Конспект урока «Испарение и конденсация. Поглощение энергии при испарении жидкости и выделение ее при конденсации пара» по физике для 8 класса

Тема урока:

«Испарение и конденсация. Поглощение энергии при испарении жидкости и выделение ее при конденсации пара.»

«Радость видеть и понимать

есть величайший дар природы»

А. Эйнштейн

Цель урока: Сформировать представление о физических явлениях «испарение» и «конденсация».

Задачи урока:
- развивать когнитивную сферу учащихся;

- пройти весь путь научного познания природы, развивая при этом навыки самостоятельного учебного труда.
- прививать культуру умственного труда, воспитывать чувство уверенности в своих возможностях через успешность обучения и личностные достижения.

Методы ведения урока: по характеру познавательной деятельности -проблемно- поисковый, по степени взаимодействия учителя с учащимися - эвристическая беседа.

Формы организации познавательной деятельности: индивидуальная, групповая, фронтальная.

Оборудование: презентация, приборы для организации лабораторных опытов.

Ход урока

I. Организация класса

II. Ориентировочно-мотивационный этап урока

- Ребята, я прочитаю вам слова А.С.Пушкина, ставшие эпиграфом к телепередаче «Очевидное - невероятное»:

О, сколько нам открытий чудных
Готовят просвещенья дух
И опыт, сын ошибок трудных,
И гений, парадоксов друг,
И случай, бог изобретатель.

- Как вы понимаете сказанные поэтом слова?

- В этих стихах поэт выразил ряд мировоззренческих выводов, к которым впоследствии пришла наука, т.е. фактически он показал метод научного познания.

- Мы с вами попытаемся на уроке пройти весь путь научного процесса познания :

Факты---- модель----следствие----эксперимент

- Ребята, сегодня мы продолжим разговор об агрегатных состояниях веществ и их взаимных превращениях. Какие явления мы уже рассмотрели? (Плавление, отвердевание).

- Совсем недавно ушли жаркие и душные летние дни, когда нас спасали напитки из холодильника. Приятно утолить жажду любимой холодненькой кока-колой. Прохладительные напитки всегда должны быть холодными. Хорошо, если рядом холодильник. А если в походе? Да еще в пустыне? Как тогда быть?

- Давайте проделаем простые эксперименты. Дохните себе на руку. Что вы ощущаете? (Ощущение тепла.)

- А теперь дуньте на ладонь. Что теперь ощущаете? (Ощущение холода.)

- Попытайтесь объяснить эти факты. (Ребята выдвигают гипотезы.)

- Чтобы подтвердить выдвигаемые гипотезы, для этого следует изучить некоторые природные явления.

- Послушайте стихотворение:

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. ( «Круговорот воды в природе» )

- 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 когда-то 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.

- А теперь запишем тему урока «Испарение и конденсация. Поглощение энергии при испарении жидкости и выделение ее при конденсации пара».

 План.

1. Явления « испарение» и « конденсация».
2. Факторы, влияющие на скорость испарения жидкости.
3. Объяснение разнообразных природных явлений.

Повторение ранее изученного материала.

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

Фронтальная беседа

1. В каких агрегатных состояниях могут находиться вещества?
2. Изменяются ли молекулы при переходе вещества из одного агрегатного состояния в другое?
3. Сравните скорости движения молекул в твердом, жидком и газообразном состояниях вещества.
4. Какой энергией обладают молекулы вследствие своего движения ? Как называется эта энергия?
5. Какой еще вид механической энергии вы знаете?
6. Что собой представляет внутренняя энергия?

III. Поисково-исследовательский этап урока.

- Нарисуйте в тетради сосуд. Предположите, что внутри находится жидкость. Изобразите молекулы жидкости, а стрелочками покажите направление скорости движения каждой молекулы. Выделите молекулы у поверхности жидкости. У каких из них больше вероятность покинуть жидкость?

- Вывод: жидкость могут покинуть молекулы поверхностного слоя, у которых кинетическая энергия больше чем их потенциальная энергия взаимодействия с соседними молекулами воды.

-Что при этом образуется над жидкостью? (Пар.)

(После этого ребята сами дают определение явления испарения.)

- 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. Конденсация – явление превращения пара в жидкость. В нашей модели это молекулы, которые возвращаются в жидкость.

Довольно скоро число молекул, вылетающих из жидкости, станет равным числу молекул пара, возвращающихся обратно в жидкость. Наступает так называемое динамическое равновесие между паром и жидкостью. А пар, находящийся в динамическом равновесии со своей жидкостью, называется насыщенным паром.

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, т.е. к ее поглощению, вследствие чего жидкость охлаждается.

Испарение имеет большое значение в жизни животных. Затруднение испарения нарушает теплоотдачу и может вызвать перегревание тела.

Говоря о практическом применении явлений испарения и конденсации, можно отметить, что быстроиспаряющиеся жидкости нашли применение в работе холодильного оборудования. Фреон, аммиак, испаряясь, отбирает от стенок холодильника тепло, вызывая их охлаждение.

В жарких странах принято хранить воду в глиняных кувшинах: вода в них всегда прохладная, так как происходит постоянно её испарение через стенки сосуда, а так как глина плохо проводит тепло, теплообмен с окружающей средой слаб.

При поездке летом очень просто получить из тёплой воды достаточно холодную. Для этого бутылку с водой можно завернуть в сырую марлю и выставить в окно движущегося поезда. Через 15-20 минут вода будет холодной.

Космические аппараты покрывают специальным быстроиспаряющимся веществом для отвода тепла. При прохождении через атмосферу планеты корпус аппарата в результате трения нагревается, и покрывающее его вещество начинает испаряться. Испаряясь, оно охлаждает космический аппарат, спасая его тем самым от перегрева.

Конденсация сопровождается выделением энергии. Конденсацией пара объясняется образование облаков. Пары воды, поднимаясь над землёй, образуют в верхних, более холодных слоях воздуха облака, состоящие из мельчайших капелек воды. Выпадение росы в утренние часы это тоже пример конденсации.

- Мы построили модель явлений. (Второй этап процесса познания).

- Итак, что же происходит со внутренней энергией жидкости при испарении?

- Верно, она уменьшается.

- Как это связано с температурой жидкости?

- В процессе испарения жидкости ее температура понижается. Это следствие нашей модели. (Третий этап процесса познания).

- Давайте убедимся в этом на опыте. Смажьте руку спиртом. Что вы ощущаете? (Испаряется спирт, его внутренняя энергия уменьшается, температура при этом понижается.)

- Перед уроком я взяла два термометра и у одного термометра смочила шарик водой, вы видите, что его показания отличаются от показаний сухого термометра.

- Эксперимент подтвердил следствие, вытекающее из созданной нами модели, тем самым, убедив нас в ее верности. (Четвертый этап процесса познания ).

- А теперь выясним, от чего зависит скорость испарения жидкости.

Работа в группах.

1-я группа должна выяснить, как зависит скорость испарения жидкости от рода вещества? (Задание экспериментальное).

Капните на предметное стеклышко по одной капле воды и спирт. Проследите, какая из капель испарится быстрее. Объясните полученный результат.

2-группа должна выявить зависимость скорости испарения жидкости от температуры . (Задание экспериментальное).

Капнув на две чистые стеклянные пластинки по капле спирта, поместите одну из них над включенной электрической лампой. Заметьте, когда испарятся эти капли. Сделайте вывод из этого опыта о зависимости скорости испарения жидкости от температуры и объясните его с помощью молекулярно-кинетической теории.

3-группа должна выявить зависимость скорости испарения жидкости от скорости ветра (Задание экспериментальное)

На две чистые пластинки стекла капните по капле спирта. Над одной из пластинок помашите листком бумаги. Сделайте вывод из опыта и объясните его.

4-группа должна выявить зависимость скорости испарения жидкости от площади ее поверхности.

А.С.Пушкин « Евгений Онегин».

Смеркалось; на столе, блистая,
Шипел вечерний самовар,
Китайский чайник нагревая;
Под ним клубился легкий пар.

Но чай несут: девицы чинно
Едва за блюдечки взялись…

Почему девицы намеривались пить горячий чай из блюдечек, а не из чашек?

(После выполнения и проверки заданий учащиеся делают вывод о том, что скорость испарения жидкости зависит от ее температуры, площади поверхности, рода вещества и скорости ветра.)

- Изучая процессы «испарение» и «конденсация» мы прошли весь путь научного процесса познания:

ФАКТЫ

- А теперь возвратимся к нашей проблеме. Кто может объяснить, почему ощущаем тепло, если дышим на ладонь и ощущаем холод, когда дуем на нее?

(Ребята объясняют причины)

IV. Практический этап

1. Вновь А.С.Пушкин.

Татьяна пред окном стояла,
На стекла «хладные дыша»,
Задумавшись, моя душа,
Прелестным пальчиком писала
На отуманенном стекле
Заветный вензель О да Е.

Какое физическое явление происходило, когда Татьяна дышала на «стекла хладные»? Почему стекло стало «отуманенным»?

2. Тест.

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

А) плавление, кристаллизация

Б) сублимация, десублимация

В) парообразование, конденсация

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

6Чтобы охладиться в жаркий день, мальчик надел мокрую футболку. Выберите правильное утверждение.

А.Охлаждение происходит за счет конденсации водяного пара.
Б. Охлаждение происходит за счет испарения воды.
В. Если подует ветерок, испарение воды замедлится.

7 При кипении чайника окно на кухне « запотели». Выберите правильное утверждение.

А. «Запотевание» окон - это пример испарения воды.
Б. При кипении температура воды увеличивается.
В. «Запотевание» окон - это пример конденсации воды.

8 Мама вывесила на балкон мокрое белье. Выберите правильное утверждение.

А. Белье высыхает вследствие конденсации водяного пара.
Б. При испарении влаги из белья его температура повышается.
В. Если подует ветерок, белье высохнет быстрее.

3. Задачи.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?

V. Рефлексивно-оценочный этап

1 Выставление оценок.
2. Давайте попытаемся ответить на вопрос «Что дал каждому из нас этот урок?».
3. Задание на дом: §16,17. Придумать «научно-художественный» рассказ о каком- либо событии из своей жизни, в котором нужно использовать такие термины: парообразование, облака, роса, испарение, конденсация.

Лучшие рассказы будут зачитаны на уроке, включены в сценарий физического вечера и др.