Урок по теме: Фазовые переходы
Автор: Гужвина Инна Сергеевна (учитель физики, информатики, МБОУ "СОШ №1 им. Б.Н. Куликова г. Семикаракорска")
Тип документа: Конспект. Аудитория: -. Дата публикации: 09.12.2014
Описание: Цели урока: Обучающая:  повторение, углубление и систематизация известных учащимся сведений об особенностях строения твердых, жидких и газообразных тел с точки зрения молекулярно-кинетической теории; конкретизировать понятия о Фазовых переходах; Развивающая: анализ  и осознание  огромного значения и применения фазовых переходов в жизни и природе; Воспитательная:  формирование познавательных интересов учащихся, стремления к глубокому усвоению теоретических знаний через решение задач; воспитание внимательного, доброжелательного отношения к ответам одноклассника.


                                                     Гужвина Инна Сергеевна,
                           МБОУ «СОШ №1 им. Б.Н. Куликова г.Семикаракорска»,
                                                Учитель физики, информатики.

                      Урок по теме: «ФАЗОВЫЕ ПЕРЕХОДЫ»

Класс: 7

Тип урока: урок – семинар.

Методы: - словесный (эвристическая беседа)

                  -наглядный (демонстрационный эксперимент)

                  - практический (решение задач, установление
соответствий).

Цели урока:

        Обучающая:  повторение, углубление и систематизация известных
учащимся сведений об особенностях строения твердых, жидких и газообразных
тел с точки зрения молекулярно-кинетической теории; конкретизировать
понятия о Фазовых переходах;

        Развивающая: анализ  и осознание  огромного значения и применения
фазовых переходов в жизни и природе;

        Воспитательная:  формирование познавательных интересов учащихся,
стремления к глубокому усвоению теоретических знаний через решение задач;
воспитание внимательного, доброжелательного отношения к ответам
одноклассника.

        Оборудование: видео ролики  «Плавление и кристаллизация тел»,
«Кипение и испарение жидкости», презентация; вода,  спиртовка, спички,
штатив, пробирка,  пробка с отверстием для стеклянной и резиновой трубки,
резиновая груша.

                                План урока:

        I. Орг. момент (5 мин);

       II. «Разминка» (10 мин);

      III. Актуализация знаний (20 мин);

       IV. Подведение итогов (5 мин) .

                                 Ход урока:

     I. Здравствуйте, ребята! Садитесь, открывайте  тетради  и  записывайте
        тему семинара: «Фазовые переходы»; речь пойдет о тепловых явлениях,
        сопровождающихся фазовыми переходами. Сегодня на семинаре мы с вами
        закрепим и систематизируем пройденный ранее материал   и  проверим,
        насколько вы в нем разобрались  и  как  вы  его  усвоили.  Обратите
        внимание на то, что сегодня мы с вами проводим не  просто  урок,  а
        урок – семинар, который требует вашей ответственности к  изученному
        материалу, активному участию в обсуждении вопросов,  внимательности
        и доброжелательного отношения к ответам одноклассников.

Урок пройдет  в  три  этапа:  разминка,  актуализация  знаний  и  подведение
итогов, после чего, самые активные ученики получат  оценки.

      Итак, приступим.



                                    [pic]



    II. «Разминка»:

   1. Ребята, вы уже знаете, что вещества  могут  существовать  в  различных
      агрегатных состояниях. Чем отличаются агрегатные  состояния  вещества?
      Тем, как расположены молекулы вещества  и как они движутся. Правильно,
      посмотрите на слайд и определите, какой буквой (а, б или в) обозначено
      твердое состояние воды, жидкое и газообразное:



                                    [pic]



                (а – твердое, б – жидкое, в - газообразное).



   2. Вы также уже знаете, что  при  определенных  условиях  вещества  могут
      переходить из одного агрегатного состояния в  другое.  Как  называются
      такие переходы ? Фазовые.   Посмотрите  на  доску,  перед  вами  схема
      перехода  от одного конкретного агрегатного состояния к другому. Вы на
      роздаточных карточках, а я на доске  запишем,  как  называются  данные
      переходы и приведем примеры. Схема (рис. 2):















                                               «Фазовые переходы»





1)
         Переход из твердого состояния в жидкое,  называется как? Плавление.
2)  ….обратный процесс называется…? Отвердеванием  или кристаллизацией.
   Примеры: таяние льда и замерзание воды.
3)
   Переход вещества из жидкого состояния в газообразное называется?
   Парообразованием.
4) верно, …обратный процесс называется? Конденсацией; примеры: испарение
   воды и роса на траве.
5)
   Переход вещества из газообразного состояния в твердое как  называется?
   Сублимацией или возгонкой.
6)  …обратный процесс?. десублимацией; примеры: нагревание графита и
   образование на окнах зимой кристалликов льда.

III. Актуализация знаний:



1. А теперь посмотрите на интерактивную доску. Сейчас вы посмотрите
видеоролик, и один из вас прокомментирует увиденное.

1) Мы наблюдаем процесс плавления льда и обратный процесс -  кристаллизация
 жидкости.

2) Она оставалась постоянной, пока весь лед не превратился в жидкость.
Следовательно, какой  можно сделать  вывод: … Любое вещество
кристаллизуется и плавится при одной и той же температуре, причем
температура плавления и температура кристаллизации  остается постоянной.

3)Температура  плавления  и  кристаллизации  остается  неизменной,  так  как
количество  теплоты,  получаемое  телом  (мы  его  нагревали),  идет  не  на
увеличение внутренней энергии тела, а, следовательно, и  на  увеличение  его
температуры.   Но   с   определенного    момента    температура    перестает
увеличиваться, так как внутренняя энергия  тратится на фазовые   переходы  в
веществе.

4) Из-за выделения энергии при образовании льда, воздух над ним  оказывается
несколько теплее, чем в лесу на деревьях, и птицы этим пользуются.





                                    [pic]

      Верно,  значит,   при  плавлении  вещество  получает  энергию,  а  при
отвердевании - отдает.



2. А теперь давайте разберемся вот в чем: почему  человек  в  мокрой  одежде
чувствует холод, а при переодевании в сухие вещи -  тепло?   Речь  идет   об
одном из видов фазового перехода – испарении.(Что происходит с  температурой
испаряющейся жидкости?) При  испарении,  температура  испаряющейся  жидкости
понижается:  жидкость охлаждается.

                                    [pic]

Верно, объясни, что происходит с молекулами жидкости при  испарении?  (Какая
энергия и как при данном  процессе  изменяется?)  Из  поверхности   жидкости
вылетают  наиболее   быстрые    молекулы,   средняя   кинетическая   энергия
оставшихся  в  жидкости   молекул    становится   все   меньше   и   меньше,
следовательно, уменьшается и температура. Да, правильно;  но  если  исходить
из таких предположений, то почему вода, оставленная в  стакане,  в  процессе
испарения не  будет  охлаждаться  до  замерзания?  Так  как  в  этом  случае
происходит  теплообмен  воды  с  окружающим  стакан  воздухом.   Температура
стакана станет равной температуре окружающей  среды,   по  закону  теплового
равновесия.

                                    [pic]

3.  Почему при наличии ветра жидкость испаряется  быстрее?  (При  ответе  на
данный вопрос, необходимо учесть такой фазовый  переход,  как  конденсация.)
Дело  в  том,  что  одновременно  с  испарением   на  поверхности   жидкости
происходит   и   обратный   процесс   –   конденсация.   (Назовите   причины
возникновения конденсации). Конденсация происходит  из-за  того,  что  часть
молекул пара, беспорядочно перемещаясь над жидкостью, снова  возвращается  в
неё. (А что делает ветер?) Ветер же уносит вылетевшие из  жидкости  молекулы
и не дает им возвращаться назад.

    Верно. Объясни, почему  при  испарении  жидкость  поглощает  энергию  из
окружающей   среды,  а  при  конденсации   происходит  выделение  некоторого
количества теплоты в окружающую среду? Потому, что при  испарении   жидкость
охлаждается  и,  став  более  холодной,  чем  окружающая   среда,   начинает
поглощать ее энергию. При конденсации же,   наоборот:  температура  жидкости
повышается, следовательно, происходит выделение энергии в окружающую  среду.




4.  Один  ученик  получает  экспериментальное  задание  (тех.  карта  №  2):
пипеткой  на лист бумаги нанести  по капле спирта и воды и  пронаблюдать  за
испарением  жидкостей. Обдумать ответ на вопрос: у какой из  этих  жидкостей
силы притяжения между молекулами меньше?





                                    [pic]

Пока  ученик  решает  экспериментальную  задачу,  другой  ученик   описывает
явления, происходящие на рис. 3:  Опишите фазовые переходы, происходящие   в
опыте.

Кипение, испарение,  конденсация.  Скажите  ребята,  нужны  ли  определенные
температурные условия для протекания данных  процессов?  Да  нужны:  кипение
происходит при определенной постоянной  температуре  (температура  кипения),
испарение происходит при  любой  температуре  (при  этом  температура  самой
жидкости понижается), а конденсация происходит   при  столкновении  горячего
пара с холодной средой.

 В отличие  от испарения, которое происходит  при  любой  температуре  и  на
поверхности жидкости, другой вид парообразования – кипение –  возможен  лишь
при  совершенно  определенной    (при   данном   давлении)   температуре   –
температуре  кипения.  А  где  при   кипении   происходит   парообразование?
Парообразование  протекает  во  всем  объеме  жидкости.  Верно,  это   также
отличает процесс кипения от испарения.

!!!  Беседуем  по  поводу  экспериментального  задания:   Спирт   испаряется
быстрее, значит, у него силы притяжения между  молекулами  меньше.  За  счет
чего они быстрее смогли порвать межмолекулярные связи и вырваться в воздух.



5. Обратите внимание на демонстрационный стол. Сейчас вашему вниманию  будет
представлен опыт, где вы будете наблюдать   кипение   воды.  Первая   задача
состоит в том, чтобы вы внимательно пронаблюдать  за  данным  опытом.  Итак,
опыт (смотри технологическую карту № 4).

Сейчас мы увидим  интенсивное  парообразование:  внутри  жидкости  растут  и
поднимаются вверх пузырьки пара.  Ребята,  а  какое  давление  действует  на
поверхность жидкости? Атмосферное давление.  Верно.  Кипение  же  начинается
после того,  как  давление  внутри  пузырьков  сравнивается  с  давлением  в
окружающей жидкости.

Теперь я сжимаю грушу.  Мы видим,  что  вода  не  кипит.  Убираю  спиртовку,
разжимаю  грушу  –  удивительно,  вода   кипит   снова,   хотя   постоянство
температуры уже не поддерживается! Что произошло?! При  увеличении  давления
рост и подъем  пузырьков  внутри  жидкости  уменьшается,  а  при  уменьшении
давления, кипение восстанавливается. Это  свидетельствует  о  том,  что  при
повышении  давления, кипение происходит при  более  высокой  температуре,  а
при уменьшении  давления -  при  более низкой  температуре.  Таким  образом,
мы   определили  прямую  зависимость  температуры   кипения   жидкость    от
давления, оказываемого на свободную поверхность, какая  это  зависимость?  С
ростом давления растет и температура кипения.



6. Разберем задачу на сравнение: имеются два кирпичика: один изо льда,
другой из свинца. Массы кирпичиков одинаковы и равны 1 кг. Определить, для
плавления  какого вещества необходимо затратить наибольшую энергию? Для
свинца. Верно, а почему?  Потому, что количество затрачиваемой энергии
зависит не только от массы вещества, но и от рода  (сорта) вещества;  в
формуле данная величина  определяется как удельная теплота плавления:

                  λ льда  = 3.4*105 [pic]                       λ свинца =
2.5*104 [pic]

 Это число показывает, что для плавления 1 кг воды (свинца) требуется
затратить 3.4*105Дж  (2.1* 105 Дж) энергии; точно такое же (по - модулю)
количество теплоты  будет выделено 1 кг воды (жидким свинцом) при ее
кристаллизации.

                                    [pic]



 Переверните карточки на обратную сторону и  установить соответствие между
формулами для определения количества теплоты при различных фазовых
переходах  и соответствующими процессами (задание на слайде):

1) Q=cm (to2-to1)                                      а) парообразование


2) Q=λm                                                  б) нагревание

3) Q= -λ m                                               в) плавление

4) Q=rm                                                   г) кристаллизация

5) Q= - rm                                               д) конденсация



Проверка всем классом (если хватает времени, то собрать листочки и раздать
их классу в произвольном порядке, чтобы они сами проверили друг друга)
правильный ответ будет на следующем слайде.

Сравните формулы 2) и 3), 4) и 5) – это взаимообратные процессы.



_ Дополнительные вопросы на случай, если остается  время до конца урока:
Что показывают числа?

                           r эфира = 0.4*106 [pic]

Удельная теплота парообразования. Это число показывает, что для превращения
в пар 1 кг эфира (при его температуре кипения)  необходимо затратить
0.4*106  Дж энергии. Точно такое же количество теплоты будет выделено
парами эфира (той же массы и при той же температуре) при их конденсации.

                           q торфа = 1.4*107 [pic]

Удельная теплота сгорания. Это число показывает, что при полном сгорании
торфа массой 1 кг выделится количество теплоты, равное 1.4*107 Дж.



IV. Подведение итогов:



                                    [pic]

Умницы,  материал вы усвоили, вспомнили первоначальные сведения  о  строении
вещества,  рассмотрели разные фазовые переходы  и  увидели,  как  изменяется
энергия при этих переходах. Давайте попробуем  определить  понятие  «Фазовые
переходы»  глубже (подробнее) прежнего.  Итак,   кто   может  ответить,  что
такое «Фазовые переходы»?

Фазовые переходы  - это процессы  изменения  агрегатных  состояний  веществ,
сопровождающиеся   выделением   или    поглощением    энергии,    т.е.    ее
изменением.(Что происходит с энергией  при  фазовых переходах?)

Верно, также необходимо ещё раз подчеркнуть необходимость  изучения  фазовых
переходов, так  как они широко используются в нашей жизни и играют  огромную
роль в природе.



            Замечание к конспекту  урока:

 • Текст, выделенный курсивом,  соответствует  предполагаемым  ответам
   учеников;

 • Вопросы, стоящие в скобках  являются наводящими и будут использованы в
   том случае, если ученик сразу затрудняется ответить на вопрос.

      Используемая литература:

1. Уч. «Физика 7 класс», Н.М. Шахмаев,  Ю.И.  Дик и др., изд.Мнемозина,
   Москва, 2007 г;

2. Уч. «Физика 8 класс», Громов

3. «Методика преподавания физики 8-10 класс» 2-ая часть, под редакцией
   В.П.Усовой, А.В.Усовой,  «Просвящение», Москва, 1980 г.

4. «Методика преподавания физики  6-7 класс», под редакцией В.П.Усовой,
   А.В.Усовой, 3-е издание,  «Просвящение», Москва, 1976 г.

-----------------------


Т



Г



Ж