Графіки випаровування, кипіння й конденсації
2-й семестр
ТЕПЛОВІ ЯВИЩА
4. Кількість теплоти. Теплові машини
Урок 18/60
Тема. Графіки випаровування, кипіння й конденсації
Мета уроку: поглибити розуміння учнями процесів випаровування й конденсації на основі вчення про молекулярну будову речовини.
Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу.
План уроку
Контроль знань | 5 хв. | 1. Чому опік парою небезпечніший за опік окропом? 2. Чи може вода бути рідкою при температурі 150 °С? 3. Чому бульбашки пари при нагріванні |
Демонстрації | 4 хв. | Спостереження за процесами випаровування, кипіння й конденсації |
Вивчення нового матеріалу | 24 хв. | 1. Аналізуємо графіки випаровування, кипіння й конденсації. 2. Навчаємося складати рівняння теплового балансу |
Закріплення вивченого матеріалу | 12 хв. | 1. Контрольні питання. 2. Навчаємося розв’язувати задачі. 3. Поміркуй і відповідай |
ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ
1. Аналізуємо графіки випаровування, кипіння й конденсації
Розглянемо
Проаналізуємо, які фізичні процеси зображені на цьому графіку.
Обговорюючи цей графік з учнями, з’ясовуємо, що на графіку зображений процес плавлення льоду й нагрівання води.
Далі пропонуємо учням відповісти на такі питання:
А) Поясніть, яким процесам відповідають ділянки графіка АВ, BP, CD, DE й EF.
Б) Яка температура була на початку й у кінці спостереження?
В) Через який час після початку спостереження вода закипіла?
Г) У яких із точок (В або С, С або D) молекули даної речовини мають більший запас кінетичної енергії? Чому?
Після цього можна розібрати з учнями графіки нагрівання трьох рідин.
У вигляді бесіди можна запропонувати учням відповісти на такі питання:
А) Яка температура кипіння рідин? Що це за рідини?
Б) Через скільки хвилин після початку спостереження закипіла перша рідина? Друга рідина? Третя рідина?
В) Яка кількість теплоти передана третій рідині для того, щоб нагріти її й повністю перетворити в пару, якщо маса цієї рідини дорівнює 500 г?
2. Навчаємося складати рівняння теплового балансу
Для розв’язання задач, у яких за умовою відбувається випаровування, кипіння або конденсація рідини, можна застосовувати рівняння теплового балансу. При цьому існують деякі особливості розв’язання цих завдань, які слід враховувати при складанні рівнянь теплового балансу.
1. Варто пам’ятати, що випаровування рідин, на відміну від плавлення й кристалізації твердих тіл, відбувається за будь-якої температури. Тому в розрахунках кількості теплоти треба брати відповідне значення питомої теплоти пароутворення для даної температури: Q1 = Lm.
Для нагрівання рідини до температури кипіння їй необхідно передати деяку кількість теплоти: Q2 = cm? t.
2. Конденсація пари в рідину відбувається за певних фізичних умов, що залежать від значення тиску й температури речовини. Ці значення обов’язково повинні обговорюватися в умові завдання.
Завдання. Суміш, що складається з mл = 5 кг льоду й mв = 15 кг води при загальній температурі t1 = 0 °С, потрібно нагріти до температури? = 80 °С, пропускаючи водяну пару з температурою t2 = 100 °С. Знайдіть необхідну масу пари mп.
Розв’язок. Рівняння теплового балансу має вигляд:
Інакше:
Звідси знаходимо масу пари:
Перевірка одиниць величин:
Обчислюємо масу пари:
Відповідь: маса пари 3,2 кг.
ЗАКРІПЛЕННЯ ВИВЧЕНОГО МАТЕРІАЛУ
1). Навчаємося розв’язувати задачі
1. На рисунку графічно зображений тепловий процес конденсації 1 л водяної пари й охолодження води, що утворилася.
А) Як змінювалася температура води в процесі конденсації й у процесі охолодження?
Б) На початку чи наприкінці процесу конденсації молекули води мають більший запас кінетичної енергії?
2. Яка кількість теплоти буде потрібна, щоб перетворити 500 г льоду, що має температуру -40 °С, на пару при 100 °С?
3. У калориметр, що містить 1 кг води, впустили 40 г водяної пари, що має температуру 100 °С. Якою була початкова температура води, якщо кінцева температура води в калориметрі виявилася 60 °С?
2). Поміркуй і відповідай
1. Бажаючи прискорити готування борщу, господарка збільшує вогонь під каструлею із уже киплячою водою. Чи досягне вона бажаного результату? Відповідь обгрунтуйте.
2. Пара, що надходить у радіатор парового опалення, має ту саму температуру, що й вода, яка залишає радіатор. Чи відбувається при цьому обігрівання кімнати? Чому?
Домашнє завдання-1
1. У-1: § 27.
2. Сб-1:
Рів1 – № 30.8, 30.11, 30.12, 30.17, 30.18.
Рів2 – № 30.26, 30.28, 30.30, 30.43, 30.44.
Рів3 – № 30.55, 30.59, 30.64, 30.65, 30.66.
Домашнє завдання-2
1. У-2: § 47 (п.5).
2. Сб-2:
Рів1 – № 33.27, 33.28, 33.31, 33.32, 33.33.
Рів2 – № 33.38, 33.39, 33.40, 33.41, 33.42.
Рів3 – № 33.44, 33.48, 33.49, 33.50, 33.51.
3. Д: Підготуватися до самостійної роботи № 23 “Випаровування й конденсація. Кипіння”.
Завдання для самостійної роботи № 23 “Випаровування й конденсація. Кипіння”
Початковий рівень
1. Виберіть правильне твердження. У чайнику закипіла вода за нормального атмосферного тиску.
А Для обернення на пару 1 кг води їй потрібно передати 4.2 кДж теплоти.
Б При кипінні води її температура підвищується.
В Для обернення на пару 1 кг води їй потрібно передати 2.3 МДж теплоти.
2. Виберіть правильне твердження. З холодильника дістали скляну пляшку з молоком і поставили на стіл.
А При “запотіванні” пляшка ще більше остудилася.
Б При конденсації водяної пари поглинається тепло.
В Пляшка “запотіла” – на ній відбулася конденсація водяної пари.
Середній рівень
1. а) Чому навіть у спекотний день, вийшовши з ріки після купання, людина відчуває холод?
Б) Для обернення на пару 40 г спирту, узятого при температурі 78 °С, було передано 36 кДж теплоти. Яка питома теплота пароутворення спирту?
2. а) Чому холодне скло покривається тонким шаром вологи, якщо на нього подихати?
Б) Яка кількість теплоти необхідна для обернення на пару 8 г ефіру, узятого за температури 35 °С?
Достатній рівень
1. а) У поемі О. С. Пушкіна “Євгеній Онєгін” є такі рядки:
Татьяна пред окном стояла,
На стекла хладние дыша,
Задумавшись, моя душа,
Прелестным пальчиком писала
На отуманенном стекле
Заветный вензель О да Е.
Чому на вікні конденсується водяна пара?
Б) Яка кількість теплоти виділиться при конденсації 200 г водяної пари, що має температуру 100 °С, й охолодженні води, що утворилася, до температури 40 °С?
2. а) Поясніть фізичний зміст японського прислів’я: “Дощ пройде – земля висохне”.
Б) Яка кількість теплоти виділиться при конденсації 50 г водяної пари, що має температуру 100 °С, й охолодженні води, що утворилася, до температури 60 °С?
Високий рівень
1. а) Як відомо, після дощу аромат квітів стає сильнішим. Чому?
Б) Скільки необхідно спалити спирту, щоб розплавити 2 кг льоду, узятого при -5 °С, й 1 кг отриманої води перетворити на пару? ККД спиртівки 40 %.
2. а) У Ф. І. Тютчева у вірші “Ранок у горах” є такі рядки:
Лишь высших гор до половины
Туманы покрывают скат,
Как бы воздушные руины
Волшебством созданных палат.
Чому схили високих гір бувають у тумані?
Б) У бак, що містить воду масою 10 кг при температурі 20 °С, кинули шматок заліза масою 2 кг, нагрітий до температури 500 °С. При цьому деяка кількість води перетворилося на пару. Кінцева температура, що встановилася в баці, дорівнює 24 °С. Визначте масу води, що перетворилася на пару.
(1 votes, average: 5.00 out of 5)
Loading...