Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Свидетельство о публикации

Автоматическая выдача свидетельства о публикации в официальном СМИ сразу после добавления материала на сайт - Бесплатно

Добавить свой материал

За каждый опубликованный материал Вы получите бесплатное свидетельство о публикации от проекта «Инфоурок»

(Свидетельство о регистрации СМИ: Эл №ФС77-60625 от 20.01.2015)

Инфоурок / Физика / Конспекты / Конспект урока по физике для 10 класса по теме «Взаимные превращения жидкостей и газов»
ВНИМАНИЮ ВСЕХ УЧИТЕЛЕЙ: согласно Федеральному закону № 313-ФЗ все педагоги должны пройти обучение навыкам оказания первой помощи.

Дистанционный курс "Оказание первой помощи детям и взрослым" от проекта "Инфоурок" даёт Вам возможность привести свои знания в соответствие с требованиями закона и получить удостоверение о повышении квалификации установленного образца (180 часов). Начало обучения новой группы: 28 июня.

Подать заявку на курс
  • Физика

Конспект урока по физике для 10 класса по теме «Взаимные превращения жидкостей и газов»

библиотека
материалов

hello_html_4d959b6c.gifhello_html_80bf438.gifВзаимные превращения жидкостей и газов

(урок физики в 10 классе)


Автор-разработчик: Гайфуллин Р.Ф., учитель физики

1 категории, МБОУ "Наласинская СОШ "


Пояснительная записка

Многие годы традиционной целью отечественного школьного образования являлось овладение системой знаний, составляющих основы наук. Именно поэтому выпускники российской школы по уровню фактических знаний заметно превосходят своих сверстников из большинства стран. Однако результаты проводимых за последние два десятилетия международных сравнительных исследований заставляют задуматься. Российские школьники лучше зарубежных сверстников выполняют задания репродуктивного характера, отражающие высокий уровень овладения предметными знаниями и умениями. Их результаты существенно ниже при выполнении заданий на применение знаний в практических, жизненных ситуациях, содержание которых представлено в необычной, нестандартной форме. Обучающиеся российских школ показали значительно более низкие результаты при выполнении заданий, связанных с пониманием методологических аспектов научного знания, использованием научных методов наблюдения, классификации, сравнения, формулирования гипотез и выводов, планирования эксперимента, интерпретации данных и проведения исследования. Поэтому вопрос о качестве образования остаётся актуальным.

Одной из характеристик качества образования на современном  этапе является уровень специфических, надпредметных умений, связанных с самоопределением и самореализацией личности, когда знания приобретаются не «впрок», а в контексте модели будущей деятельности, жизненной ситуации, как «научение жить здесь и сейчас».

Таким образом, перед каждым учителем основополагающими становятся следующие задачи:

  • научить добывать знания (учить учиться);

  • научить работать и зарабатывать (учение для труда);

  • научить жить (учение для бытия);

  • научить жить вместе (учение для совместной жизни).

Обозначенные выше проблемы побудили органы государственной власти к разработке и утверждению образовательных стандартов второго поколения. Принципиальным отличием данных стандартов является усиление их ориентации на результаты образования как системообразующий компонент конструкции стандартов. Процесс учения понимается не просто как усвоение системы знаний, умений и навыков, составляющих инструментальную основу компетенций учащегося, но и как процесс развития личности, обретения духовно-нравственного опыта и социальной компетентности.

В основу стандартов второго поколения положен системно-деятельностный подход, концептуально опирающийся на обеспечение соответствия учебной деятельности учащихся их возрасту и индивидуальным особенностям.

Системно-деятельностный подход предполагает:

1) воспитание и развитие качеств личности, отвечающих требованиям информационного общества, инновационной экономики, задачам построения демократического гражданского общества на основе толерантности, диалога культур и уважения многонационального, поликультурного и поликонфессионального состава российского общества;

2) переход к стратегии социального проектирования и конструирования в системе образования на основе разработки содержания и технологий образования, определяющих пути и способы достижения социально желаемого уровня (результата) личностного и познавательного развития учащихся;

3) ориентацию на результаты образования как системообразующий компонент Стандарта, где развитие личности учащегося на основе усвоения универсальных учебных действий, познания и освоения мира составляет цель и основной результат образования;

4) признание решающей роли содержания образования и способов организации образовательной деятельности и учебного сотрудничества в достижении целей личностного, социального и познавательного развития учащихся;

5) учет индивидуальных возрастных, психологических и физиологических особенностей учащихся, роли и значения видов деятельности и форм общения для определения целей образования и воспитания и путей их достижения;

6) обеспечение преемственности дошкольного, начального общего, основного и среднего (полного) общего образования;

7) разнообразие индивидуальных образовательных траекторий и индивидуального развития каждого учащегося (включая одаренных детей и детей с ограниченными возможностями здоровья), обеспечивающих рост творческого потенциала, познавательных мотивов, обогащение форм учебного сотрудничества и расширение зоны ближайшего развития.

Системно-деятельностный подход обеспечивает достижение планируемых результатов освоения образовательных программ и создает основу для самостоятельного успешного усвоения учащимися новых знаний, умений, компетенций, видов и способов деятельности.

Поэтому учителю необходимо овладевать педагогическими технологиями, с помощью которых  можно реализовать новые требования.

Одной из таких технологий является технология кейса. Актуальность технологии кейса заключается в ее направленности не только на овладение системой знаний, но и формирование универсальных учебных действий:

  1. личностных: обеспечение мотивации обучения, формирование нравственно-этической позиции через оценивание содержания ситуации, соблюдение норм и правил взаимодействия;

  2. коммуникативных: формирование коммуникативных умений, базирующихся на признании учеников партнерами в процессе обучающей деятельности, на коллективном обсуждении ситуаций, взаимодействии и т.п.;

  3. познавательных: формирование таких умений, как выявление, отбор и решение проблем, анализ и синтез информации, оценка альтернативных решений;

  4. регулятивных: формирование основ построения собственной деятельности по разрешению проблемы.

Своеобразие и эффективность данной технологии связаны с воплощением ряда дидактических принципов, присущих только технологии кейса.

  1. Принцип многообразия и эффективности дидактического арсенала, который предполагает овладение дидактикой, её принципами, приемами и методами. Профессиональной потребностью преподавателя-кейсолога является постоянное изучение методики и дидактики, целенаправленное их использование в учебном процессе.

  2. Принцип партнерства, сотрудничества с учащимися, базирующийся на признании учеников партнерами в процессе обучающей деятельности, на коллективном обсуждении ситуаций, взаимодействии.

  3. Принцип смещения роли преподавателя с трансляции знаний к организации процесса их добывания. Сегодня происходит снижение роли преподавателя как единственного "держателя" научных знаний и растет его роль как эксперта и консультанта, помогающего ученику ориентироваться в мире научной информации.

  4. Принцип впитывания достижений педагогической и психологической науки, опыта, накопленного коллегами. Психологическая и педагогическая обоснованность, формулировка не только образовательных, но и воспитательных целей существенно отличает преподавателя-кейсолога от преподавателей, использующих классические методы обучения. Дело в том, что подготовка кейса изначально предполагают решение вопроса о его эффективности.

  5. Принцип творчества, который предполагает превращение кейса и занятия с его применением в индивидуально неповторимый творческий продукт. При этом кейс-обучение значительно расширяет пространство творчества, которое охватывает творческую деятельность по созданию кейса как уникального интеллектуального продукта, проектировании процесса обучения, совершенствовании технологии его преподавания, вовлечении в творчество учащихся, в усилении роли творческой импровизации в ходе обучения и т.п.

  6. Принцип прагматизма, ориентирующий на четкое определение возможностей того или иного кейса, а также возможных результатов обучения. Если преподаватель-традиционалист практически не задумывается о результатах своего обучения, либо сводит их к оценке, которая отражает в значительной мере лишь знания, то преподаватель-кейсолог планирует результат с точки зрения формирования у учащихся навыков анализа ситуации и выработки моделей поведения в ней.

Весь процесс подготовки кейса основан на навыках и умениях работы с информационными технологиями, что позволяет актуализировать имеющиеся знания, активизирует научно-исследовательскую деятельность.

Поэтому на различных этапах работы с кейсом учащиеся достигают определенных результатов обучения.

На этапах сбора и обработки информации в наибольшей степени выражены личностные и метапредметные результаты, так как учащиеся приобретают опыт самостоятельного поиска, анализа и отбора информации с использованием различных источников для решения познавательных задач. У них формируется умение воспринимать, анализировать и перерабатывать полученную информацию в соответствии с поставленными задачами. Постепенно формируется самостоятельность в приобретении новых знаний и практических умений.

На этапе представления кейса у учащихся развивается монологическая и диалогическая речь, формируются умение выражать свои мысли и способность слушать собеседника, понимать его точку зрения, умение работать в группе, вести дискуссию. Однако на данном этапе не менее значимыми будут предметные результаты учения: развитие теоретического мышления на основе умений устанавливать факты, различать причины и следствия, строить модели, применять полученные теоретические знания при решении различных проблем.

Можно выделить следующие типы уроков, на которых будет эффективным использование технологии кейса и достижение обозначенных выше результатов:

  • урок введения нового материала большими блоками;

  • урок закрепления и систематизации знаний, полученных на предыдущих занятиях, в процессе подготовки к итоговой аттестации в форме ГИА и ЕГЭ;

  • урок-практикум, направленный на отработку навыков практического использования полученных знаний;

  • уроки-тренинги, направленные на формирование навыков группового анализа проблем и принятия решений;

  • урок обобщения знаний, полученных учащимися в ходе теоретического курса.

В практике преподавания физики в МОАУ «СОШ № 27 г. Орска» на протяжении ряда лет используется технология кейса.

Ниже представлен конспект урока физики в 10 классе «Взаимные превращения жидкостей и газов», разработанный по УМК "Физика 10 класс" (Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н.(базовый и профильный уровни)). Данная тема рассматривается в разделе «Молекулярная физика. Тепловые явления». На изучение темы по программе отводится три часа. Использование технологии кейса позволяет изучить теоретический учебный материал на одном уроке, опираясь на знания учащихся, полученные в основной школе, их жизненный опыт и практическую направленность темы. Таким образом, оставшиеся два урока ориентированы на практическое применение знаний и решение задач в формате ЕГЭ.

Представленный урок является уроком изучения нового материала. На уроке используется групповая форма организации познавательной деятельности учащихся в процессе работы с кейсом по теме "Взаимные превращения жидкостей и газов".

Ознакомление учащихся с содержанием кейса по теме урока целесообразно осуществлять примерно за одну неделю до изучения темы в классе. Кроме этого, все учащиеся класса предварительно делятся на группы для работы с кейсом, готовят тезисы сообщений и презентацию по заданиям кейса.

Перед уроком на каждой парте необходимо подготовить оборудование для фронтального эксперимента, план работы на уроке, инструкцию для учащихся.

Ценным результатом использования технологии кейса на уроках физики является то, что учащиеся совместно решают не надуманную проблему, а практически значимую для них задачу. На подобный вывод указывают результаты рефлексивной деятельности учащихся на уроке.


Конспект урока

Цель урока: расширение и углубление знаний учащихся о явлениях испарения, кипения, конденсации, влажности воздуха.

Задачи урока:

  1. совершенствовать умения выявлять закономерности и систематизировать теоретические знания учащихся для объяснения действия паровой русской бани и принципа работы пароочистителя;

  2. совершенствовать коммуникативные умения учащихся (уверенно принимать участие в дискуссии, убедительно докладывать о результатах выполненной работы, осуществлять взаимодействие с учителем и учащимися в процессе работы в группе);

  3. развивать навыки рефлексивной деятельности учащихся;

  4. приобщать учащихся к истокам русских культурных традиций, к формированию основ здорового образа жизни.

Оборудование урока:

  • видеопроектор;

  • экран;

  • ПК с установленной программой Microsoft Office Power Point 2003 (2007);

  • раздаточный материал для составления конспекта учащимися (Приложение 1);

  • план работы и инструкция для работы учащихся на уроке (Приложение 2);

  • слайды – Приложение 3 (тема урока (№ 1); текст кейса (№ 2); проблемные вопросы (№ 3); "Какие физические процессы происходят в паровой бане?" (№ 4-10); "Как зависит температура кипения от внешнего давления?" (№ 11,12); "Что такое влажность и какое значение она имеет для человека?" (№ 13-16); рекомендации (слайд № 17);

  • демонстрационное и лабораторное оборудование (стаканы с холодной и горячей водой (демонстрация 1); вата, вода, спирт (демонстрация 2); банка с водой, закрытая крышкой (демонстрация 3); насос, колба с водой и пробкой, резиновая трубка (демонстрация 4); термометр, влажная тряпочка, психрометрическая таблица (фронтальный опыт).

Форма организации познавательной деятельности учащихся: групповая.

Ход урока

  1. Организационный момент.

Целеполагание.

Сегодня на уроке мы начинаем изучать тему «Взаимные превращения жидкостей и газов» (открыт слайд № 1). На эту тему по программе отводится 3 урока. На следующих двух уроках мы будем решать задачи на расчет давления насыщенного пара и влажности воздуха в формате ЕГЭ.

На данном уроке мы узнаем больше о насыщенном паре, его практическом применении, выясним, от каких параметров зависит давление насыщенного пара. Также на уроке мы определим, каким образом процессы испарения, кипения и конденсации оказывают полезное и вредное влияние на человека в русской бане. Полученные знания мы представим в виде рекомендаций.

У вас на столах лежат листы с планом работы на уроке и инструкцией, которые мы будем использовать в процессе нашей работы.

План работы на уроке

  1. Представление кейса. Работа в группах.

  2. Формирование вывода по изученной теме.

  3. Закрепление изученного материала.

  4. Подведение итогов урока.

  5. Домашнее задание.

Инструкция для учащихся

  1. Регламент выступления для каждой группы устанавливается не более 15 мин.

  2. Представление вывода после выступления каждой группы (подведение промежуточных итогов).

  3. Во время выступления группы остальные учащиеся составляют конспект.

II. Изучение нового материала.

  1. Представление кейса для обсуждения.

С древнейших времен баня была в большом почете у народов разных стран. Знали толк в ней и на Руси.

«Москва без бань – не Москва», – заметил известный писатель и знаток быта старой Москвы В.А.Гиляровский. В книге «Москва и москвичи» он немало страниц посвятил баням, дивился тому, что «все они имели постоянное население, свое собственное,- сознававшее себя настоящими москвичами».

В последние десятилетия былой интерес к бане возродился. Растет число приверженцев парильни и сауны. Однако в своем неуемном стремлении идти в ногу с модой некоторые любители бани порой не осознают, что из приятной, полезной и целительной эта процедура может превратиться в весьма опасную.

В различных странах бани существуют под разными названиями: русские, римские, русско-римские, греческие, финские, арабские, турецкие, японские и др. Кроме горячей и холодной воды, их активными действующими факторами являются нагретый воздух и пар. Исходя из этого, все перечисленные бани правомерно условно разделить на два основных типа в зависимости от температуры и влажности – паровые и суховоздушные. (Выдержка из журнала «Здоровье»).

В России существует огромное количество приверженцев паровой бани. Они считают, что паровая баня дает здоровье. Однако официальная медицина утверждает, что паровая баня может быть опасна.

Так паровая баня приносит пользу или вред? (слайд № 2)

Чтобы ответить на данный вопрос, мы последовательно рассмотрим три проблемных вопроса, над которыми группы работали дома (учитель читает первый проблемный вопрос (слайд № 3):

Какие физические процессы происходят в паровой бане?

Выступает первая группа по плану:

  1. Испарение.

  2. Конденсация.

  3. Насыщенный и ненасыщенный пар.

  4. Зависимость давления насыщенного пара от температуры.

  5. Кипение.

Одновременно демонстрируются слайды № 4-12, учащиеся составляют конспект в рабочих тетрадях.

После выступления первой группы учитель открывает слайд с проблемными вопросами, повторяет первый вопрос и просит учащихся сделать вывод. Вывод записывается в тетрадь:

В паровой бане происходят процессы испарения, конденсации, кипения, образования насыщенного пара.

Чтобы перейти к следующему заданию, учитель просит ответить учащихся на вопрос:

Какие величины измеряются в бане? (учащиеся на основе своего жизненного опыта отвечают, что температура и влажность воздуха).

Учитель читает второй проблемный вопрос:

Что такое влажность, и какое значение она имеет в бане?

Выступает вторая группа по плану:

  1. Водяной пар в атмосфере. Влажность воздуха.

  2. Психрометр.

  3. Гигрометр.

  4. Паровая баня.

Одновременно демонстрируются слайды № 13-16, а учащиеся составляют конспект в рабочих тетрадях. После выступления учащегося с рассказом о психрометре, проводится фронтальный эксперимент. Учащийся показывает, как измерять относительную влажность и пользоваться психрометрической таблицей.

После выступления второй группы учитель открывает слайд с проблемными вопросами, повторяет второй вопрос и просит учащихся сделать вывод. Предлагает вывод записать в тетрадь:

Влажность воздуха имеет большое значение и в паровой бане достигает 90 %. Значение влажности необходимо учитывать человеку и придерживаться рекомендуемых норм. В паровой бане необходимо использовать психрометр и уметь по нему определять относительную влажность.

Далее учитель читает третий проблемный вопрос:

В каких областях жизни и техники наблюдаются рассмотренные процессы?

Выступает третья группа по плану:

  1. Пароочистители.

  2. Паровая баня.

Учащиеся составляют конспект в рабочих тетрадях.

После выступления третьей группы учитель открывает слайд с проблемными вопросами и повторяет третий вопрос, просит учащихся сделать вывод. Предлагает вывод записать в тетрадь:

Рассмотренные процессы имеют широкое применение в технике. Приверженцам бани важно соблюдать рекомендации при ее посещении.

  1. Формирование вывода по изученной теме.

Для того чтобы сформировать с учащимися общий вывод по уроку, учитель открывает слайд № 2 и зачитывает содержание кейса.

Учащиеся совместно с учителем формулируют вывод:

Нельзя дать однозначный ответ о пользе и вреде паровой бани. Необходимо соблюдать рекомендации, знать о свойствах насыщенного пара, об особенностях процессов испарения, конденсации, кипения, и их влиянии на здоровье человека и тогда баня будет приятным способом укрепления иммунитета и здоровья человека.

3. Закрепление изученного материала.

Учитель предлагает учащимся выполнить задание в рабочей тетради:

Продумать один простой вопрос и один сложный вопрос к данной теме для закрепления знаний.

III. Подведение итогов урока и организация рефлексивной деятельности учащихся.

Учитель предлагает учащимся в рабочей тетради заполнить таблицу из трех граф. В графу «П» - «плюс» записывается все, что понравилось на уроке, информация и формы работы, которые вызвали положительные эмоции, и по мнению ученика, могут быть ему полезны для достижения каких-то целей. В графу «М» - «минус» записывается все, что не понравилось на уроке, показалось непонятным, или информация, которая по мнению, ученика, оказалась для него ненужной, бесполезной с точки зрения решения жизненных ситуаций. В графу «И» - «интересно» учащиеся вписывают все любопытные факты, о которых узнали на уроке, что бы еще хотелось узнать по данной проблеме, вопросы учителю.

Затем ученики сдают свои рабочие тетради. Учитель озвучивает некоторые результаты рефлексивной деятельности учащихся.

Домашнее задание.

§ 70-72, написать эссе по теме "Взаимные превращения жидкостей и газов". Тема эссе формулируется самостоятельно.

При оценивании будут учитываться:

  • Оригинальность названия и содержания эссе.

  • Научность содержания эссе.


Информационно-методические материалы к уроку

Приложение 1.

Материал к вопросу № 1.

Испарение.

Испарение-процесс превращения жидкости в пар.

Молекулы жидкости движутся беспорядочно. Чем выше температура жидкости, тем больше кинетическая энергия молекул. Среднее значение кинетической энергии молекул при заданной температуре имеет определенное значение. Но у каждой молекулы кинетическая энергия в данный момент может оказаться как меньшей, так и большей средней. В какой –то момент кинетическая энергия отдельных молекул может стать на столько большой, что они окажутся способными вылетать из жидкости, преодолев силы притяжения остальных молекул.

Скорость испарения зависит от:

  • температуры;

  • рода жидкости;

  • потоков воздуха над поверхностью жидкости;

  • площади поверхности.

Конденсация.

Виды конденсации

Соотношения для разных видов конденсации выведены на основе опытных данных, а также статистической физики и термодинамики.

Конденсация насыщенных паров

При наличии жидкой фазы вещества конденсация происходит при сколь угодно малых пересыщениях и очень быстро. В этом случае возникает подвижное равновесие между испаряющейся жидкостью и конденсирующимися парами. Уравнение Клапейрона—Клаузиуса определяет параметры этого равновесия — в частности, выделение тепла при конденсации, и охлаждение при испарении.

Конденсация перенасыщенного пара

Наличие перенасыщенного пара возможно в следующих случаях:

  • отсутствие жидкой или твёрдой фазы того же вещества.

  • отсутствие ядер конденсации — взвешенных в атмосфере твёрдых частиц или капелек жидкости, а также ионов (наиболее активные ядра конденсации).

  • конденсация в атмосфере другого газа — в этом случае скорость конденсации ограничена скоростью диффузии паров из газа к поверхности жидкости.

Прибор ядерной физики — камера Вильсона основана на явлении конденсации на ионах.

При отсутствии ядер конденсации пересыщение может достигать 800—1000 и более процентов. В этом случае конденсация начинается во флюктуациях плотности пара (точках случайного уплотнения вещества).

Конденсация ненасыщенного пара

Конденсация ненасыщенного пара возможна в присутствии порошкообразных или твёрдых пористых тел. Кривая (в данном случае вогнутая) поверхность изменяет равновесное давление и инициирует капиллярную конденсацию.

Конденсация в твёрдую фазу

Конденсация, минуя жидкую фазу, происходит через образование мелких кристалликов (десублимация). Это возможно в случае давления паров ниже давления в тройной точке при пониженной температуре

Насыщенный пар.

Насыщенный пар - это пар, находящийся в динамической равновесии со своей жидкостью.

Давление насыщенного пара-это давление пара, при котором жидкость находится в равновесии со своим паром.

Концентрация молекул насыщенного пара при постоянной температуре не зависит от объема.

Так как давление пропорционально концентрации молекул, следовательно, давление насыщенного пара не зависит от занимаемого им объема.

Давление насыщенного пара сильно зависит от температуры.

При некоторой определённой температуре — температуре кипения, зависящей от внешнего давления, парообразование начинается во всём объёме жидкости и при достаточном притоке тепла извне к телу продолжается до тех пор, пока вся жидкость не перейдет в пар.

Критической температурой называется максимальная температура, при которой пар еще может превратиться в жидкость.

Ненасыщенным называется такой пар, при сжатии которого не происходит его превращение в жидкость.

Зависимость давления насыщенного пара от температуры.

Состояние насыщенного пара приближенно описывается уравнением состояния идеального газа, а его давление определяется по формуле p(н.п.)= nkT.

Давление растет с ростом температуры. Так как давление насыщенного пара не зависит от объема, то оно зависит только от температуры.

Зависимость р от Т не является прямо пропорциональной, как у идеального газа при V=const.С увеличением температуры давление реального насыщенного пара растет быстрее , чем давление идеального газа.

Проведем изохоры идеального газа. При нагревании жидкостей в закрытом сосуде часть жидкости превращается в пар. В результате получаем, что давление насыщенного пара растет не только вследствие повышения температуры жидкости, но и вследствие увеличения концентрации молекул пара.

Главное различие в поведении идеального газа и насыщенного пара состоит в том, что при изменении температуры пара в закрытом сосуде меняется масса пара. Жидкость частично превращается в пар или пар частично конденсируется. С идеальным газом ничего такого не происходит.

Когда вся жидкость испарится, пар при дальнейшем нагревании перестанет быть насыщенным и его давление при постоянном объеме будет возрастать прямо пропорционально абсолютной температуре.

Кипение.

По мере увеличения температуры жидкости интенсивность испарения увеличивается. Наконец, жидкость начинает кипеть.

При кипении по всему объему жидкости образуются быстро растущие

пузырьки пара, которые всплывают на поверхность. Температура кипения жидкости остается постоянной. Это происходит потому, что вся подводимая к жидкости энергия расходуется на превращение ее в пар. При каких условиях начинается кипение?

В жидкости всегда присутствуют растворенные газы, выделяющиеся на дне и стенках сосуда, а также на взвешенных в жидкости пылинках, которые являются центрами парообразования. Пары жидкости, находящиеся внутри пузырьков, являются насыщенными. С увеличением температуры давление насыщенных паров возрастает и пузырьки увеличиваются в размерах. Под действием выталкивающей силы они всплывают вверх. Если верхние слои жидкости имеют более низкую температуру, то в этих слоях происходит конденсация пара в пузырьках. Давление стремительно падает, и пузырьки захлопываются. Захлопывание происходит настолько быстро, что стенки пузырька, сталкиваясь, производят нечто вроде взрыва. Множество таких микровзрывов создает характерный шум. Когда жидкость достаточно прогреется, пузырьки перестанут захлопываться и всплывут на поверхность. Жидкость закипит. Понаблюдайте внимательно за чайником на плите. Вы обнаружите, что перед закипанием он почти перестает шуметь.

Зависимость давления насыщенного пара от температуры объясняет, почему температура кипения жидкости зависит от давления на ее поверхность. Пузырек пара может расти, когда давление насыщенного пара внутри него немного превосходит давление в жидкости, которое складывается из давления воздуха на поверхность жидкости (внешнее давление) и гидростатического давления столба жидкости.

Обратим внимание на то, что испарение жидкости происходит при температурах, меньших температуры кипения, и только с поверхности жидкости, при кипении образование пара происходит по всему объему жидкости.

Кипение начинается при температуре, при которой давление насыщенного пара в пузырьках сравнивается с давлением в жидкости.

Чем больше внешнее давление, тем выше температура кипения. Так, в паровом котле при давлении, достигающем 1,6 * 10" Па, вода не кипит и при температуре 200 °С. В медицинских учреждениях в герметически закрытых сосудах — автоклавах кипение воды также происходит при повышенном давлении.

Поэтому температура кипения жидкости значительно выше 100 °С. Автоклавы применяют для стерилизации хирургических инструментов и др.

И наоборот, уменьшая внешнее давление, мы тем самым понижаем температуру кипения. Откачивая насосом воздух и пары воды из колбы, можно заставить воду кипеть при комнатной температуре. При подъеме в горы атмосферное давление уменьшается, поэтому уменьшается температура кипения. На высоте 7134 м (пик Ленина на Памире) давление приближенно равно 4 • 101 Па (300 мм рт. ст.). Вода кипит там примерно при 70 °С. Сварить мясо в этих условиях невозможно. У каждой жидкости своя температура кипения, которая зависит от давления ее насыщенного пара. Чем выше давление насыщенного пара, тем ниже температура кипения жидкости, так как при меньших температурах давление насыщенного пара становится равным атмосферному. Например, при температуре кипения 100 °С давление насыщенных паров воды равно 101 325 Па (760 мм рт. ст.), а паров ртути — всего лишь 117 Па (0,88 мм рт. ст.). Кипит ртуть при температуре 357 °С при нормальном давлении.

Жидкость закипает, когда давление ее насыщенного пара становится равно давлению внутри жидкости.

Материал к вопросу № 2.

Абсолютная влажность – плотность водяного пара в воздухе.

[ρ] =кг/м3

Относительная влажность – отношение парциального давления р водяного пара, содержащегося в воздухе при данной температуре, к давлению рн.п. насыщенного пара при той же температуре, выраженное в процентах.

φ= р/рн.п. ·100%

Психрометр.

Простейший психрометр состоит из двух независимых термодатчиков, один из которых используется как сухой термометр, а другой — как влажный. Влажный термодатчик обернут хлопчатобумажной тканью, которая обмакнута в сосуде с водой. Благодаря протекающему воздушному потоку и, вследствие этого, испарению, поверхность увлажнённого термодатчика охлаждается. Одновременно измеряется температура окружающего воздуха с помощью второго термодатчика (температура сухого термометра). Полученная таким образом разность температур является мерой находящейся в воздухе относительной влажности, которую можно показать с помощью микропроцессорного показывающего, регулирующего или регистрирующего прибора с соответствующими датчику входами. Для дополнительного измерения, например, комнатной температуры, в психрометр часто встраивают третий термометр.

Виды психрометров

Современные психрометры можно разделить на три категории: станционные, аспирационные и дистанционные. В станционных психрометрах термометры закреплены на специальном штативе в метеорологической будке. Основной недостаток станционных психрометров — зависимость показаний увлажнённого термометра от скорости воздушного потока в будке. В аспирационном психрометре термометры расположены в специальной оправе, защищающей их от повреждений и теплового воздействия прямых солнечных лучей, где обдуваются с помощью аспиратора (вентилятора) потоком исследуемого воздуха с постоянной скоростью около 2 м/сек. При положительной температуре воздуха аспирационный психрометр — наиболее надёжный прибор для измерения температуры и влажности воздуха. В дистанционных психрометрах используются термометры сопротивления, терморезисторы, термопары.

Гигрометр.

Действие волосяного гигрометра (от греческого слова hygros — влажный) основано на том, что обезжиренный человеческий волос в условиях большой влажности удлиняется, а при низкой влажности сокращается. Один из вариантов конструкции прибора показан на рисунке. Волос 1 прикреплен одним концом к раме 2. Свободный конец волоса перекинут через блок 3 со стрелкой 4. К концу волоса прицеплен груз 5, благодаря которому волос натянут и при изменении длины поворачивает блок со стрелкой на некоторый угол. Конец стрелки показывает относительную влажность по шкале 6.

Значение влажности

  • Поддержание температуры тела постоянной.

  • Метеорология.

  • Образование облаков.

  • Ткацкое производство.

  • Кондитерское производство.

  • Хранение произведений искусства и книг.

  • Сельское хозяйство.

  • Животноводство.

Пароочистители

Не так давно обширный "парк" бытовой техники, используемой для поддержания чистоты и порядка в доме, пополнился новыми приборами - пароочистителями (иногда их еще именуют парогенераторами). Название говорит само за себя: эти устройства способны производить пар путем нагрева воды в специальном резервуаре и с помощью особых насадок подавать на загрязненную поверхность в виде струи. Паром можно очень эффективно очищать самые разные материалы, здесь важно его свойство увлажнять и размягчать частицы грязи, проникая в незаметные для глаз зазоры между ними. С помощью такой струи удается ликвидировать самые стойкие, "намертво" присохшие куски грязи, причем без использования химических средств. Помимо этого, пар весьма эффективно уничтожает болезнетворные микроорганизмы. Используя пароочиститель, можно произвести локальную дезинфекцию сантехники, мебели, холодильной камеры и т. д.

Свойства сухого и влажного пара существенно различаются. Сухой пар способен проникать глубоко в ткань, прогревая ее и при этом не увлажняя. Вот почему он широко используется при влаготепловой обработке тканей и изделий из них - в парогладильных станках, утюгах, т. д. Влажный пар лучше смачивает обрабатываемую поверхность и чаще применяется в пароочистителях, которые используются для обработки загрязнений.

В бытовых пароочистителях используется пар, нагретый до температуры 130-140 °С. Его давление при этом составляет 2,6-3,5 атм. Чем выше эти показатели, тем лучше бактерицидные свойства пара и очищающие способности устройства.

Бытовые пароочистители устроены следующим образом. Пар "готовится" под давлением в прочном сосуде, который называют паровым котлом. Его емкость в разных моделях составляет от 0,25 до 2 л. Чем котел объемнее, тем дольше пароочиститель работает без "дозаправки", но и времени для разогрева ему требуется больше.

Нагрев воды производится с помощью спирали ТЭНа, которая вмонтирована в стенки емкости.

В зависимости от модели, мощность нагревателя может составлять 1300-2300 Вт, а время нагрева - в среднем 3-6 минут.

Пар подается на обрабатываемые поверхности с помощью всевозможных насадок. Они имеют самую разную конструкцию - это зависит от объекта чистки.

Одно из основных достоинств пароочистителей - возможность чистки поверхностей без использования химических средств.

К недостаткам описываемых приборов относятся затраты времени на подготовку к работе - доведение воды до кипения. В зависимости от модели, на это уходит от 15-20 секунд до 8-10 минут. И чем больше объем бака для воды, тем больше нужно времени.

Чтобы хоть как-то сократить время, затрачиваемое на подготовительные операции, используйте уже нагретую жидкость. Можно заливать неполный бак перед началом работы, это тоже ускорит нагрев. А вот пытаться чрезмерно наполнить бак водой не следует.

В этом случае пар поначалу получается слишком влажным, что приводит к сильному намоканию объекта чистки.

Польза паровой бани

  • Улучшение внешнего вида и самочувствия, снятие стресса и релаксация, удаление токсинов из тела , ускоренный обмен веществ , стимуляция сердца и сосудов , стимуляция кровеносных сосудов , очистка дыхательных путей, укрепление иммунной системы, удаление боли , арoматерапия

Вред паровой бани:

При незнании правил поведения в бане, возможны перегревы организма и получение ожогов.

Баня противопоказана людям со следующими заболеваниями сердца (миокардит, эндокардит, перикардит), при наличии злокачественных опухолей, эпилепсии, туберкулезе легких, после инфаркта миокарда, больным с признаками тахикардии. Запрещена баня больным с выраженным склерозом сосудов, при малокровии, больным болезнью Боткина, а также имеющим язвенную болезнь с признаками кровотечения.

Рекомендации:

  • Прежде чем войти в парильню, вымойтесь теплой водой с мылом, стараясь не замочить голову. Надев шерстяную шапочку, чтобы защитить голову от действия высокой температуры, войдите в парильню и посидите на нижнем полке 3—5 минут. Разогревшись, вернитесь в предбанник или раздевалку, отдохните 10—15 минут, накинув простыню, а потом снова идите в парильню (с веником или без него).

  • Теперь можете париться—сначала на нижнем полке. Привыкнув к жаркой атмосфере, постепенно при последующих посещениях поднимайтесь выше—на средний и верхний полки. Париться лучше лежа.

  • Необходимо соблюдать температурный режим (для парной – 45 град., для сауны – не более 90 град.)

Для здоровых людей – посещение 1 раз в 10 дней.

Приложение 2.


План работы на уроке.


Тема урока: Взаимные превращения жидкостей и газов.


Выступление 1 группы с вопросом «Какие физические процессы происходят в паровой бане?»

План выступлений.

  1. Испарение и конденсация.

  2. Насыщенный, ненасыщенный пар. Давление насыщенного пара.

  3. Зависимость давления насыщенного пара от температуры.

  4. Кипение.


Выступление 2 группы с вопросом «Что такое влажность и какое значение она имеет для человека?»

План выступлений.

  1. Водяной пар в атмосфере. Влажность.

  2. Психрометр.

  3. Гигрометр.

  4. Значение влажности.


Выступление 3 группы с вопросом «В каких областях жизни и техники наблюдаются рассмотренные процессы?»

План выступлений.

  1. Паровая баня.

  2. Пароочистители.


Инструкция для учащихся.

  • Регламент выступления каждой группы не более 15 минут.

  • После выступления каждой группы необходимо сделать вывод.

  • Во время выступления группы остальные учащиеся составляют конспект.

  • В конце урока конспект необходимо сдать.


Приложение 3.

Содержание слайдов

Слайд № 1: Тема: Взаимные превращения жидкостей и газов.

Слайд № 2: В России существует огромное количество приверженцев паровой бани. Они считают, что паровая баня дает здоровье. Однако официальная медицина утверждает, что паровая баня может быть опасна.

Так паровая баня приносит пользу или вред?

Слайд № 3: Вопросы:

Какие физические процессы происходят в паровой бане?

Что такое влажность и какое значение она имеет для человека?

В каких областях жизни и техники наблюдаются рассмотренные процессы?

Слайд № 4: Какие физические процессы происходят в паровой бане?

Слайд № 5: Испарение - это процесс превращения жидкости в пар. Испарением называют парообразование с поверхности жидкости которое происходит при любой t.

Конденсация - это процесс превращения жидкости в пар. Конденсация происходит с выделением энергии.

Слайд № 6: Скорость испарения зависит от:

  • температуры;

  • рода жидкости;

  • потоков воздуха над жидкостью;

  • площади поверхности.

Слайд № 7: Насыщенный пар, давление насыщенного пара, ненасыщенный пар.

  • Пар, находящийся в термодинамическом равновесии со своей жидкостью, называют насыщенным паром.

  • Давление пара, при котором жидкость находится в равновесии со своим паром, называют давлением насыщенного пара.

Если пар постепенно сжимают, а превращение его в жидкость не происходит, то такой пар называют ненасыщенным.

Максимальная температура, при которой пар ещё может превратиться в жидкость, называют критической температурой.

Слайд № 8: Виды конденсации:

Конденсация насыщенных паров;

Конденсация перенасыщенного пара;

Конденсация ненасыщенного пара;

Конденсация в твёрдую фазу.

Слайд № 9: Зависимость насыщенного пара от температуры.

  • Давление идеального газа зависит линейно от температуры, тогда как давление насыщенного пара растёт не только вследствие увеличения температуры, но и от увеличения концентрации молекул пара.

  • Давление насыщенного пара при постоянной температуре не зависит от занимаемого им объёма.

Слайд № 10: От чего зависит давление насыщенного пара?

Давление насыщенного пара зависит от температуры.

Давление насыщенного пара зависит от концентрации молекул.

Слайд № 11: Как зависит температура кипения от внешнего давления?

Слайд № 12: Кипение-это парообразование как с поверхности жидкости так и внутри неё.

Для каждой жидкости существует своя температура кипения.

Кипение начинается при температуре, при которой давление насыщенного пара в пузырьках сравнимо с давлением жидкости.

Слайд № 13: Влажность воздуха – это содержание водяного пара в воздухе.

Абсолютная влажность воздуха показывает, сколько граммов водяного пара содержится в воздухе объемом 1м3.

Относительной влажностью воздуха называют отношение абсолютной влажности воздуха к плотности насыщенного водяного пара при той температуре, выраженной в процентах:

  •   насыщ .100%

  • - абсолютная влажность

насыщ. – плотность насыщенного пара

Слайд № 14: ПСИХРОМЕТР (от греч. psychros—холодный и metron-мера), прибор для измерения абсолютной и относительной влажности воздуха.









Слайд № 15: Волосяной гигрометр

Гигрометр — прибор для измерения влажности воздуха.















Слайд № 16: Значение влажности воздуха

  • В музеях

  • В библиотеках

  • В аптеках

  • В метеорологии

  • В хранилищах произведений

  • искусств.

  • В кондитерском производстве.

  • В ткацком производстве

Слайд № 17: Рекомендации:

  • Прежде чем войти в парильню, вымойтесь теплой водой с мылом, стараясь не замочить голову. Надев шерстяную шапочку, чтобы защитить голову от действия высокой температуры, войдите в парильню и посидите на нижнем полке 3—5 минут. Разогревшись, вернитесь в предбанник или раздевалку, отдохните 10—15 минут, накинув простыню, а потом снова идите в парильню (с веником или без него).

  • Теперь можете париться—сначала на нижнем полке. Привыкнув к жаркой атмосфере, постепенно при последующих посещениях поднимайтесь выше—на средний и верхний полки. Париться лучше лежа.

  • Необходимо соблюдать температурный режим (для парной – 45 град., для сауны – не более 90 град.)

  • Для здоровых людей – посещение 1 раз в 10 дней.



Подайте заявку сейчас на любой интересующий Вас курс переподготовки, чтобы получить диплом со скидкой 50% уже осенью 2017 года.


Выберите специальность, которую Вы хотите получить:

Обучение проходит дистанционно на сайте проекта "Инфоурок".
По итогам обучения слушателям выдаются печатные дипломы установленного образца.

ПЕРЕЙТИ В КАТАЛОГ КУРСОВ

Краткое описание документа:

"Описание материала:

Данный урок является одним из самых интересных тем курса физики. Учащиеся любят разные превращения, им интересны практические работы, поэтому на данном уроке имеется возможность активизировать и мыслительную деятельность учащихся, и наглядно показать наяву данные превращения, и объяснить эти процессы по-научному.

Можно заранее дать учащимся занимательные вопросы, какие-нибудь практические задания по теме. Тогда урок пройдёт ещё интереснее и активнее. Чтобы ученик изучал предмет, в первую очередь, нужно его заинтересовать. Данный урок является как бы образцом такой деятельности учителя.
Автор
Дата добавления 12.03.2014
Раздел Физика
Подраздел Конспекты
Просмотров1688
Номер материала 34341031208
Получить свидетельство о публикации
Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх