Урок по теме "Испарение и конденсация"

Цель: сформировать понятия «испарение» и «конденсация»; раскрыть причины, от которых зависят скорость испарения; выяснить роль процессоров испарения; выяснить роль процессов испарения и конденсации в жизни человека.

Оборудование: баночки с водой, маслом и одеколоном; весы, горячая и холодная вода; веер; салфетки.

Этапы урока:

1. Организационный момент

2. Целевая установка

3.Проверка домашнего задания

4. Изучение нового материала

5. Применение полученных знаний

6. Информация о домашнем задании

7. Подведение итогов

Содержание урока:

Учитель:сегодня мы отправимся путешествие в мир неизвестных явлений – испарение и конденсация. Начать экскурсию хочется словами А.С.Пушкина:

«О, сколько нам открытий чудных

Готовит просвещения дух,

И опыт – сын ошибок трудных

И гений – парадоксов друг».

Этими прекрасными строками поэт выразил процесс познания природы. На экскурсии мы познаем и откроем для себя такие явления природы как испарение и конденсация, побывав на четырех станциях. Первая остановка «Познавательная», где мы узнаем, что такое испарение и конденсация, чем они сопровождаются. Вторая остановка – «Экспериментальная», - где с помощью выясним, от чего зависит интенсивность испарения. Третья остановка – «Лирическая», - где знаем о связи физики с лирикой. Четвертая остановка – «Практическая», - где познаем роль испарения и конденсации в жизни человека.

1. Проверка домашнего задания:

1. Усныйответ параграфа
2.Решение задачи:1).В алюминиевом чайнике массой 300 г надо вскипятить 500 грамм воды. ( температура кипения 100 ºС )Начальная температура воды 15 ºС. Какое потребуется количество теплоты?Удельная теплоемкость алюминия 920 Дж/( кг ºС)
Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/( кг ºС)

2).Какое количество теплоты потребуется для превращения 0,5 кг льда, взятого при температуре -20 ºС в воду? Ответ выразить в килоджоулях. Удельная теплоемкость льда 2100 Дж/кг ºС.Удельная теплота плавления льда 340000 Дж/кг 191 кДж

2. Изучение нового материала

Демонстрация 1:

На весах уравновешиваются холодная и горячая вода равной массы.

Учитель:Останутся ли в равновесии весы через некоторое время?

Ученик:равновесия весов нарушается, т.к. масса горячей воды через некоторое время становится все меньше массы холодной воды из-за испарения.

Учитель:испарение – это парообразование, происходящее при любой температуре со свободной поверхности жидкости. Вспомним основные положения молекулярно-кинетической теории

1. Все вещества состоят из мельчайших частиц (молекул и атомов), которые разделены промежутками;

2. Молекулы находятся в беспрерывном движении;

3. Между молекулами существуют силы взаимодействия: притяжения и отталкивания.

Таким образом, все молекулы воды непрерывно движутся с разными скоростями, если какая-нибудь достаточно «быстрая» молекула воды окажется на поверхности, то она может преодолеть притяжение соседних молекул и вылететь из воды. Такой процесс происходит с поверхности жидкости при любой температуре. В каком стакане – с холодной или с горячей водой происходит быстрее?

Ученик:В стакане с горячей водой.

Учитель:Мы вывели одну из причин, от которой зависит скорость испарения: чем выше температура, тем быстрее испарение. Почему скорость испарения зависит от температуры?

Ученик:Чем выше температура, тем молекулы движутся быстрее и тем больше молекул, способных преодолеть силу притяжения со стороны других молекул и вырваться с поверхности жидкости.

Учитель:Обратите внимание на весы: теперь четко видно, что масса горячей воды стала меньше массы холодной воды. Что произошло бы, если бы мы накрыли стаканы крышками?

Учитель:Почему? Какое явление мы бы с вами наблюдали? Явление конденсации, обратное испарение, т.е. явление превращения пара в жидкость.

Демонстрация 2:

Шарик термометра обмотать ваткой, смоченной одеколоном. Для получения быстрого результата помахать веером. Предложить ученикам объяснить понижение температуры. Вывод: испарение жидкости сопровождается понижением температуры.

Учитель:Если конденсация – обратный процесс испарения, то чем она сопроdождается?

Ученик:Конденсация сопровождается выделением энергии.

Рекламная пауза:«Охлаждающие кувшины». Пейте воду в жаркий летний день из кувшинов их слабообожженной глиной! Вода в таких кувшинах на 1-2 град. С ниже температуры окружающего воздуха.

(Вода в кувшинах из слабообожженной глины просачивается на поверхность кувшина и быстро испаряется, а испарение сопровождается понижением температуры, поэтому температура воды в таком кувшине будет ниже температуры в обычном кувшине).

Станция «Экспериментальная»

Учитель:мы уже знаем, что скорость испарения зависят от температуры жидкости. Проведем опыт (задание дается двум группам).

Группа 1:Проверка зависимости скорости испарения от наличия ветра.

Приборы и материалы: баночка со спиртом, кисточка, 2 чистых листа бумаги, на которые наносятся мазки, веер

Задание:Опустите кисточку в спирт и нанесите мазок на один лист бумаги, а второй, приблизительно такой же, - на другой лист бумаги. Первый отложите в сторону, а второй интенсивно обмахивайте веером, стараясь, чтобы веер не попадал на первый лист. Пронаблюдайте, какой из двух материалов испариться быстрее, и сделайте вывод (учащиеся делают вывод: чем сильные ветры, тем быстрее испаряется спирт, и ветер уносит испарившиеся молекулы они не возвращаются).

Группа 2: Проверка зависимости скорости испарения от рода жидкости.

Приборы и материалы:лист черной бумаги (с надписью, где какой мазок делать); подписанные кисточки; баночка со спиртом; баночка с водой; баночка с подсолнечным маслом.

Задание:нанесите на белый лист бумаги в указанные места с помощью кисточек мази жидкости в следующем порядке: подсолнечное масло, вода, спирт. Каждый мазок нанесите отдельно кисточкой, чтобы не допустить смешивание жидкостей. Пронаблюдайте, какой мазок испариться быстрее всего, а какой – медленнее, и сделайте вывод.

(Учащиеся делают вывод: интенсивность испарения зависит от рода жидкости, т.к. между молекулами различных веществ существуют разные силы притяжения. Вещество, у которого силы притяжения между молекулами наименьшая, испариться быстрее – это спирт. А вещество, у которого сила притяжения между молекулами наибольшая, испариться медленнее – это подсолнечное масло.)

Учитель:выясним последнюю причину, влияющую на скорость испарения. Почему в деревне пьют чай так: наливают его в блюдце и дуют, держа блюдце на кончиках пальцев?

Ученик: у чая в блюдце больше поверхность соприкосновения с воздухом, поэтому вода интенсивно испаряется и быстро остывает. Для ускорения процесса на поверхность чая дуют. Площадь соприкосновения кончиков пальцев и блюдца мала, поэтому руке не так горячо.

Рекламная пауза: «Охлаждающий веер». Берите с собой, идя в общественные места веер! Обмахивайтесь им – вам будет прохладнее!

(При обмахивании веером женщины непрерывно удаляют от своего лица нагретый воздух и заменяют его на нагретый).

Станция «Лирическая»

Учитель:Владимир Солоухин в одном из произведений писал: «Ранее утро… Стоит густой туман, и стало сразу ясно. Трава, деревья, кусты покрылись капельками сверкающих бриллиантов». Какое явление описано в произведении?

(Туман в воздухе и роса на траве – это конденсация водяных паров)

Учитель:Отгадайте загадку: «Заря – заряница, красная девица по миру ходила, слезы оборонила; месяц видел – солнце скрало». Почему «месяц видел – солнце скрало»?

Ученик:Роса выпадает к утру, когда воздух становится прохладнее, поэтому месяц ее еще не видел, а как только солнышко взошло, роса испарилась.

Станция «Практическая»

Учитель:

1. Почему для определения направления ветра жители степей окунают руку в воду и поднимают в вверх?

(Со стороны, где дует ветер, происходит более быстрое испарение влаги, и палец ощущает прохладу.)

2. Почему даже в жаркий день, выйдя из реки после купания, человек ощущает прохладу? (Происходит испарение с понижением температуры).

3. Почему вспотевшему человеку вредно выходить на холодный и сухой воздух? (Быстрое испарение пота на холодном воздухе может вызвать переохлаждение и простуду).

4. Зачем человек в жаркую погоду покрывает продукты влажной тканью, а сливочное масло пытается сохранить в банке с водой?

5. Почему в зимнее время у человека усы, борода и даже волосы на голове во время пребывания на улице покрываются инеем? (Конденсируются водяные пары, выходящие изо рта находящегося в воздухе).

Подведение итогов.

Учитель:Итак, закончив путешествие в мир неизвестных явлений, мы узнали, что все явления испарения и конденсации нам стали понятны. Вспомним от чего зависит скорость испарения?

Ученик:Скорость испарения зависит от рода жидкости, от наличия ветра и от температуры и от площади поверхности с которой испаряется жидкость.

Домашнее задание: п. 17 и 18, упр.10, задание 4 на стр. 41, упр.9.(Физика 8 класс, авторПёрышкинА.В.)

Урок №17 Тема урока « Испарение и конденсация» 8 класс

«Радость видеть и понимать

есть величайший дар природы»

А. Эйнштейн


Цели урока:

дидактические – создать условия для усвоения нового материала, используя элементы проблемного обучения.

образовательные – формировать понятия о явлениях испарения, конденсации;

развивающие – формировать представление о процессе научного познания;

воспитательные – прививать культуру умственного труда.

Оборудование.

Для учителя: компьютер, презентация урока, интерактивная доска, весы, стеклянные колбы-2 одинаковых размеров, прозрачная банка , теплоприемник ,манометр , пипетка, салфетки, кнопки, спирт, масло, вода, таблица «Круговорот воды в природе», сосуд с горячей водой.

Для учащихся: сосуды с водой, с спиртом, салфетки, стеклянные пластины, стеклянные палочки, 2 термометра, батистовая ленточка, кусочек ваты, фен.


План урока.

1. Организационный момент 1 минута

2. Подготовка к усвоению нового материала 3 минуты

3.Актуализация опорных знаний 3 минуты

4. Освоение нового материала 15 минут

5. Закрепление материала 9 минут

6. Первичная проверка полученных знаний 5 минут

7. Домашнее задание 1 минута

8. Подведение итогов урока (рефлексия) 3 минуты

Ход урока.

1. 
   Организационный момент.

1. 
   Подготовка к усвоению нового материала.

2.1. Послушайте стихотворение: Щеглова

Вода появляется из ручейка,

Ручьи по пути собирает река.

Река полноводно течет на просторе,

Пока, наконец, не вливается… в море.

Моря пополняют запас океанов,

Над ним формируются клубы тумана.

Они поднимаются выше, пока

Не превращаются в облака.

А облака проплывая над нами,

Дождем проливаются, сыплют снегами.

Весной соберется вода в ручейки,

Они потекут до ближайшей реки.


-Как весь процесс называют в народе?

Верно, круговорот воды в природе.


( ^ Показываю «Круговорот воды в природе» СД диска уроки географии 7 класс).

Сегодня мы будем изучать явления, без которых этот процесс

был бы невозможен, т.е превращение жидкости в пар и превращение пара в жидкость. Без этих процессов облик нашей планеты был бы иным.


Конечно, давно знакомое вам явление. Но иногда этот милый круговорот воды приводит к стихийным бедствиям, как например пронесшийся недавно над побережьем США ураган «Катрина». Ученые всего мира не теряют надежду научиться укрощать стихию, изучают, исследуют ураганы, предлагают различные способы для управления ими. Сегодня мы рассмотрим физическую суть процессов, которые лежат в основе и круговорота воды в природе, и многих других явлений.


^ Вот насколько важна тема сегодняшнего урока

Для того чтобы перейти к изучению темы, проведем повторение пройденного материала


( 3 человека у доски решать задачи )

Задача №2 Борисова И

В алюминиевом чайнике массой 300 г надо вскипятить 500 грамм воды. ( температура кипения 100 ºС )Начальная температура воды 15 ºС. Какое потребуется количество теплоты?

Удельная теплоемкость алюминия 920 Дж/( кг ºС)

Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/( кг ºС)


201960 Дж

Задача № 1


Какое количество теплоты потребуется для нагревания воды массой 100 г от

20 ºС до кипения ? . ( температура кипения 100 ºС )

Удельная теплоемкость воды 4200 Дж/( кг ºС)

Ответ (3600 Дж)

Юдин М


Задача № 4 Щеглова Т


Какое количество теплоты потребуется для превращения 0,5 кг льда, взятого при температуре -20 ºС в воду? Ответ выразить в килоджоулях


Удельная теплоемкость льда 2100 Дж/кг ºС

Удельная теплота плавления льда 340000 Дж/кг 191 кДж

1. 
   Работа с интерактивной доской.
2. 
   А) Найти лишний рисунок

А) Найти правильный путь

Б) Проверь себя и тд.


Решить задачу:
В сосуде находится лед при температуре – 10º С. Сосуд поставили на горелку, которая дает в равные промежутки времени одинаковое количество теплоты. Укажите, какой график (рис. 25) соответствует описанному случаю, и в чем ошибочны остальные графики?



Рис. 25.

Ответ: Средний. Верхний график соответствует телам, имеющим одинаковую удельную теплоемкость в твердом и жидком состояниях, нижний не для льда.

Какая начальная температура льда?

При какой температуре плавится лед?

При какой температуре плавится олово? Можно ли расплавить олова в стальной ложке? А в какое вещество нельзя расплавить? Ответ: Да, т.к. сталь плавится при температуре 1500 С, а олово при 232ºС.


Учитель-Что будет происходить если температуру воды будем увеличивать выше 80 градусов до 100 гр?

Ученик—вода закипит, количество воды будет уменьшаться если жидкость находится в открытом сосуде , образуется пар

Учитель- ^ Явление превращения жидкости в пар называется парообразованием

( 1 слайд)

Учитель – Существуют два способа перехода жидкости в пар: испарение и кипение.


Парообразование происходящее с поверхности жидкости называется испарением


- Наблюдали ли вы эти явления вокруг себя. Где?

Действительно. Мокрое белье сохнет; вода, разлитая на пол, высыхает. и т.д.

Ваши примеры являются фактами, полученными из наблюдений в природе,


( Слайд 2)

Физическая сущность процесса испарения жидкости ( рассказ об этом процессе на молекулярном уровне)

Нарисуем сосуд, который «наполним» жидкостью. Изобразим молекулы этой жидкости в виде шариков. Это молекулярная модель жидкости. Учтем, что молекулы жидкости расположены довольно плотно. Молекулы обладают кинетической и потенциальной энергией. Одинакова ли кинетическая энергия молекул?

- Выясним, каким молекулам легче всего покинуть жидкость?

- Да, тем молекулам, чьи кинетические энергии движения намного больше потенциальных энергий притяжения соседних молекул.

Обобщим: жидкость могут покинуть молекулы, во-первых, находящиеся вблизи поверхности, и во-вторых, кинетическая энергия которых больше потенциальной энергии притяжения соседних молекул.

Над поверхностью жидкости образуется пар.

.

-Какой процесс мы представили на модели?

Опред. Парообразование – явление превращения жидкости в пар.

Испарение – это парообразование, происходящее с поверхности жидкости

Если возьмем открытый сосуд с жидкостью, то через некоторое время жидкость испарится. Если же накрыть сосуд крышкой, будет ли меняться масса жидкости? Конечно, нет. Возникает вопрос – прекратился ли процесс испарения? А почему же масса жидкости не изменяется? Делаем вывод: наряду с процессом испарения наблюдается обратный процесс. Назовите его.

Определение. Конденсация – явление превращения пара в жидкость.

В нашей модели это молекулы, которые возвращаются в жидкость.

Итак, нами построены модели испарения и конденсации, которые помогают нам наглядно представить, что это за явления. Так как из жидкости улетают наиболее быстрые, энергичные молекулы, то средняя скорость оставшихся молекул жидкости, а значит и их средняя кинетическая энергия уменьшается, поэтому испарение ведет к уменьшению внутренней энергии жидкости, вследствие чего жидкость охлаждается. Проверим это следствие на опыте.

-Что будет если смазать руку эфиром? Ощущаем холод. Почему?

Жидкость испаряясь, отнимает часть внутренней энергии руки, ее температура понижается. Ощущения являются субъективными. А можно ли доказать это утверждение при помощи термометра?


Таким образом, экспериментальная проверка подтвердила следствие, вытекающее из модели испарения, тем самым подтвердила и правильность самой модели. Мы изучили явление испарения, используя цикл естественно научного познания. Схема его такова.


Ф акты Модель Следствие Эксперимент

ФАКТЫ

МОДЕЛЬ

СЛЕДСТВИЕ

ЭКСПЕРИМЕНТ

М окрое бельё сохнет, вода, налитая на пол, исчезает...

Наиболее быстрые молекулы покидают поверхность жидкости

Температура жидкости понижается

Рука, смоченная спиртом, охлаждается

Теперь нужно выяснить от каких факторов зависит испарение жидкости. Прошу выдвигать свои гипотезы (помощь, если будет трудно). Пишем на доске и проверяем их экспериментально.


Работа с слайдами №.3.4.5.6

1. 
   Различная скорость испарения различных жидкостей ( На доске 3 листочка бумаги, нанести 3 капли разной жидкости: спирт , вода, масло) прикрепить магнитами и оставить . Примеры
2. 
   Испарение происходит при любой температуре? Да , но если температура больше испарение происходит быстрее ( проверяется на опыте на два матовых стекла наносят капели воды , но одна пластинка была предварительно нагрета. След воды с подогретого стекла исчезает быстрее) Объяснение этого факта увеличением кинетичесой энергии молекул жидкости и увеличением числа молекул . способных преодолеть силы притяжения со стороны других молекул Примеры
3. 
   Зависимость скорости испарения от площади ее поверхности ( На два матовых стекла наносят по капле воды. На одной из стекол каплю растирают по всей площади стекла. С этого стекла след исчезает быстрее) Объяснение этого факта Объясняется это тем что молекулы испаряются с поверхности . и чем больше поверхность тем больше число молекул одновременно вылетают в воздух. примеры
4. 
   Намочить одинаковые кусочки ткани водой. Один кусочек положим на стол , а другой будем обдувать феном. Эта ткань высыхает быстрее. При ветре испарившиеся молекулы улетаю , освобождая место для следующих молекул. . Примеры

Выводы в тетрадь:

Интенсивность испарения зависит от:

- рода вещества;

- от скорости движения воздуха над поверхности жидкости;

- от температуры;

- от площади поверхности жидкости.

Испаряются ли твердые тела? Завернуть мыло в бумагу и дать понюхать?

^ Испаряются твердые тела данный процесс называется сублиминацией.


Понятие насыщенного пара, ненасыщенного пара. Значение испарения.


Возникает естественный вопрос: зависит ли интенсивность изменения внутренней энергии жидкости от интенсивности испарения?

Правильно. Чем быстрее будет испаряться жидкость, тем быстрее будет уменьшаться ее внутренняя энергия и, следовательно, ее температура.

Одновременно с испарением происходит переход молекул из пара в жидкость – конденсация.

Для того чтобы этот процесс шел, нужно, чтобы энергичные (быстрые) молекулы пара уменьшили свою скорость. Это обычно происходит на поверхности жидкого или твердого тела или требует наличия в газе центров конденсации. Их роль могут играть различные примеси или пылинки. Конденсация сопровождается выделением энергии.

5.Закрепление.

Используя построенные модели испарения и конденсации, решим следующие задачи:

- Выйдя в летний жаркий день из реки, вы ощущаете прохладу, это ощущение усиливается в ветреную погоду. Объясните, почему это происходит?

- Почему учителя физкультуры настаивают, чтобы ученики после урока обязательно переодевались?

- Какой суп остынет быстрее: жирный или постный?

-Зачем жители полярных стран смазывают жиром лицо в сильный мороз?

- Почему

^ 6. Домашнее задание.

Параграф 16, 17, упражнение 9 для всех. Для желающих – используя книгу Перельмана «Занимательная физика» сделать холодильник «безо льда», принести на следующий урок и объяснить принцип его действия.


^ 7. Первичная проверка знаний.

Тест. Выполняет каждый, делает самопроверку.


Проверочный тест.


1. Какие из процессов, при которых происходят агрегатные превращения вещества, названы ошибочно?

А) плавление, кристаллизация В) парообразование, конденсация Б) сублимация, десублимация Г) нагревание, охлаждение


^ 2. Из какого сосуда быстрее испаряется жидкость ( температура жидкости в обоих сосудах одинакова)


1 2





А) Из 1-го Б) Из 2-го В) Из 1-го и 2-го одинаково одинаково


^ 3. При испарении вода охлаждается. Это объясняется тем, что воду покидают частицы…

А) самые медленные В) самые быстрые

Б) самые мелкие Г) самые крупные

4. Что вызовет более тяжелый ожог: стоградусная вода или стоградусный пар?

А. Пар

Б. Вода

В. Различий нет

5. Как изменяется скорость испарения жидкости при повышении температуры?

А. Остается неизменной

Б. Увеличивается

В. Уменьшается

Г. Иногда увеличивается, иногда уменьшается

Д. Не знаю

Ответы

1. Г

2. А

3. В

4. А

5. Б