Тема уроку: Випаровування і конденсація

Мета уроку: 

· дидактична: створити умови для засвоєння нового матеріалу;

· освітня:   ознайомити учнів з особливостями фізичних процесів переходу речовини з рідкого стану в газоподібний і навпаки;  закріпити знання учнів про зміну агрегатного стану речовини; сформувати уяву про процеси випаровування і конденсації;

· розвиваюча: розвивати уміння спостерігати, аналізувати фізичні явища, робити висновки;

· виховна: сформувати вміння застосовувати отримані знання.

Обладнання: спирт, вода, ефірна олія, пензлик (вата),  піпетка, спиртівка, 7 скляних пластинок, пластинка, по­крита парафіном, картонний папір, веєр.

Тип уроку: засвоєння нових знань

Природа так про все подбала, що

всюди ти знаходиш, чому вчитися.

Леонардо да Вінчі

Хід уроку.

І. Організаційний момент.

ІІ. Актуалізація опорних знань учнів.

    «Мозковий штурм» (Слайд)

1.      В яких агрегатних станах може перебувати речовина?

2.      Чим різняться той чи інший агрегатний стан?

3.      Чи змінюються молекули при переході речовини із одного агрегатного стану в інший?

4.      Який зв’язок між швидкістю рухів молекул і температурою?

2). Гра «Реставратор» впишіть пропущене.(Слайд  )

ІІІ. Мотивація навчальної діяльності

 Створення проблемної ситуації (3 хв) 

Казка-загадка «Три троянди»

У прекрасному місті Болістані на узбережжі Середземного моря у чудовому палаці жив моло­дий співак Кейн. Біля палацу у саду росли три кущі троянд. Часто вечорами Кейн співав власні пісні. І ось одного разу він почув, що хтось із саду йому підспівує. Він визирнув у вікно. Біля кущів троянд Кейн побачив прекрасну дівчину, яка співала його пісні. Наступного вечора юнак сховався у саду і тільки-но з'явилася дівчина, він вийшов до неї і запитав: Хто ти, прекрасна незнайомко?

Я — одна з троянд, що ростуть у твоєму саду. Злий чаклун перетворив мене на прекрасну квітку. Якщо вранці, тільки-но зійде сонце, в одно­му з кущів ти впізнаєш мене, чари розвіються, і я стану дівчиною, а якщо не впізнаєш, то я назавжди залишуся трояндою у твоєму саду. (Слайд  )

Вранці, тамуючи подих, Кейн декілька хвилин уважно вдивлявся в кущі троянд. Він дуже боявся помилитися.

— Це ти! — сказав він і простягнув руки до одного з кущів. І враз з'явилася дівчина.

Учитель. Діти, як Кейн упізнав у троянді дів­чину? Як ви гадаєте? (Діти в парах обговорюють ситуацію, а потім висловлюють свої думки. Учні повинні здогадалися, що на одному з кущів не було роси.) Росу ви бачили вранці і на квітах, і на траві, і на листочках кущів і дерев. Що ж таке роса? Як наука пояснює її утворення? Чому через деякий час після дощу зникають калюжі на асфальті? На ці та інші запитання ви зможете відповісти, вивчивши тему цього уроку.

1.    У вас на столах лежать скельця. Подихайте на них.

Що ви спостерігаєте? Як називається це явище?

То ж якою буде тема уроку? (Випаровування і конденсація.) (слайд 4)

Постановка мети уроку

      Яка ж мета нашого уроку? (Вивчити явище випаровування і конденсації)

ІV. Вивчення нового матеріалу.

А можна перетворити речовину з рідкого стану в газоподібний? Цей процес називається пароутворення. І здійснюється він двома шляхами.

Як можна перетворити рідину на пару? (кипіння) А хіба калюжі не випаровуються без усілякого кипіння. (другий випаровування)

Пароутворення – процес переходу речовини з рідкого стану в газоподібний.

Існує два способи пароутворення: випаровування і кипіння. Сьогодні ми вивчимо перший.

Учитель: Намалюйте в зошитах посудину з рідиною. Зобразіть молекули цієї рідини у вигляді кульок. На якій відстані вони будуть розташовані одна від одної? (щільно притиснуті одна до одної). Це молекулярна модель рідини.(слайд 5)

Яким молекулам легше всього покинути рідину? Вкажіть стрілочками напрямок їх руху.

Висновок: рідину можуть покинути молекули, що знаходяться на поверхні, кінетична енергія яких більше потенційної енергії їх взаємодії із сусідніми молекулами.

Учитель: А що утворюється над рідиною в результаті її випаровування? (пара)

Яке означення можна дати випаровуванню?

Випаровування – це явище переходу рідини в газоподібний стан. (слайд 6)

  Випаровування — це пароутворення, що відбувається з вільної поверхні рідини.

2.       Фактори, від яких залежить швидкість випаровування

Індивідуальна робота.

Завдання № 1. Дослідіть швидкість ви­паровування спирту, олії та води.

На три матових скла наносимо мазки води, спирту, олії. Першим зникає спирт, потім вода і остання зникає олія.

Висновок. Швидкість випаровування залежить від роду рідини.

Запитання. При якій температурі відбувається випаровування? (можуть говорити при високій)

А хіба не висихає білизна на морозі?

Переконаємося чи впливає температура на швидкість випаровування.

Завдання № 2. Дослідіть залежність швидкості випаровування від температури рідини. На холодне скло і на попередньо нагріте (над полум’ям) скло наносять мазки води. Слід води з підігрітим склом зникає першим.

Висновок. При підвищенні температури швидкість випаровування збільшується.

Завдання  № 3. Дослідіть залежність швидкості випаровування від площі поверхні ріди­ни. Для цього піпеткою нанесіть 2 краплини води на суху скляну пластинку.

(Два скла ставлять похило. На одне наносять краплю води, по поверхні іншого таку ж краплю розтирають. Із другого скла слід води зникає швидше)

Висновок. Швидкість випаровування залежить від площі поверхні рідини

Запитання. У якому випадку випаровування відбудеться швидше: якщо воду залишити у відрі чи розлити її й розподілити по поверхні підлоги в класі?

Завдання  № 4. Дослідіть залежність швидкості випаровування від вітру. Для цього на­несіть на дві скляні пластинки піпеткою дві кра­плини води. Одну з краплин обмахуйте картонним віялом. Зробіть висновок.

Висновок. При наявності вітру швидкість випаровування збільшується.

Запитання. У якому випадку випаровування відбудеться швидше: якщо воду залишити у відрі чи розлити її й розподілити по поверхні підлоги в класі?

Запитання.  Одну склянку по вінця заповнили гарячим чаєм, а іншу – таким самим гарячим бульйоном? Яка з рідин остиває швидше? Чому?

Запитання. Чому трава, яку скосили, швидше висихає у вітряну погоду, а ніж у тиху?

Запитання. На чашки важільних ваг поставили й зрівноважили склянку з холодною водою й склянку з гарячим чаєм. Чому рівновага ваг швидко порушується?

Чому? (Вітер зносить молекули пари, позбавляючи їх можливості конденсуватися)

Чи випаровуються тверді тіла?

Лід випаровується. . Випаровується нафталін, мило та ін., тому ми відчуваємо його запах. Цей процес називають сублімацією.

Ми спостерігаємо процес, зворотній до випаровування. Як називається цей процес? (конденсація)

Яке означення можна дати конденсації?

Конденсація – це процес переходу речовини з газоподібного стану в рідкий. (слайд 9)

Випаровування й конденсація завжди відбуваються одночасно, і «підсумковий результат» залежить від того, який із цих процесів триває з більшою швидкістю. Якщо «перемагає» випаровування, то рідина перетворюється в пару: висихають калюжі, мокрі речі й т. ін. Якщо ж «перемагає» конденсація, то пара перетворюється в рідину: випадає роса, сухі речі відволожуються.

Конденсація може відбуватися й тоді, коли пара не стикається з рідиною. Саме конденсацією, наприклад, пояснюється утворення хмар.

Процес конденсації води в природі ми спостерігаємо щодня. Чи то це крапельки роси на листах (водяна пара накопичується в повітрі вдень, а вранці, охолоджуючись, конденсується), чи то це туман (удень відбувається інтенсивне випаровування з поверхні водойм, а ввечері насичене водяними парами повітря внаслідок охолодження конденсується).

3.       Заслуховування   повідомлень   учнів  

Як утворюється роса

У повітрі міститься певна кількість вологи. Тепле повітря містить більше вологи, ніж холодне. Коли повітря стикається з холодною поверхнею, частина його конденсується, і волога, що міститься в ньому, залишається на цій поверхні. Це і є роса.

Роса не утворюється на землі або стежках, так як вони довго зберігають сонячне тепло. А на траві або рослини, які охолонули, роса утворюється.

Висновок.

Як утворюється туман?

Удень відбувається інтенсивне випаровування з поверхні водойм, а ввечері насичене водяними парами повітря внаслідок охолодження конденсується.

Висновок

Утворення хмари

4.      Розв’язування нестандартної задачі (кругообіг в природі)

5.      Цікаві факти

6.      Виявляється, не тільки люди в житті використовують знання про такі процеси , як випаровування і конденсація , але і багато тварин.

1 . В пустелях температура земної поверхні може підвищуватися до 70 - 80 С вдень і падати до 4 С до кінця ночі. У цих умовах більшість ящірок шукає притулок. Крім того ящірка здатна змінювати положення тіла і його забарвлення, а коли температура стає високою, може також зменшити поверхню тіла, втягуючи ребра. (слайд 10)

2. Шерсть у собак дуже тепла , а потових залоз в шкірі практично немає  (Є тільки на пальцях лап ) . Собаки ніколи не пітніють . Влітку їм стає особливо спекотно . Щоб охолодити себе , собака широко розкриває рота і висовує язик. Слина починає інтенсивно випаровуватися , і температура тіла знижується до нормальної. (слайд 11)

3 . У слона в шкірі немає жодної потовій залози. Але водойма у слона завжди під рукою. Набирає слон слини з рота хоботом і розмазує по тілу. Відразу полегшення відчувається - адже слина добре випаровується. (слайд 12)

4 . У зайця великі вуха , але зовсім не для того, щоб слухати , а для того щоб ними ... потіти. Кожен квадратний сантиметр вуха випромінює до 10 калорій тепла на годину. У спеку заячі вуха відводять третину тепла, що утворюється при обміні речовин. (слайд 13)

V . Закріплення вивченого матеріалу.

Куди зникають калюжі з асфальту після дощу?

Коли калюжі після дощу висихають швидше: у теплу чи холодну погоду? Чому?

Чому на одному з кущів троянд, про який йшлося у казці, не було роси?

Робота за картками.

Картка №3

Вийшовши в спекотний день з річки, ви відчуваєте прохолоду. Це відчуття посилюється у вітряну погоду. Поясніть, чому це відбувається?

 Нам часто доводиться прати і сушити білизну. У яку погоду це найкраще робити? Що необхідно, щоб білизна швидше висохла?

VІ. Оцінка якості знань учнів (слайд 14)

Варіант 1

1 . Випаровування відбувається ...

А. при будь-якій температурі

Б. при температурі кипіння

В. при певній для кожної рідини

2. При збільшенні температури рідини швидкість випаровування ...

А. зменшується

Б. збільшується

В. не змінюється

3 . При наявності вітру випаровування відбувається ...

А. швидше

Б. повільніше

В. не впливає на випаровування

Варіант 2

1. Якщо немає надходження енергії до рідини ззовні, то випаровування супроводжується ...температури рідини.

А. зниженням

Б. підвищенням

2. При збільшенні площі вільної поверхні рідини швидкість випаровування ...

А. не змінюється

Б. збільшується

В. зменшується

3 . При конденсації рідини відбувається     ...      енергії.

А. поглинання

Б. виділення

( самоперевірка результатів) (слайд 15)

VІІ. Підведення підсумків уроку

Учитель: Давайте згадаємо нашу роботу на уроці.

- Яка була мета уроку?

- Як ви вважаєте, досягли ми мети?

VІІІ. Домашнє завдання (слайд 16)

1.      Опрацювати матеріал підручника.

2.      Виконати експериментальне завдання на с.

3.       Скласти і написати коротке оповідання, в основі якого лежатимуть явища випаровування і конденсації.

 Урок фізики у 8 класі

Теплові двигуни.

Принцип дії теплових двигунів

 Тема уроку: Теплові двигуни. Принцип дії теплових двигунів.

Мета уроку: узагальнити та систематизувати знання учнів; познайомити їх  з історією винаходу теплових двигунів, їх видами, принципами дії та використання у народному господарстві;  розвивати екологічну свідомість – тобто наголосити на вплив теплових двигунів на клімат Землі, логічне мислення, уміння висловлювати особисту думку; виховувати активність, самостійність, культуру мовлення.

Тип уроку: урок засвоєння нових знань.

Обладнання: комп’ютер, модель ДВЗ, модель парової машини та парової турбіни, пробірка, корок, вода, спиртівка.

Демонстрації: робота водяної пари під час розширення, будова і принцип дії двигуна внутрішнього згоряння та парової турбіни, відеоролик «Теплові двигуни та охорона довкілля», презентація «Теплові двигуни».

Хто не любить природи,

той не любить людину,

той не громадянин.

Альберт Ейнштейн.

Хід уроку

Очікувані результати:

 Після уроку учні будуть знати: 

   -   історію створення теплових двигунів;

   -   будову та принцип дії теплових двигунів;

   -   галузі використання теплових двигунів;

   -   види забруднень від теплових двигунів;

   -   про альтернативні види палива;

Після уроку учні будуть вміти:

   -  пояснювати принципи дії теплових двигунів;

-  використовувати знання для практичної та професійної діяльності;

-  працювати самостійно і в колективі;

   -  чітко висловлювати свої думки.

І. Мотивація учіння;

Вступне слово вчителя.

  Більша частина двигунів на Землі є тепловими двигунами. Саме вони дають нам дешеву електроенергію, є серцем майже всіх видів транспорту. Сучасна людина не може обходитись без них. Але широке застосування теплових двигунів впливає на стан навколишнього середовища. Тому, мета нашого уроку – познайомитися з історією винаходу двигунів, і з принципом їх дії, а також висвітлити екологічні проблеми, що виникають під час використання теплових двигунів, і шляхи їх розв’язання.

Повідомлення учнів.

   Більше ніж дві тисячі років тому, в ІІІ ст. до н.е., видатний грецький математик і механік Архімед побудував гармату, що стріляла за допомогою пари. Малюнок гармати Архімеда та її опис були знайдені через вісімнадцять століть у рукописах великого італійського вченого, інженера та художника Леонардо да Вінчі.

   Як же стріляла ця гармата? Один кінець ствола сильно нагрівали на вогні. Потім у нагріту частину ствола наливали воду. Вода миттєво випаровувалася й перетворювалася на пару. Пара, розширюючись, із силою викидала ядро. ( 1 учень)

   Приблизно через триста років в Олександрії видатний учений Герон винайшов прилад, у якому внутрішня енергія пари перетворювалася в механічну енергію обертання кулі. Геронова куля – це прообраз реактивних двигунів. (2 учень)

    У рукописах Леонардо да Вінчі виявили кілька малюнків із зображенням циліндра й поршня. Під поршнем у циліндрі перебуває вода, а сам циліндр підігрівається. Леонардо да Вінчі думав, що пара, що утворилася в результаті нагрівання, розширюючись і збільшуючись в об’ємі, буде шукати вихід і штовхати поршень нагору. Під час свого руху поршень міг би виконувати корисну роботу. (3 учень)

   Джованні Бранка описав двигун, у якому використовувалася енергія пари в іншому виді. Це було колесо з лопатями, у яке із силою вдаряв струмінь пари, завдяки чому колесо починало обертатися. Власне кажучи, це була перша парова турбіна.

    Над винаходом парової машини в XVII – XVIII ст. працювали Томас Севері й Томас Ньюкомен (Англія), Дені Папен (Франція), Іван Ползунов (Росія) та ін. (4 учень)

    Геніальний російський винахідник у 1763 р. створив проект першого універсального парового двигуна. Ця машина призначалася для повітродувних міхів, що нагнітають повітря в плавильні печі. Головною її особливістю було те, що робочий вал обертався безперервно, без холостих пауз. Це досягалося завдяки тому, що Ползунов у своїй машині передбачив замість одного циліндра, як це було в машині Ньюкомена, два, що працювали почергово. Робочий хід здійснювався за рахунок роботи пари в циліндрі. (5 учень)

   Творцем універсального парового двигуна став англійський механік Джеймс Уатт. Він удосконалив машину Ньюкомена, винайшов конденсатор, висунув ідею застосування розширеної пари в циліндрі.  

   Двигун внутрішнього згорання з’явився в середині ХІХ ст. 

   Перша парова турбіна, що здобула практичного застосування, була виготовлена шведським інженером Густавом Лавалем в 1889 році. (1уч)

                Демонстрація.

        Робота водяної пари під час розширення.

Висновок.

       Які перетворення енергії відбулися в цьому експерименті?

       Чи можна застосувати на практиці дану установку? (Так- 1 раз)

       Чи є дана установка тепловим двигуном?  (Так)

       Що таке тепловий двигун?

(Теплові двигуни – це пристрої або машини, що перетворюють хімічну енергію палива в механічну енергію.)

       Яка ж будова теплового двигуна? (Нагрівник, робоче тіло, холодильник або конденсатор)

Недоліки.

    Робота пари не є циклічною. Для використання цієї установки ще раз потрібен час для підготовки.

                Проблемне питання.

  Яким чином роботу цієї машини можна зробити циклічною, безперервною? (Циліндр, поршень, шатун)

ІІ. Засвоєння нових знань.

Види теплових двигунів.

   Парова машина, двигун внутрішнього згоряння (карбюраторний та дизельний), парова турбіна, реактивний двигун, холодильна установка.

                Будова та принцип дії парової машини, ДВЗ та парової турбіни.

  Робота з підручником (ст. 138) та презентацією (слайди № 2-7): модель парової машини, модель ДВЗ, модель парової турбіни.

                Застосування теплових двигунів.

  Робота з підручником (ст.141) та презентацією (слайди № 8).

-          автомобілі різних типів (легкові, вантажні), залізничний транспорт (дизелі), кораблі – ДВЗ;

-          паровози, молотарки, кораблі – парова машина;

-          електростанції – парові турбіни;

-          літаки, ракети – газові турбіни, реактивні двигун.

Недоліки теплових двигунів.

-          невеликий ККД; (розглянемо це питання на наступному уроці)

-          забруднення – хімічне та теплове – продукти згоряння палива та використання як холодильники для теплових двигунів водойм (ТЕС, АЕС) та атмосферного повітря (ДВЗ); звукове (шум, що супроводжує роботу двигунів); зменшення вмісту кисню в повітрі (майже 25% кисню, що виробляють рослини витрачається на згоряння палива в двигунах).

Шляхи подолання недоліків в роботі теплових двигунів.

-       удосконалювання конструкції двигуна (очищення викидів);  

-       поліпшення процесів згорання  палива (зменшення викидів);

-       пошук нового палива (водень – Н₂).

  Чи можуть ці заходи радикально зменшити забруднення, яке спричиняє використання теплових двигунів? ( думки учнів)

ІІІ. Підсумок уроку.

    Чи досягли ми на уроці мети, яку перед собою поставили?

1.       Поринули в історію створення теплових двигунів;

2.       Вивчили будову та принцип дії теплових двигунів;

3.       З’ясували галузі їх застосування;

4.       Розглянули екологічні проблеми, які пов’язані із застосуванням теплових двигунів та з’ясували шляхи їх вирішення.

   Які ж заходи, все-таки, на вашу думку, дозволять припинити негативний вплив теплових двигунів на довкілля? (думки учнів).

1.     Використання альтернативних джерел електричної енергії.

2.     Застосування електричних двигунів.

   Перегляд відеоролика.

IV. Завдання додому. Опрацювати § 16 (1 част), § 17.