Конспект урока по физике 10 класс (МКТ)

Добрый день ребят, уважаемые гости!!! Я рада приветствовать вас на открытом уроке!!!

Путешественник, странствующий из одной страны в другую, может заметить, что в наш век стандартизации и заселения транснациональных монополий напиток из одних и тех же зерен кофе приготавливают и пьют по-разному в Турции, Египте, Италии и Франции.

         Одной из самых распространенных кофеварок для домашнего приготовления кофе в Италии и России является мокка. Она состоит из трех частей: нижнего усеченного конуса (нагревателя), куда заливается вода; металлического фильтра, куда засыпается кофе среднего помола, и верхнего усеченного конуса, где накапливается готовый напиток

Процесс приготовления кофе в мокке весьма занимателен. Кофеварка ставится на слабый огонь. Процесс приготовления заключается в доведении до кипения воды в нагревателе, последующем ее перегоне через кофейный порошок и подъеме напитка по трубке и его сливе в верхний объем. После этого кофе готов к разливу по чашкам. Все кажется простым и понятным. Можно ли описать этот процесс с точки зрения физики? С помощью чего?

Наша задача: проследить и объяснить процесс приготовления кофе на основе закона Дарси и молекулярно-кинетической теории.

         Целью нашего урока станет расчет физических параметров: температуры кипения и давления пара в кофеварке в критическом состоянии.

         Представляю тему урока: «Физика приготовления кофе».

Процесс, который мы хотим изучить, связан с молекулярно-кинетической теорией вещества. Вспомним основные понятия и законы МКТ:

1.     Что является предметом изучения МКТ?

2.     Какова основная модель этой теории?

3.     Чем характеризуется агрегатное состояние вещества?

4.     Что мы называем фазовым переходом?

5.     От чего зависит реализация того или иного агрегатного состояния?

6.     При каком условии тело находится в жидком состоянии? Газообразном?

7.     Назовите макроскопические и микроскопические параметры системы макроскопических тел.

8.     Какова цель МКТ?

 Итак, вернёмся к изучению процесса приготовления кофе:

Но что является «двигателем» описанного процесса? Конечно, огонь. Вода, кипящая в замкнутом объеме, где ей отведено большее место, чем пару, над поверхностью имеет температуру свыше 100⁰,  а пар и его давление над поверхностью воды, оставаясь насыщенным, превышает 1 атм и растет. Внешнее давление вплоть до верхнего уровня фильтра равно атмосферному.

Насыщенный пар с температурой свыше 100⁰С начинает играть роль сжатой пружины, продавливающей перегретый кипяток через кофейный порошок. Из кофе извлекаются все те ароматы, масла и др. компоненты, что превращают воду в чудесный напиток.

В середине 19 века французский инженер Дарси провел экспериментальные наблюдения за движением воды в трубах, заполненных песком. Эти исследования положили начало созданию теории фильтрации, которая сегодня успешно применяется для описания движения жидкостей, газов и их смесей через твердые тела, содержащие связанные между собой поры или трещины. Дарси сформулировал линейный закон фильтрации

Применим закон Дарси к изучению нашей мокки.

1.Оценим температуру перегретого кипятка.

2.Давления пара в кофеварке в критическом состоянии: так как ходят мрачные слухи о том, что эти кофеварки выходят из повиновения и превращаются в бомбы.

Причины:

* может засориться или окислиться аварийный клапан в нижней части мокки;

* приводит к непроходимости самого фильтра, плотноупакованный кофейный порошок слишком мелкого помола.

Сделаем вывод после полученных данных о физических процессах приготовления кофе.

Вывод учащихся:

         * Физический процесс приготовления кофе объясняется молекулярно-кинетической теорией.

         *  Чтобы улучшить качество кофе надо:

              а) ставить кофеварку на слабый огонь;

              б) процесс фильтрации будет идти медленнее;

              в) пар в нижнем сосуде не будет слишком перегреваться.

         *  Чтобы избежать эффекта «бомбы» следует:

              а) присматривать за клапаном;

              б) выбирать кофе среднего помола;

              в) засыпать его в фильтр без горки и не утрамбовывать.

Вывод учителя.

         Мы познакомились с приготовлением чудеснейшего напитка – кофе – полезного, бодрящего, с тончайшим ароматом и изумительного вкуса. Пейте его на здоровье.

         Я благодарю за сотрудничество, коммуникативность, умение анализировать, обобщать, за стремление к самосовершенствованию, познанию нового.

 Домашнее задание.Приготовить по всем правилам, изученным сегодня, кофе для родных, близких и друзей.