Конспект урока в 8 классе на тему: "Решение задач на тему «Изменение агрегатных состояний вещества. Влажность воздуха»"

Конспект открытого урока

Класс 8

Тема урока:

Решение задач на тему: «Изменение агрегатных состояний вещества. Влажность воздуха»

Оборудование: таблички с номером бригады 7 шт., психрометр, сборники задач по физике 7 шт., термометр, калькуляторы, листы с заданиями по 14 шт., конверты с вопросом для задания №3, два термометра, тряпочка, скотч двусторонний, коробка, клей-карандаш, таблица психрометрическая, стаканчик с водой, нитка.

Цели:

·         обеспечить закрепление основных понятий и применение знаний и способов действий по теме «Изменение агрегатных состояний вещества. Влажность воздуха»; организовать деятельность по самостоятельному применению знаний;

·         скорректировать знания и умения обучающихся по теме «Изменение агрегатных состояний вещества. Влажность воздуха»;

·         отработать навыки чтения графиков.

Ход урока

1.                 Орг. момент

Приветствие. Проверка отсутствующих. Инструкции к работе на уроке.

Учащиеся делятся на бригады по 4 человека (по две парты). Итого 7 бригад. На 2, 4, 6 партах каждого ряда стоят таблички с номером бригады. В рабочих тетрадях учащиеся записывают № бригады и ее состав.

2.                 Решение задач

Итак, начнем. Вам необходимо выполнить первое задание. Работаете всей бригадой. Обсуждайте тихо, не мешайте соседям. Задание состоит из 7 вопросов. Потом мы все вопросы с вами обсудим. Начните с вопроса, соответствующего номеру вашей бригады. Приступайте! У вас 5 минут.

Я прошу вас закончить с выполнением первого задания. Давайте посмотрим, что у вас получилось.

Каждая бригада по очереди дает свой ответ на вопрос, соответствующий ее номеру.

Учитель дополняет и корректирует ответы.

Вопрос №1.

После того как пар, имеющий температуру 120 °С, впустили в воду при комнатной температуре, внутренняя энергия

1) и пара, и воды уменьшилась

2) и пара, и воды увеличилась

3) пара уменьшилась, а воды увеличилась

4) пара увеличилась, а воды уменьшилась

Ответ:3, внутренняя энергия пара уменьшилась, а воды увеличилась

Вопрос №2.

На рисунке представлен график зависимости температуры вещества t от полученного количества теплоты Q в процессе нагревания. Первоначально вещество находилось в твёрдом состоянии. Какому агрегатному состоянию соответствует точка А на графике?

1) твёрдому состоянию

2) жидкому состоянию

3) газообразному состоянию

4) частично твёрдому, частично жидкому состоянию

Ответ:1, твердому состоянию

Вопрос №3.

На рисунке приведён график зависимости температуры воды от времени. Какой(-ие) из участков графика относится(-ятся) к процессу охлаждения воды?

1) только ЕЖ

2) только ГД

3) ГД и ЕЖ

4) ГД, ДЕ и ЕЖ

Ответ:1, вода охлаждается на участке ЕЖ

Вопрос №4.

Открытый сосуд с водой находится в лаборатории, в которой поддерживается определённая температура и влажность воздуха. Скорость испарения будет равна скорости конденсации воды в сосуде

1) только при условии, что температура в лаборатории больше 25 °С

2) только при условии, что влажность воздуха в лаборатории равна 100%

3) только при условии, что температура в лаборатории меньше 25 °С, а влажность воздуха меньше 100%

4) при любой температуре и влажности в лаборатории

Ответ:2, только при условии, что влажность воздуха в лаборатории равна 100%

Вопрос №5.

На рисунке представлен график зависимости температуры от времени для процесса нагревания воды при нормальном атмосферном давлении. Первоначально вода находилась в твёрдом состоянии.

Какое из утверждений является неверным?

1) Участок DE соответствует процессу кипения воды.

2) Точка С соответствует жидкому состоянию воды.

3) В процессе АВ внутренняя энергия льда не изменяется.

4) В процессе ВС внутренняя энергия системы лёд-вода увеличивается.

Ответ: 3, не верно, что в процессе АВ внутренняя энергия льда не изменяется.

Вопрос №6.

На рисунке приведён график зависимости температуры t воды от времени τ при нормальном атмосферном давлении. Какое из утверждений является неверным?

1) Участок АБ соответствует процессу нагревания воды.

2) В процессе, соответствующем участку ЕЖ, внутренняя энергия воды уменьшается.

3) Точка Е соответствует твёрдому состоянию воды.

4) В процессе, соответствующем участку БВ, внутренняя энергия системы вода — пар увеличивается.

Ответ: 3, не верно, что точка Е соответствует твёрдому состоянию воды.

Вопрос №7.

На рисунке приведен график зависимости температуры спирта от времени при его охлаждении и последующем нагревании. Первоначально спирт находился в газообразном состоянии. Какой участок графика соответствует процессу конденсации спирта?

1) АВ

2) ВС

3) CD

4) DE

Ответ:2, участок ВС

Вы молодцы!

Приступаем ко второму заданию.

У 1 и 4, 2 и 5, 3 и 6 бригад будут одинаковые задания. 1, 2, 3 бригады и 4, 5, 6 работают на одно общее дело. Постараемся с вами определить влажность воздуха и точку росы в кабинете физики. Затем сравним полученные результаты. А 7 бригада будет выполнять свое задание.

Задача 1

С помощью психрометра и психрометрической таблицы определите относительную влажность в кабинете физики. Запишите полученные в ходе выполнения задания данные в отчетный лист. Подготовьте отчет о проделанной работе. Выберите того, кто будет представлять отчет. Полученную величину относительной влажности сообщите бригаде №2.

Решение:

Один представитель бригады идет к психрометру в кабинете, фиксирует показания влажного и сухого термометров. Затем учащиеся находят разность показаний и по психрометрической таблице на приборе или в соответствующей таблице в сборнике задач по физике определяют относительную влажность. Полученную величину относительной влажности сообщают бригаде №2.

Задача 2

Используя значение относительной влажности, полученное бригадой №1, определите абсолютную влажность воздуха в кабинете физики.

Необходимую для расчетов температуру воздуха в кабинете определите по термометру.

Для расчетов воспользуйтесь формулой:

Для определения плотности насыщенного водяного пара при данной температуре воспользуйтесь таблицей «Давление насыщенного водяного пара и его плотность» в сборнике задач по физике.

Рассчитав значение абсолютной влажности, передайте его бригаде №3.

Например:

Относительная влажность воздуха φ=73%

температура воздуха (показания сухого термометра) 18⁰С

t_c=18⁰С,

По таблице определяем плотность насыщенного водяного пара (ρ_н) при данной температуре(18⁰С)

По формуле рассчитываем абсолютную влажность воздуха:

Задача 3

Определите точку росы в кабинете физики. Воспользуйтесь значением абсолютной влажности воздуха, рассчитанным бригадой №2.

Температура, при которой охлажденный воздух становится насыщенным водяными парами, называется точкой росы t_p.

При точке росы абсолютная влажность воздуха равна плотности насыщенного пара.

ρ_н= ρ

Для определения точки росы понадобится таблица «Давление насыщенного водяного пара и плотность» и значение абсолютной влажности ρ.

В колонке плотности находим значение наиболее близко совпадающее со значением ρ, полученным от бригады №2 и проецируем на колонку температур. Полученное значение и есть точка росы t_p .

Задача 4

С помощью психрометра и психрометрической таблицы определите относительную влажность в кабинете физики. Запишите полученные в ходе выполнения задания данные в отчетный лист. Подготовьте отчет о проделанной работе. Выберите того, кто будет представлять отчет. Полученную величину относительной влажности сообщите бригаде №5.

Решение:

Один представитель бригады идет к психрометру в кабинете, фиксирует показания влажного и сухого термометров. Затем учащиеся находят разность показаний и по психрометрической таблице на приборе или в соответствующей таблице в сборнике задач по физике определяют относительную влажность. Полученную величину относительной влажности сообщают бригаде №5.

Задача 5

Используя значение относительной влажности, полученное бригадой №4, определите абсолютную влажность воздуха в кабинете физики.

Необходимую для расчетов температуру воздуха в кабинете определите по термометру.

Для расчетов воспользуйтесь формулой:

Для определения плотности насыщенного водяного пара при данной температуре воспользуйтесь таблицей «Давление насыщенного водяного пара и его плотность» в сборнике задач по физике.

Рассчитав значение абсолютной влажности, передайте его бригаде №6.

Например:

Относительная влажность воздуха φ=73%

температура воздуха (показания сухого термометра) 18⁰С

t_c=18⁰С,

По таблице определяем плотность насыщенного водяного пара (ρ_н) при данной температуре(18⁰С)

По формуле рассчитываем абсолютную влажность воздуха:

Задача 6

Определите точку росы в кабинете физики. Воспользуйтесь значением абсолютной влажности воздуха, рассчитанным бригадой №5.

Температура, при которой охлажденный воздух становится насыщенным водяными парами, называется точкой росы t_p

При точке росы абсолютная влажность воздуха равна плотности насыщенного пара.

ρ_н= ρ

При определение точки росы используется таблица «Давление насыщенного водяного пара и плотность» и значение абсолютной влажности ρ.

В колонке плотности находим значение наиболее близко совпадающее со значением ρ, полученным от бригады №5 и проецируем на колонку температур. Полученное значение и есть точка росы t_p .

Задача 7

Вам предстоит изготовить психрометр.

Для работы вам понадобится: два термометра, стаканчик с водой, тряпочка х/б, нитка, коробка, двусторонний скотч, психрометрическая таблица.

Ответ:

Должен в итоге получиться прибор, похожий на тот, что изображен на картинке.

Далее каждая бригада представляет результат своей работы.

Вы прекрасно работаете!

А теперь проверим, как вы умеете добывать информацию из текста. Итак, третье задание. У вас на столах лежит текст о гейзерах. Изучите его внимательно. У вас 5 минут.

Учитель тем временем раздает конверты с вопросами по тексту.

А теперь откройте конверты с вопросами. Обсудите, выберите того, кто будет отвечать.

Каждая бригада отвечает на свой вопрос по тексту.

Все бригады получают одинаковый текст.

Гейзеры

Гейзеры располагаются вблизи действующих или недавно уснувших вулканов. Для извержения гейзеров необходима теплота, поступающая от вулканов.

Чтобы понять физику гейзеров, напомним, что температура кипения воды зависит от давления (см. рисунок).

Представим себе 20-метровую гейзерную трубку, наполненную горячей водой. По мере увеличения глубины температура воды растет. Одновременно возрастает и давление — оно складывается из атмосферного давления и давления столба воды в трубке. При этом везде по длине трубки температура воды оказывается несколько ниже температуры кипения, соответствующей давлению на той или иной глубине. Теперь предположим, что по одному из боковых протоков в трубку поступила порция пара. Пар вошел в трубку и поднял воду до некоторого нового уровня, а часть воды вылилась из трубки в бассейн. При этом температура поднятой воды может оказаться выше температуры кипения при новом давлении, и вода немедленно закипает.

При кипении образуется пар, который еще выше поднимает воду, заставляя ee выливаться в бассейн. Давление на нижние слои воды уменьшается, так что закипает вся оставшаяся в трубке вода. В этот момент образуется большое количество пара; расширяясь, он с огромной скоростью устремляется вверх, выбрасывая остатки воды из трубки — происходит извержение гейзера.

Но вот весь пар вышел, трубка постепенно вновь заполняется охладившейся водой. Время от времени внизу слышатся взрывы — это в трубку из боковых протоков попадают порции пара. Однако очередной выброс воды начнется только тогда, когда вода в трубке нагреется до температуры, близкой к температуре кипения.

Вопрос 1

Можно ли заставить закипеть жидкость, увеличивая внешнее давление при неизменной температуре.

Ответ:

Нет. Жидкость можно заставить закипеть, уменьшая внешнее давление при неизменной температуре.

Вопрос 2

В каком агрегатном состоянии находится вода при температуре 110 °С?

1) только в твёрдом

2) только в жидком

3) только в газообразном

4) ответ зависит от внешнего давления

Ответ:

Из графика ясно, что ответ зависит от внешнего давления.

Правильный ответ указан под номером 4.

Вопрос 3

Закипит ли вода, находящаяся при температуре 90 °С, если внешнее давление понижается от 10⁵ Па до 5·10⁴ Па? Ответ поясните.

Ответ:

Вода закипит.

При понижении атмосферного давления температура кипения воды понижается в соответствии с графиком, представленном на рисунке в тексте. Давлению 5·10⁴ Па соответствует температура кипения воды 80 °С. Вода при температуре 90 °С начнет кипеть еще при большем давлении.

Вопрос 4

Можно ли воду, имеющую температуру 80 °С, заставить кипеть, не нагревая её? Ответ поясните.

Ответ:

Можно.

Воду можно заставить закипеть и при температуре 80 °С, если понизить внешнее атмосферное давление до 0,5 атм.

Вопрос 5

В гейзерную трубку из бокового протока поступила порция пара. Над паром остался столб воды высотой 10 м. Атмосферное давление 10⁵ Па. Каково давление на глубине 10 м в гейзерной трубке?

Ответ:

Давление на глубине 10 метров равно сумме атмосферного давления и давления столба жидкости, которое можно рассчитать по формуле

Итого 2 10⁵ Па.

Вопрос 6

В гейзерную трубку из бокового протока поступила порция пара. Над паром остался столб воды высотой 10 м. Вода на этой глубине находится при температуре 121 °С. Атмосферное давление 10⁵ Па. При этом вода в трубке

1) будет перемещаться вниз под действием атмосферного давления

2) останется в равновесии, так как её температура ниже температуры кипения

3) быстро охладится, так как её температура ниже температуры кипения на глубине 10 м

4) закипит, так как её температура выше температуры кипения при внешнем давлении 2 10⁵ Па

Ответ:

Из третьего абзаца ясно, что при этом вода в трубке закипит, так как её температура выше температуры кипения при внешнем давлении 2 10⁵Па.

Правильный ответ указан под номером 4.

Вопрос 7.

Можно ли заставить закипеть жидкость, увеличивая ее температуру при неизменном давлении?

Ответ:

Да. Из второго абзаца ясно, что жидкость можно заставить закипеть, увеличивая ее температуру при неизменном давлении.

3.     Рефлексия

Ребята, сегодня на уроке мы с вами решали разного рода задачи. У нас все получилось. Мы с вами молодцы! У вас на партах лежат листочки рефлексии. Я прошу каждую бригаду продолжить одно предложение на ваш выбор.

Учащимся предлагается облако "тегов", которые необходимо дополнить. Листочки с тегами раздаются вместе с прочим оборудованием к уроку.

Варианты тегов:

o    Сегодня я узнал...

o    Я понял, что…

o    Я научился…

o    Я смог…

o    Было интересно узнать, что…

o    Меня удивило…

o    Мне захотелось…

4.     Д/з

Повторить §16-20