урок по физике 8 класс

Урок №14.График плавления и отвердевания кристаллических тел.

Удельная теплота плавления

Цель урока. Раскрыть суть тепловых явлений — плавления и кристаллизации; изучить особенности поведения вещества при переходе из твердого состояния в жидкое и обратно.

Демонстрации. Плавление и отвердевание гипосульфита натрия (натрия тиосульфат Na2S2O3).

Содержание опроса. 1. Каким способом можно пере-

вести вещество из твердого состояния в жидкое и наоборот? 2. Как называются процессы перехода твердого вещества в жидкое состояние и наоборот? 3. Можно ли расплавленным металлом заморозить воду? 4. Останется ли алюминиевая проволока в твердом состоянии, если ее опустить в расплавленный цинк?

Содержание нового материала. Удельная теплота плавления, ее физический смысл и единица. Объяснение процессов плавления и отвердевания на основе знаний о молекулярном строении вещества. Анализ таблицы 4 учебника. Формула для расчета количества теплоты, необходимого для плавления тела или выделяющегося при его кристаллизации. Решение задач.

Закрепление материала. 1. На основании молекулярно-кинетической теории строения вещества объясните процесс плавления; кристаллизации.

2. Объясните, почему в течение всего времени плавления (отвердевания) температура тела не меняется. 3. Удельная теплота плавления серебра 0,87•105 Дж/кг. Что это значит? 4. Почему  осенью при замерзании больших водоемов температура понижается медленно?

Домашнее задание. § 14, 15. Упражнение 12 (1—3).

Задание в конце § 14, задание 1 в конце § 15.

Планируемые результаты обучения

Метапредметные: овладеть навыками самостоятельного приобретения знаний об удельной теплоте плавления, постановки цели, планирования, самоконтроля и оценки результатов своей деятельности, познавательными универсальными учебными действиями на примерах гипотез для объяснения плавления и отвердевания кристаллических тел, развивать монологическую и диалогическую речь, уметь работать в группе, представлять и отстаивать свои взгляды.

Личностные: осознать необходимость самостоятельного приобретения знаний об удельной теплоте плавления и практическую значимость изученного материала, стимулировать использование экспериментального метода исследования плавления и отвердевания, развивать уважительное отношение друг к другу, к учителю, убежденность в познании явлений природы.

Общие предметные: научиться понимать природу плавления и отвердевания кристаллических тел, планировать и выполнять опыты, объяснять и сравнивать полученные результаты, анализировать таблицы, формулы, графики и делать выводы, применять теоретические знания на практике и при решении задач; докладывать о результатах исследования, участвовать в дискуссии, кратко и четко отвечать на вопросы.

Частные предметные: уметь объяснять явления плавления  и  отвердевания  кристаллических  тел; овладеть расчетным способом нахождения удельной теплоты плавления, количества теплоты, необходимого для плавления кристаллического тела; использовать полученные знания в повседневной жизни.

Методические замечания

Урок начнем с беседы, в ходе которой повторяем вопросы, связанные с плавлением и отвердеванием кристаллических веществ. Во время обсуждения домашнего опыта «Наблюдение за таянием кусочка льда в воде» учащихся подведем к выводу, что для плавления льда требуется определенное количество теплоты, которое он может получить от тела, имеющего более высокую темпера- туру. После того как учащиеся самостоятельно проработают материал § 14,  вместе с классом анализируем график зависимости температуры льда от времени нагревания. Для этого учащиеся должны ответить на вопросы: что происходит с водой в отрезки времени, соответствующие каждому из участков графика? Как по графику можно судить об изменении температуры вещества при нагревании и охлаждении? Какие участки графика соответствуют плав- лению и отвердеванию льда? После этого  даем объяснение плавления и отвердевания тел на основе МКТ. При нагревании кристаллического вещества, находящегося в твердом состоянии, температура его повышается. Возникает вопрос: как изменяется при этом скорость колебательного движения частиц и их средняя кинетическая энергия? После ответа на этот вопрос учащиеся, опираясь на полученные ранее знания, делают вывод, что при увеличении их средней кинетической энергии увеличивается внутренняя энергия тела. Обобщая ответы учеников, делаем вывод: когда тело нагревается до температуры плавления, то размах колебания частиц увеличивается настолько, что силы притяжения между ними ослабевают, нарушается порядок распо- ложения частиц, кристаллическая решетка начинает разрушаться и вещество плавится. В этот момент по- лучаемое количество теплоты от нагревателя не уменьшается, но температура тела не увеличивается, следовательно, не увеличивается и скорость движения его частиц. Здесь учащимся уместно вспомнить закон сохранения энергии. После этого они смогут самостоятельно сделать вывод, что энергия, полученная от нагревателя, идет на разрушение кристаллической решетки. В ходе беседы даем необходимые пояснения. В процессе плавления внутренняя энергия вещества увеличивается вследствие увеличения потенциальной энергии взаимодействия молекул. Рассматриваем соответствующий участок графика. При отвердевании вещества происходит восстановление кристаллической решетки. Рассматриваем соответствующий участок графика. Потенциальная энергия частиц при кристаллизации уменьшается. Опыты показывают, что количество теплоты, полученное телом при плавлении, равно количеству теплоты, отдаваемому телом при кристаллизации. Количество теплоты, идущее на разрушение кристаллической решетки и увеличение потенциальной энергии частиц, называют удельной теплотой плавления. Поясняем ее буквенное обозначение. Чтобы определить количество теплоты, необходимое для превращения вещества массой m из твердого состояния в жидкое, взятого при температуре плавления, используется формула Q = m. Возникает вопрос: в каком случае вода нагревается до более высокой температуры — если в нее вылить 100 г олова или бросить такое же количество твердого олова при той же температуре? После обсуждений поставим экспериментальную качественную задачу с последующей ее проверкой: что больше понизит температуру в двух стаканах, содержащих одинаковое количество теплой воды, — кусок льда или такая же масса воды при температуре 0 °С? (Эксперимент-задача не дол- жен занимать много времени.). Для этого на обе чаши весов помещают стаканы с одинаковым количеством теплой воды. Затем в один стакан опускают кусочки льда, а в другой наливают из того же сосуда при помощи пипетки холодную воду, пока чаши весов не придут в равновесие. С помощью электронного термометра измеряют температуру в сосудах. Результат опыта обсуждаем всем классом, и делаем вывод. Вопрос практического применения плавления рассматривается на примерах, приведенных учащимися, которые известны им из повседневной жизни. Если позволяет время, рассмотрим явление переохлаждения жидкости и показать опыт с плавлением и отвердеванием гипосульфита натрия (продается в аптеках, можно заказать на сайте www. bpks.ru). Перед началом опыта  записываем на доске  температуру  плавления  гипосульфита  (48 °С). В пробирку насыпаем кристаллы гипосульфита, нагреваем его и с помощью термометра измеряем температуру. Пока плавится гипосульфит, разбираем пример задачи из учебника и решаем задачу 4 из упражнения 12. Когда гипосульфит начнет пла- виться, обращаем внимание учащихся на то, что температура его плавления равна 48 °С. После того как он полностью расплавится, охлаждаем его, поместив пробирку с гипосульфитом в стакан с холод- ной водой. В это время решаем задачу 5 из упражнения 12. После этого анализируем опыт. Обращаем внимание на  состояние  гипосульфита.  Несмотря на то что температура расплава ниже температуры плавления, он находится в жидком состоянии. Такое явление называют переохлаждением жидкости. В природе при отсутствии центров кристаллизации вода часто переохлаждается. Просим учащихся привести примеры, известные им о переохлаждении жидкости (обледенение самолетов, попавших в облако из переохлажденной воды, гололед, обледенение проводов и ветвей деревьев). После этого в пробирку с расплавом опускаем кристаллик гипосульфита, который становится центром кристаллизации. Начинается интенсивное отвердевание расплава. Тем- пература расплава будет повышаться до 48 °С, что будет свидетельствовать о выделении энергии при кристаллизации тела. По завершении опыта   обсудим, ответив на вопрос: почему температура расплавленного гипосульфита натрия стала повышаться? В ходе обсуждения учащиеся делают вывод, что при переходе гипосульфита из жидкого состоя- ния  в  твердое  внутренняя  энергия  уменьшается,   а выделившаяся энергия повышает его температуру Кристаллизация прекращается, когда температура всей смеси станет равной температуре плавления. В конце урока  проанализируем таблицу 4 учебника.

Скачано с www.znanio.ru