Насыщенный и ненасыщенный пар, влажность воздуха1

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

10 минут

Лабораторная работа с психрометром

Середина урока

28 минут

Лабораторная работа

Тема: Определение влажности воздуха при помощи психрометра

Цель работы: закрепить понятие о влажности воздуха и способах ее измерения; определить абсолютную и относительную влажность воздуха

научиться пользоваться

·         справочными данными: «Психрометрическая таблица»

·         приборами для измерения влажности воздуха – психрометром.

Оборудование: Психрометр, психрометрическая таблица,

Теория.

В атмосферном воздухе всегда присутствуют пары воды, которая испаряется с поверхности морей, рек, океанов и т.п.

Воздух, содержащий водяной пар, называют влажным.

Влажность воздуха оказывает огромное влияние на многие процессы на Земле :на развитие флоры и фауны, на урожай сельхоз. культур, на продуктивность животноводства и т.д. Влажность воздуха имеет большое значение для здоровья людей, т.к. от неё зависит теплообмен организма человека с окружающей средой. При низкой влажности происходит быстрое испарение с поверхности и высыхание слизистой оболочки носа, гортани, что приводит к ухудшению состояния.

Значит, влажность воздуха надо уметь измерять. Для количественной оценки влажности воздуха используют понятия абсолютной и относительной влажности.

Абсолютная влажность – величина, показывающая, какая масса паров воды находится в 1 м³ воздуха (т.е. это плотность водяного пара). Она равна парциальному давлению пара при данной температуре.

Парциальное давление пара – это давление, которое оказывал бы водяной пар, находящийся в воздухе , если бы все остальные газы отсутствовали.      

Относительная влажность воздуха – это величина, показывающая, как далек пар от насыщения. Это отношение парциального давления p водяного пара, содержащегося в воздухе при данной температуре, к давлению насыщенного   пара p₀ при той же температуре, выраженное в процентах:

   Если воздух не содержит паров воды, то его абсолютная и относительная влажность равны 0. Предельное значение относительной влажности – 100%. Нормальной для человеческого организма считается влажность 60%.

Относительную влажность воздуха можно определить с помощью психрометра.

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. 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 при продувании воздуха через эфир, на полированной поверхности стенки камеры гигрометра появляется роса? В какой момент появляется роса?
2. Почему показания «влажного» термометра меньше показаний «сухого» термометра?
3. Могут ли в ходе опытов температуры «сухого» и «влажного» термометров оказаться одинаковыми?
4. При каком условии разности показаний термометров наибольшая?
5. Может ли температура «влажного» термометра оказаться выше температуры «сухого» термометра?
6. Сухой и влажный термометр психрометра показывают одну и ту же температуру. Какова относительная влажность воздуха?
7. Каким может быть предельное значение относительной влажности воздуха?

Конец урока

2 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.

3 урок

Начало урока

8 минут

Лабораторная работа с гигрометром

24-27 слайд

Середина урока

30 минут

Лабораторная работа

Тема: «Измерение влажности воздуха методом точки росы.»

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

Оборудование: гигрометр

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 гигрометром.

 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.

Ход работы.

   Задание. Определить  влажность воздуха с помощью гигрометра.

1. Подготовить таблицу для записи результатов измерений и вычислений:

2. Рассмотреть устройство гигрометра.
3. Снять показания прибора в различных частях класса
4. Записать показания термометра в резервуаре гигрометра, когда появились капельки росы
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.
8. 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.       Относительная влажность воздуха при температуре 293 К равна 44 %. Что показывает увлажненный термометр психрометра?

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

Карточки для ЛР 2

Конец урока

2 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.

28-29 слайд

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?

А.Зверев и В. Большебратский требуют к себе повышенного внимания, быстро справляются  заданиями, в связи с чем можно разработать задания для них с повышением уровня сложности.