда газ …

Если температура газа равна критической, тога газ…

Если температура газа меньше критической, тогда…

Чем больше внешнее давление, тем выше …

Температуру кипения можно понизить, если…

Привитие ценностей

Расширение кругозора учащихся, развитие функциональной грамотности, ответственности и самостоятельности в своем обучении.

Знание и понимание ГГ:Общность и разнообразие

Ценности ГГ: Забота об окружающей среде и стремление к устойчивому развитию. Целенаправленное участие и вовлеченность. Вера в то что люди могут изменить мир к лучшему

Навыки ГГ: Критическое и творческое мышление. Уверенность в себе и навыки рефлексии. Общение. Обоснованные действия и рефлексия.

Привитие ценностей осуществляется через рассмотрение вопросов формирования объективной необходимости изучения нового материала, организации деятельности учащихся по восприятию, осмыслению и первичному закреплению представления источников света в природе и быту.

Навыки использования ИКТ

Работа с бумажными ресурсами, презентация PowerPoint рандомное колесо:

https://castlots.org/razdelit-na-gruppy/https://www.jamestease.co.uk/team-generator/

Предварительные знания

Молекулярное строение веществ (воздух), кипение, испарение, влажность вздуха.

Ход урока

Запланированные этапы урока

Запланированная деятельность на уроке

Ресурсы

1 урок

Начало урока

2 минуты

Ваимное приветствие учителя и учащихся через эстафету (сначала учитель касается поочередно одноименных пальцев рук ученика, начиная с больших пальцев и говорит:

·         желаю (соприкасаются большими пальцами);

·         успеха (указательными);

·         большого (средними);

·         во всём (безымянными);

·         и везде (мизинцами);

·         Здравствуйте! (прикосновение всей ладонью)

Далее учащиеся в парах проделывают то же самое действие.

Таким образом, в классе создается благоприятная атмосфера для дальнейшей совместной работы.

1 слайд

Актуализация знаний, вызов:

Учитель предлагает рассмотреть рисунке на слайде:

«Какие природные явления вы сейчас видели? (Туман, роса, иней).

Как вы думаете, какие физические процессы «спрятаны» в этих явлениях природы?

(испарение, конденсация, парообразование, влажность воздуха: туман представляет собой скопления мелких капелек воды)».

Далее учитель предлагает ответить на следующие вопросы на слайде:

-        Почему в нашем городе так тяжело переносятся холод и жара?

– Почему в нашем городе так трудно переносится жара даже 25oС, хотя в других местах и большая температура переносится легче?

– Почему зимой на окнах появляются узоры?

– Почему если на горячий чай дуть, то он остывает быстрее?

– Почему больные люди так внимательно относятся к прогнозу погоды, когда передают влажность воздуха?

После, учитель подводит учащихся к необходимости изучения новой темы. Тема урока, цели обучения и критерии оценивания выводятся на экран.

2-6 слайд

Середина урока

5 минут

15 минут

Учитель проводит мультимедийные демонстрации: особенности насыщенных паров, переход ненасыщенного пара в состояние насыщения при уменьшении объёма. На основании этого делаются выводы.

Учащиеся самостоятельно формулируют выводы, учитель проверяет данные выводы учащихся через зачитывание и класс записывает их в тетради.

Выводы учащихся и записи в тетрадях:

1) Пар, находящийся в термодинамическом равновесии со своей жидкостью, называется насыщенным.

2) Давление пара, при котором жидкость находится в равновесии со своим паром, называется давлением насыщенного пара.

3) Давление насыщенного пара зависит только от его химического состава и температуры и не зависит от величины объёма, который он занимает.

4) При увеличении температуры, увеличивается не только скорость молекул, но и их концентрация.

7-8 слайд

9 слайд

Учитель рассматривает отдельные предельные случаи и вместе с учениками делаются выводы.

Выводы учащихся и записи в тетрадях:

1)  Если температура газа выше критической, тогда газ не перейдет в жидкое состояние ни при каком давлении;

2)  Если температура газа равна критической, тога газ перейдет в жидкое состояние и без перехода в состояние насыщения;

3)  Если температура газа меньше критической, тогда изотермическое сжатие приведет газ в начале в состояние насыщения, а затем в жидкое состояние.

Далее по презентации учитель рассматривает процесс кипения, кипение при пониженном давлении.

Выводы учащихся и записи в тетрадях:

1)   Кипение начинается при температуре, при которой давление насыщенного пара в пузырьках сравнивается с давлением в жидкости;

2)   Чем больше внешнее давление, тем выше температура кипения;

3)   Температуру кипения можно понизить, если уменьшать внешнее давление.

Следующим шагом учитель рассматривает влажность воздуха, точка росы.Учитель: «В воздухе всегда содержится некоторое количество водяного пара. Если водяного пара много, мы говорим, что воздух влажный, если мало – сухой. Но как определить это «много» или «мало»? Давайте решим две задачи и сравним полученные результаты»

Условия задач. Какое наибольшее количество водяного пара может содержаться в 1 м³ воздуха при температуре 20^oС? 5^oС? При сравнении результатов выводятся понятия абсолютной и относительной влажностей, точки росы.

Выводы учащихся и записи в тетрадях:

1) Давление, которое производил бы водяной пар, если бы все остальные газы отсутствовали, называется парциальным давлением водяного пара;

2) Содержание водяного пара в 1 м3 воздуха называется абсолютной влажностью;

3) Относительной влажностью воздуха называется отношение парциального давления водяного пара, содержащегося в воздухе, к давлению насыщенного водяного пара при той же температуре;

4) Температура, при которой водяной пар становится насыщенным, называется точкой росы.

После учитель знакомит учащихся с приборами для определения относительной влажности воздуха

10-11 слайд

12-13 слайд

14 слайд

15 слайд

16 слайд

Учитель предлагает учащимся отработать практические навыки, для этого учащиеся выполняют лабораторную работу «Определение относительной влажности воздуха» и определяют «зону комфорта» для кабинета физики

После выполнения лабораторной работы, учитель предлагает решить задачи учащимся. Первая задача решается совместно, вторую –самостоятельно в тетрадях.

Задача 1. Найдите относительную влажность воздуха, если парциальное давление водяного пара в воздухе при 19^oС было 1,1 кПа.

Задача 2. Найдите относительную влажность воздуха в комнате при температуре 18^oС, если при температуре 10^oС появилась роса.

17-18 слайд

Конец урока

3 минуты

Домашнее задание

Рефлексия. Критерии оценивания (обсудить цели обучения).

Учитель задает вопросы классу:

«Что вызвало у вас затруднения? Что нам пока тяжело воспринять?».

Обсуждение затруднений.

Исходя из затруднений, учитель определяет домашнее задание:

Если все понятно, тогда достаточно повторить пройденный материал в тетрадях.

Если были затруднения в восприятии материала, тогда учитель предлагает учащимся в качестве дополнительного материала обратиться к учебнику.

19 слайд

2 урок

Начало урока

5 минут

Учитель предлагает ученикам рассмотреть оборудование, имеющееся на столах. Какие приборы они уже знают? Какие являются для них новыми? Задает вопрос «Чем же мы будем заниматься на втором уроке?» Формулирование цели урока.

Середина урока

30 минут

Лабораторная работа

Тема: «Измерение влажности воздуха»

Цель: освоить прием определения относительной влажности воздуха, основанный на использовании гигрометра и психрометра.

Оборудование: гигрометр, психрометр

Теория.

В атмосфере Земли всегда содержатся водяные пары. Их содержание в воздухе характеризуется абсолютной и относительной влажностью.

Абсолютной влажностью воздуха r_а - называется плотность водяных паров, находящихся в воздухе при данной температуре.

, . 

Относительная влажность воздуха j показывает сколько процентов составляет абсолютная влажность от плотности насыщенного водяного пара при данной температуре:

,  .,

где ρ₀-плотность насыщенного водяного пара при данной температуре и определяется по таблице «Давление насыщенного водяного пара и его плотность при различных значениях температуры» Таким образом, относительная влажность характеризует степень насыщения воздуха водяным паром.

Для жилых помещений нормальной влажностью считается относительная влажность, равная 40 - 60 %. О влажности воздуха можно судить только по относительной влажности, так как при одной и той же абсолютной влажности в зависимости от температуры воздух может казаться или сухим или влажным.

Определение точки росы

Температура, при которой охлажденный воздух становится насыщенным водяными парами, называется точкой росы Т _р

При точке росы абсолютная влажность воздуха равна плотности насыщенного пара

ρ₀= ρ_a

При определение точки росы используется таблица «Давление и плотность насыщенного водяного пара при различных температурах» и значение абсолютной влажности ρ_a

В колонке плотности находим значение наиболее близко совпадающее со значением ρ_a и проецируем на колонку температур, полученное значение и есть точка росы Т_р

Например:

Абсолютная влажность воздуха равна: 

Находим в колонке плотности находим значение наиболее близко совпадающее со значением ρ_a. В данном случае это Проецируем в горизонтальном направлении на колонку температур; полученное значение 13⁰С и есть точка росы

Т_р=13⁰С

Для определения влажности можно воспользоваться гигрометромили психрометром.

 Конденсационный гигрометр. Состоит из укрепленной на подставке металлической круглой коробочки с отполированной плоской поверхностью. В коробочке сверху имеются два отверстия. Через одно из них в коробочку наливают эфир и вставляют термометр, а другое соединяют с резиновой грушей. Действие конденсационного гигрометра основано на определении точки росы.

   Продувают воздух через эфир (с помощью резиновой груши), при этом эфир быстро испаряется и охлаждает коробочку. Слой водяного пара, находящийся вблизи поверхности коробочки, благодаря теплообмену тоже станет охлаждаться. При определенной температуре этот водяной пар начнет конденсироваться и на отполированной поверхности коробочки появляются капельки воды (роса). По термометру определяют эту температуру, это и будет точка росы. В таблице «Давление насыщенных паров и их плотность при различных температурах» по точке росы находят абсолютную влажность – соответствующую этой температуре плотность паров или их давление.

Психрометр илипсихрометр Августа (см.рисунок) состоит из двух термометров: сухого и увлажненного. На шарике увлажненного термометра закреплен фитиль, конец которого опущен в чашечку с водой. Вода, испаряясь с фитиля забирает от термометра тепло, поэтому показания увлажненного термометра ниже, чем у сухого. По показанию сухого и разности показаний сухого и увлажненного термометров с помощью психрометрической таблицы находится относительная влажность воздуха.

Ход работы.

   Задание 1. Определить влажность воздуха с помощью гигрометра.

1. Рассмотреть устройство гигрометра.
2. Снять показания прибора в различных частях класса
3. Записать показания термометра в резервуаре гигрометра, когда появились капельки росы
4. Подготовить таблицу для записи результатов измерений и вычислений:

5. По таблице «Давление насыщенных паров» определить влажность воздуха φ
6. Результаты измерений и вычислений занести в таблицу.
7. Сделайте вывод о том, нормальная ли влажность воздуха в помещении.

Задание 2. Измерить влажность воздуха с помощью психрометра.

1. Подготовить таблицу для записи результатов измерений и вычислений:

2. Рассмотреть устройство психрометра.
3. Снять показания психрометра в различных частях класса
4. По показаниям сухого термометра измерить температуру воздуха t_сухого в помещении.
5. Записать показания термометра, резервуар которого обмотан марлей t_{влажного}
6. Вычислить разность показаний термометров Δt = t_сухого - t_{влажного}
7. По психрометрической таблице определить влажность воздуха φ
8. Результаты измерений и вычислений занести в таблицу.
9. Сделайте вывод о том, нормальная ли влажность воздуха в помещении.
10. Ответьте на контрольные вопросы.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ.

1.       Почему после жаркого дня роса бывает более обильна?

2.       Относительная влажность воздуха при 200С равна 58%. При какой температуре выпадает роса?

3.       Почему при продувании воздуха через эфир, на полированной поверхности стенки камеры гигрометра появляется роса? В какой момент появляется роса?

4.       Почему показания «влажного» термометра меньше показаний «сухого» термометра?

5.       Могут ли в ходе опытов температуры «сухого» и «влажного» термометров оказаться одинаковыми?

6.       При каком условии разности показаний термометров наибольшая?

7.       Может ли температура «влажного» термометра оказаться выше температуры «сухого» термометра?

8.       Сухой и влажный термометр психрометра показывают одну и ту же температуру. Какова относительная влажность воздуха?

9.       Относительная влажность воздуха при температуре 293 К равна 44 %. Что показывает увлажненный термометр психрометра?

10.   В комнате объёмом 150 м³ при температуре 300 К содержится 2,07 кг водяных паров. Определите относительную и абсолютную влажность воздуха.

Конец урока

5 минуты

Домашнее задание

Рефлексия. Критерии оценивания (обсудить цели обучения).

Учитель задает вопросы классу:

1.  Какие критерии мы можем отметить как выполненные нами?

2. Можно ли сказать, что теперь мы достигли нашей цели обучения?

Общеклассное обсуждение.

Далее учитель определяет домашнее задание:

Если все понятно, тогда достаточно повторить пройденный материал в тетрадях.

Если были затруднения в восприятии материала, тогда учитель предлагает учащимся в качестве дополнительного материала обратиться к учебнику.

Дифференциация – каким образом Вы планируете оказать больше поддержки? Какие задачи Вы планируете поставить перед более способными учащимися?

Оценивание – как Вы планируете проверить уровень усвоения материала учащимися?

Здоровье и соблюдение техники безопасности

Поддержку планирую осуществить через общеклассное обсуждение результатов работы с тестовыми заданиями в начале урока, индивидуальное консультирование во время решения задач.

По результатам выполнения тренировочных заданий в конце каждого урока.

Создание благоприятной психологической атмосферы, соответствие заданий уровню подготовленности учащихся, смену видов деятельности, консультирование.

Рефлексия по уроку

Были ли цели урока/цели обучения реалистичными?

Все ли учащиеся достигли ЦО?

Если нет, то почему?

Правильно ли проведена дифференциация на уроке?

Выдержаны ли были временные этапы урока?

Какие отступления были от плана урока и почему?

Используйте данный раздел для размышлений об уроке. Ответьте на самые важные вопросы о Вашем уроке из левой колонки.

Поставленные цели обучения весьма реалистичны,учащиеся уже изучали на качественном уровне данную тему в 7-х и 8-х классах, в связи с чем не возникло проблем у учащихся в усвоении сравнительно нового материала, результатом чего явилось достижение поставленных ЦО.

Дифференциация проведена правильно, каждому учащемуся был оказан индивидуальный подход (подмостки, кто в них нуждался).

Временные этапы урока выдержаны, отступлений от плана урока не было. Все запланированные действия на уроке были выполнены.

Общая оценкахорошо

Какие два аспекта урока прошли хорошо (подумайте, как о преподавании, так и об обучении)?

1:Самостоятельное изучение на качественном этапе зависимость скорости предмета от высоты наклонной плоскости. Формулирование выводов по итогам опыта.

2:Активность на уроке, учащиеся охотно участвовали в диалоге по анализу проделанного опыта, а также выводе математической записи закона сохранения энергии.

Что могло бы способствовать улучшению урока (подумайте, как о преподавании, так и об обучении)?

1: Дать подробную обратную связь по выполнению проверочной работы в начале урока.

2:Вместо взаимооценивания можно было учащимся разрешить походить по классу и сверить свои ответы с ответами не только соседа по парте, но и других учеников.

Что я выявил(а) за время урока о классе или достижениях/трудностях отдельных учеников, на что необходимо обратить внимание на последующих уроках?

Некоторые ученики требуют к себе повышенного внимания, быстро справляются  заданиями, в связи с чем можно разработать задания для них с повышением уровня сложности.