урок по физике 8 класс

Урок №17.Кипение. Удельная теплота. парообразования и конденсации

Цель урока. Изучить явление кипения и его физические особенности, ввести понятие удельной теплоты парообразования и конденсации. Показать на примере, как рассчитывается количество теплоты, необходимое для нагревания и парообразования.

Демонстрации. Кипение воды. Конденсация пара.

Таблица «Плавление, испарение, кипение».

Содержание опроса. 1. Какое явление называется испарением? 2. Объясните, почему жидкость при испарении охлаждается. 3. Какое явление называется конденсацией? 4. Каково значение процесса испарения в быту и технике? Приведите примеры. Содержание нового материала. Процесс кипения. Постоянство температуры при кипении в откры- том сосуде. Физический смысл удельной теплоты парообразования и конденсации. Анализ таблицы 6 учебника. Решение задач.

Закрепление материала. 1. Какие явления наблюдаются при нагревании жидкости перед тем, как она закипит? 2. В чем заключается явление кипе-

ния? 3. В чем отличие кипения от испарения?

2.  Что общего между кипением и испарением?

Домашнее задание. § 18, 20. Упражнения 14 (2, 3),

16 (4, 5). Задание 1 в конце § 20.

Планируемые результаты обучения

Метапредметные: овладеть навыками самостоятельного приобретения знаний о кипении и удельной теплоте парообразования, постановки цели, планирования, самоконтроля и оценки результатов своей деятельности, познавательными универсальными учебными действиями на примерах гипотез для объяснения кипения, регулятивными универсальными учебными действиями при решении задач, развивать монологическую и диалогическую речь, освоить приемы действия в нестандартных ситуациях, формировать умения работать в группе.

Личностные: осознать необходимость самостоятельного приобретения знаний о кипении, удельной теплоте парообразования и конденсации, и практической значимости изученного материала, стимулировать использование экспериментального метода исследования явления кипения и парообразования, сформировать убежденность в познаваемости природных явлений, развивать уважительное отношение друг к другу, к учителю.

Общие предметные: понимать природу явления кипения, планировать и выполнять эксперимент по изучению явления кипения, объяснять полученные результаты и делать выводы, анализировать таблицы, графики, формулы, обнаруживать зависимость температуры кипения от давления, применять знания на практике, докладывать о результатах своего исследования, кратко и четко отвечать на вопросы.

Частные предметные: объяснять явление кипения, измерять удельную теплоту парообразования и конденсации, овладеть расчетным способом нахождения удельной теплоты парообразования и конденсации, использовать полученные знания в по- вседневной жизни.

Методическое руководство.

После обсуждения домашнего задания и фронтального опроса переходим к изучению нового материала и демонстрируем опыт. Если есть возможность,  проведем фронтальный эксперимент. В лапке штатива закрепляем колбу, заполненную водой  (100  мл)  комнатной  температуры. В отверстие пробки вставляем изогнутую трубку для выхода пара и термометр. Шарик термометра дол- жен находиться в середине объема жидкости. Вместе с учащимися составляем план эксперимента и исследований.

Желательно, чтобы для обсуждения опыта на доске были записаны вопросы.

1.    Какие явления наблюдаются при нагревании жидкости?

2.   При какой температуре закипит вода и какие явления наблюдаются в процессе кипения?

3.  Изменится ли температура воды при кипении?

4.  Отличается ли процесс кипения от испарения?

Учащиеся в парах разбирают процесс кипения и отвечают на исследовательские вопросы. После этого  предлагаем школьникам обсудить проблемные вопросы: нa что затрачивается энергия, переданная нагревателем воде, в процессе ее нагревания? Объясните процесс парообразования на основе МКТ. Изменялась ли температура воды при кипе- нии? На что затрачивалась энергия, переданная на- гревателем воде в процессе кипения?

После анализа опыта  подчеркиваем, что, для того чтобы началось кипение, жидкость должна содержать пузырьки воздуха или другого газа, которые служат центром парообразования. Рассмотрим вопрос: когда пузырек воздуха, наполненный паром, поднимется на поверхность (т. е. жидкость закипит)? Для ответа на этот вопрос уча- щиеся изучают текст параграфа, разбирают в парах возможные варианты объяснений делаем вместе вывод, что это будет происходить тогда, когда давление пара в пузырьке станет больше атмосферного. Только в этом случае пузырьки поднимут ся на поверхность жидкости. С изменением атмосферного давления будет изменяться и температура кипения. Рассмотрение вопроса завершим анализом таблицы 5 учебника. Во время эксперимента учащиеся установили, что при нормальном атмосферном давлении вода кипит при температуре 100 °С. Возникает следующий вопрос: как изменится температура кипения воды при изменении атмосферного давления? Для ответа на этот вопрос проводим очередной опыт. В круглодонную колбу до половины наливаем воду и доводим ее до кипения. Пока вода в колбе закипает, обсуждаем вопрос о конденсации пара. В ходе беседы выясняем, что пары воды бесцветны, а белое облако, которое обычно наблюдается над поверхностью воды, состоит из маленьких капелек воды, образовавшихся при конденсации пара. Когда вода закипит, колбу плотно закрываем резиновой пробкой и, перевернув, устанавливаем в кольцо штатива. Верх колбы смачиваем холодной водой и наблюдаем явление кипения. Учащиеся обсуждают опыт и делают вывод, что с понижением давления над поверхностью воды уменьшается и температура кипения. После этого они приводят известные им из практики примеры (дезинфекция инструментов в медицине, гейзеры, получение пара в паровых котлах и пр.).

Затем учащиеся анализируют график из задания

1 упражнения 12. При нагревании жидкости большая часть полученного количества теплоты идет на увеличение ее внутренней энергии, так как температура воды повышается, а меньшая — на испарение. Во время кипения температура воды остается постоянной, это значит, что подводимое к жидкости количество теплоты идет на испарение, т. е. на увеличение потенциальной энергии молекул при выходе из жидкости (температура кипящей воды и пара одинаковая), и на работу по увеличению объема вещества. В момент кипения внутренняя энергия воды не изменяется, а повышается внутренняя энергия пара за счет изменения потенциальной энергии молекул. Прекращается передача количества теплоты, прекращается и кипение.

Вводит понятие удельной теплоты парообразования, единицы ее измерения и поясняем ее физический смысл. Удельная теплота парообразования показывает, насколько увеличивается внутренняя энергия 1 кг вещества при переходе его из жидкого состояния в пар при неизменной температуре. После этого вместе с учащимися анализируем таблицу 6 учебника, отвечаем на вопросы 1, 2 и 3 из уп- ражнения 16, и вводим формулу для расчета количества теплоты, необходимого для превращения жидкости в пар. Выделение энергии при конденсации демонстрируем на опыте из учебника. После обсуждения и анализа эксперимента учащиеся отвечают на вопрос, почему образование тумана задерживает понижение температуры воздуха, и приводят примеры использования энергии, высвободившейся при конденсации пара.

Конец урока  посвятим решению задачи 5 из упражнения 16.

Затем  обсуждаем тему «Агрегатные состояния вещества» для подготовки сообщения, викторины или электронной презентации.

Если позволит время,  посмотрим видео   с сайта www.galileo_tv.ru «Эксперимент. Кипение воды». Рекомендуем посмотреть его дома и составить к видео вопросы.