Головна ⇒ 📌Плани-конспекти уроків по фізиці ⇒ Кипіння. Питома теплота пароутворення і конденсації

Кипіння. Питома теплота пароутворення і конденсації

РОЗДІЛ IV

ТЕПЛОВІ ЯВИЩА

УРОК № 16/61

Тема уроку. Кипіння. Питома теплота пароутворення і конденсації

Тип уроку: засвоєння нових знань.

Мета уроку: сформувати уявлення про процес кипіння; показати відмінності між процесами кипіння і випаровування; ввести поняття “питома теплота пароутворення”; формувати вміння спостерігати фізичне явище та аналізувати його.

Обладнання: склянка з водою, нагрівник, термометр, пробірка зі спиртом, медичний шприц.

План уроку

Етапи	Час	Прийоми і методи
I. Перевірка домашнього завдання	5 хв.	Усне опитування
II. Вивчення нового матеріалу	25-30 хв.	Бесіда; демонстрації; записи на дошці й у зошитах
III. Закріплення нового матеріалу	10 хв.	Питання класу; робота з підручником; розв’язування якісних задач
IV. Домашнє завдання	1 хв.	Коментар учителя; записи на дошці й у щоденниках

Хід уроку

I. Перевірка домашнього завдання

Перевірку домашнього завдання проводимо в усній формі за питаннями

і вправами до параграфа підручника. Розв’язання домашніх задач учні пояснюють усно з місця.

Для узагальнення отриманих знань можна сформулювати наступні питання.

Питання класу

– Відомо, що одні рідини випаровуються швидше, а інші повільніше. Де можна використати ці властивості?

– У якому випадку зниження температури рідини під час випаровування може бути корисним? Як зробити цей процес більш інтенсивним?

– У якому випадку швидке випаровування і зниження температури може бути шкідливим? Як зробити так, щоб випаровування йшло повільніше?

II. Вивчення нового матеріалу

Бесіда

Сьогодні ми знайомимося ще з одним способом пароутворення – кипінням. Поспостерігаємо процес кипіння на досліді, на прикладі води.

Питання класу: Для того щоб вода закипіла, що необхідно зробити? (Нагріти воду до температури кипіння.)

Демонстрація 1. Склянку з водою поміщаємо на нагрівник. У міру нагрівання температура підвищується. Спостерігаємо утворення бульбашок (якщо взяти воду, яка раніше вже прокипіла, то бульбашки будуть особливо великими, помітними). Відзначаємо, що процес пароутворення відбувається не тільки з поверхні води, але й усередину бульбашок. Фіксуємо температуру, при якій вода закипіла.

Висновок. Температуру, при якій рідина кипить, називають температурою кипіння.

Демонстрація 2. Продовжуємо нагрівання. Спостерігаємо інтенсивне кипіння; бульбашки з парою. Звертаємо увагу на те, що температура не змінюється.

Висновок. Під час кипіння температура рідини не змінюється.

Питання класу: На що йде в цей момент енергія, яку отримає вода від нагрівника? (Ця енергія йде на утворення пари.)

Демонстрація 3. Склянку з киплячою водою знімаємо з нагрівника. Звертаємо увагу на те, що кипіння припинилося. У гарячу воду поміщаємо пробірку зі спиртом. Спостерігаємо, що спирт закипає.

Висновок. У різних рідин різна температура кипіння.

На підставі проведених дослідів учні роблять наступні висновки.

1) Рідина кипить при певній температурі, у кожної рідини вона своя;

2) процес кипіння відбувається з поглинанням енергії;

3) температура при кипінні рідини не змінюється.

Учні знайомляться із таблицею, у якій наведені температури кипіння кількох рідин. Звертаємо увагу на те, що температура кипіння рідини залежить від атмосферного тиску, тому що бульбашкам для виходу назовні необхідно подолати його протидію. Щоб продемонструвати це, проводимо дослід.

Демонстрація 4. У медичний шприц (великого об’єму) набираємо невелику кількість води. При виведенні поршня зі шприца вода закипає.

Говоримо про особливості кипіння рідини в горах, автоклавах.

Оскільки процес кипіння відбувається з поглинанням тепла, то зрозуміло, що для пароутворення 1 кг води і, наприклад, 1 кг спирту знадобиться різна кількість теплової енергії.

Вводиться поняття “питома теплота пароутворення”. У зошитах записуються означення, позначення та одиниці цієї фізичної величини.

Учні знайомлять із таблицею, де наведені значення питомої теплоти пароутворення для деяких речовин.

Питання класу

– Чому дорівнює питома теплота пароутворення води?

– За яких умов питома теплота пароутворення води дорівнює 2,3-106 Дж/кг? (При температурі кипіння і нормальному атмосферному тиску.)

– Що означає твердження: “Питома теплота пароутворення спирту дорівнює 0,9-106 Дж/кг”?

– Скільки енергії виділиться при конденсації 1 кг водяної пари, узятої при температурі 100 °С?

– На що буде витрачено більше енергії – на пароутворення 1 кг ртуті чи 1 кг ефіру? Обидві рідини перебувають при температурі кипіння.

– Скільки енергії необхідно, щоб при температурі кипіння перетворити на пару 2 кг рідини? m кг?

Учні самі виводять формулу:

III. Закріплення нового матеріалу

Питання і завдання класу

– Порівняйте процеси випаровування і кипіння. Що у них спільного? Чим вони відрізняються? (Кипіння – більш інтенсивний процес пароутворення; відбувається при певній температурі у всьому об’ємі рідини.)

– На що витрачається енергія, що підводиться до рідини при кипінні?

– Що показує питома теплота пароутворення?

– У чому проявляється закон збереження і перетворення енергії у процесах пароутворення та конденсації?

– Зобразіть процес кипіння води графічно. Початкова температура води 20 °С.

– Зобразіть процес конденсації водяної пари графічно. Початкова температура пари 100 °С.

– Що швидше погасить вогонь – окріп чи холодна вода? (Окріп. Питома теплота пароутворення води більша, ніж питома теплоємність.)

IV. Домашнє завдання

[1]: § 47; впр. № 47 (задачі 1-4); експериментальне завдання 1.

[2]: § 27 (п. 2, 3).

[3]: СР – задачі 33.6-33.10;

ДР – задачі 33.21; 33.22; 33.26; 33.29; 33.30;

ВР – задачі 33.36; 33.37; 33.43; 33.46; 33.47.

Творче завдання. Дослідіть, чи залежить температура кипіння розчину кухонної солі від концентрації. Побудуйте графік залежності. (Відповідь. Зі збільшенням концентрації розчину температура кипіння підвищується.)

Скарбничка цікавих фактів

O Чи може окріп бути холодним?

Може! При тиску всього 4,6 мм рт. ст. вода кипить при температурі 0 °С.

O Що таке гейзер?

Гейзер – фонтан гарячої води. Під землею вода перебуває під великим тиском, і її температура може перевищувати 100 °С. Варто невеликій порції просочитися назовні, як тиск падає, і вода, бурхливо закипаючи, виривається фонтаном нагору.

O Про що співає чайник?

Шотландський учений Джозеф Блек писав, що у співі чайника чується “…дует: бульбашок нагрітого повітря і вібрації стінок самого чайника”.