Открытый урок по физике в 8 классе "Кипение"

Тема урока: «Кипение»

Цель урока: сформировать понятие кипения, как парообразования, выявить и объяснить особенности кипения.

Задачи:

Образовательные: рассмотреть процесс кипения и его особенности; формировать умения применять основные положения МКТ при объяснении физических явлений.

Развивающие: развивать интеллектуальные умения (анализировать, выделять главное в изучаемом материале, делать выводы), самостоятельность, познавательный интерес.

Воспитательные: создать условия для положительной мотивации при изучении физики; содействовать формированию основных мировоззренческих идей: познаваемость мира и его закономерностей; причинно-следственные связи явлений; воспитывать чувство уважения к собеседнику, индивидуальную культуру общения.

Вид урока: комбинированный.

Тип урока: изучение нового материала.

Оборудование: спиртовка, колба с водой, термометр для измерения температуры жидкости, штатив, компьютер и мультимедийный проектор, презентация, видео-демонстрации.

Ход урока

I. Организационный момент

Учитель: Здравствуйте, ребята! Я рада приветствовать вас на уроке. И вы поприветствуйте друг друга. Поздоровайтесь как: европейцы – пожмите друг другу руки, японцы – покланяйтесь друг другу, казахи – обнимитесь, хлопая друг друга по спине. Сегодня мы продолжим открывать страницы в познании окружающего нас мира. Готовы? Тогда приступим…

II. Актуализация опорных знаний

Учитель: Чтобы узнать тему сегодняшнего урока. Мы должны будем все вместе разгадать кроссворд. Ключевое слово и будет – тема урока.

к

о

н

д

е

н

с

а

ц

и

я

д

и

н

а

м

и

ч

е

с

к

о

е

п

р

и

т

я

ж

е

н

и

я

н

е

н

а

с

ы

щ

е

н

н

ы

й

п

а

р

о

о

б

р

а

з

р

в

а

н

и

е

и

с

п

а

р

е

н

и

е

н

а

с

ы

щ

е

н

н

ы

й

1. Явление превращения пара в жидкость.

2.

3. Силы, которые должны преодолеть «быстрые» молекулы, оказавшиеся у поверхности жидкости.

4. Пар, не находящийся в состоянии равновесия со своей жидкостью.

5. Явление превращения жидкости в пар.

6. Парообразование, происходящее с поверхности жидкости.

7. Пар, находящийся в динамическом равновесии со своей жидкостью.

Тема урока – “Кипение.

III. Изучение нового материала

Учитель: Обратите, пожалуйста, внимание на эпиграф:

“Существуют явления, на которые никогда не надоедает смотреть. Кипение воды - наслаждение зрелищем воды и огня, таинством их взаимодействия. Эта изменчивая картина завораживает. Закипая, чайник начинает разговаривать”. Таллина Адамовская

Сегодня мы с вами на уроке посмотрим на этот процесс с физической точки зрения и постараемся найти ответы на множество загадок, сопровождающих это явление.

Цель урока: сформировать понятие кипения, как парообразования, выявить и объяснить особенности кипения.

Учитель: Попробуем открыть тайну кипения воды.  Проведем экспериментальное исследование. Очень удобно показать зарождение этого процесса при нагревании колбы с водой.

1 этап - Этап образования пузырьков

Учитель: Что вы сейчас наблюдаете?

Ученик: На дне и стенках сосуда появились пузырьки воздуха.

Учитель: Почему пузырьки воздуха появляются на дне и стенках сосуда?

Ученик: В воде всегда есть растворенный воздух. При нагревании пузырьки воздуха расширяются и становятся видимыми.

Учитель: Почему пузырьки воздуха начинают увеличиваться в объеме?

Ученик: Потому что вода начинает испаряться внутрь этих пузырьков.

Учитель: Какие силы действуют на пузырьки?

Ученик: Сила тяжести и Архимедова сила.

Учитель: Какое направление они имеют?

Ученик: Сила тяжести направлена вниз, а Архимедова – вверх.

Учитель: Когда пузырьки смогут оторваться от дна и стенок сосуда и начать свое движение вверх?

Ученик: Пузырьки отрываются, когда Архимедова сила станет больше силы тяжести.

2 этап – Этап появления шума

Учитель: Произведем измерение температуры воды. Сейчас вы слышите характерный шум. Поясним это явление. При достаточно большом объеме пузырька он под действием Архимедовой силы начинает подниматься вверх. Так как жидкость прогревается способом конвекции, то температура нижних слоев больше температуры верхних слоев воды. Когда пузырек попадает в верхний менее прогретый слой воды, водяной пар внутри него будет конденсироваться, а объем пузырька уменьшаться. Пузырек будет захлопываться. Связанный с этим процессом шум мы слышим перед кипением. При определенной температуре, то есть когда в результате конвекции прогреется вся жидкость, с приближением к поверхности объем пузырьков резко возрастает, так как давление внутри пузырька станет равным внешнему давлению (атмосферы и столба жидкости). На поверхности пузырьки лопаются, и над жидкостью образуется много пара. Вода кипит.

Сейчас мы измерим температуру кипящей воды. Вода кипит при температуре 100^oС.

3 этап – Этап кипения воды

Учитель: Что происходит при дальнейшем нагревании воды?

Учащиеся: Постепенно вся вода нагревается настолько, что пузырьки перестают захлопываться, т.к. давление внутри пузырьков становится больше внешнего. Пузырьки начинают всплывать. С этого момента шум становится тише. Достигнув поверхности воды, пузырек лопается, и пар из него уходит в воздух. Мы видим, что вода кипит!

Учитель: Какую температуру фиксирует термометр?

Учащиеся: Температура кипения воды 100ºС.

Учитель: Что образуется над колбой?

Учащиеся: Над колбой происходит интенсивное образование пара над поверхностью и в пузырьках.

Учитель: обобщим результаты исследований. Что же такое кипение?

Учащиеся: это процесс перехода жидкости в пар.

Учитель: известный вам процесс испарения – это тоже переход жидкости в пар. Чем же отличается процесс кипения от испарения?

Учащиеся делают вывод: Испарение происходит при любой температуре. Во время кипения температура жидкости не меняется. Парообразование происходит по всему объему.

Учитель: Действительно. И это легко понять: все количество теплоты от горелки уходит на поддержание внутренней энергии кипящей жидкости, ведь воздушные пузырьки с паром уносят значительную энергию при отрыве от поверхности жидкости, тем самым, ее охлаждая. Если нагревание прекратить, то вода перестанет кипеть, а температура начнет падать. Поэтому, например, при варке пищи нужно уменьшать огонь после того, как вода закипит. Это дает экономию топлива, а температура воды все равно сохраняется постоянной во все время кипения.

Учитель: Итак, мы пришли к пониманию того, что такое кипение.

Ученик: Кипение – это парообразование, которое происходит в объеме всей жидкости при определенной температуре.

Учитель: Запишем определение кипения.

Учитель: Какая температура называется температурой кипения?

Ученик: Температура, при которой жидкость кипит, называется температурой кипения.

Учитель: Как вы считаете, будет ли меняться температура в процессе кипения?

Ученик: Нет, она не будет меняться.

Учитель: Температура не меняется. Но спиртовка продолжает работать и отдавать энергию. На что же расходуется эта энергия, если дальнейшего роста температуры нет?

Ученик: Она расходуется на образование пузырьков пара.

Учитель: Температура кипения - табличная величина.

Обратимся к таблице на странице 45. Найдите температуру кипения воды.

Ученик: Температура кипения воды 100^oС.

Учитель: Какая жидкость имеет такую же температуру кипения?

Ученик: Молоко.

Учитель: Какую температуру кипения имеют эфир и спирт?

Ученик: Эфир кипит при 35^oС, спирт – при 78^oС.

Учитель: Некоторые вещества, которые при обычных условиях являются газами, при достаточном охлаждении превращаются в жидкости, кипящие при очень низкой температуре. Какие из этих веществ есть в таблице?

Ученик: Это водород и кислород. Жидкий водород кипит при -253^oС, а кислород – при -183^oС.

Учитель: Сейчас мы посмотрим видеоролик “Кипение азота” .

Учитель: В таблице есть несколько веществ, которые в обычных условиях твердые. Если их расплавить, то в жидком состоянии они будут кипеть при очень высокой температуре. Приведите примеры.

Ученик: Например, жидкая медь кипит при 2567^oС, а железо – при 2750^oС.

Учитель: Обратили ли вы внимание на информацию, указанную в скобках заголовка этой таблицы? Обратите внимание на название таблицы. Прочитайте вслух.

Ученик: Температура кипения некоторых веществ при нормальном атмосферном давлении.

Учитель: Как вы думаете, зачем указано это условие?

Ученик: Потому что температура кипения зависит от внешнего давления.

Учитель: Исследуем зависимость температуры кипения от внешнего давления.

Учитель: Давайте вспомним, как меняется атмосферное давление с увеличением высоты над уровнем моря?

Ученик: Атмосферное давление уменьшается.

Учитель: Как изменится температура кипения воды при подъеме в гору?

Ученик: Она уменьшится.

Учитель: Совершенно верно. Например, на самой высокой горе Джомолунгме в Гималаях, высота которой 8848 м, вода будет кипеть при температуре около 70^o С. Сварить, например, мясо в таком кипятке просто невозможно.

Демонстрация: колбу с кипящей жидкостью снимем со спиртовки и закроем ее пробкой с вставленной в нее грушей.

Учитель: При нажатии на грушу кипение в колбе прекращается. Почему?

Ученик: При нажатии на грушу мы увеличили давление в колбе, и условие кипения нарушилось.

Учитель: Таким образом, мы показали, что с увеличением давления температура кипения увеличивается. Многие хозяйки используют для приготовления пищи кастрюлю – скороварку, которая имеет массу преимуществ по сравнению с обычными кастрюлями. Процесс приготовления пищи в скороварке происходит при температуре 120^o С и давлении 200кПа, поэтому время приготовления значительно сокращается.

Учитель: Какой вывод можно сделать из опытов?

Ученик: Температура кипения жидкости зависит от рода от рода жидкости; от внешнего давления.

IV. Физкультминутка

Учитель: Прежде, чем приступить к решению задач, проведем физкультминутку, упражнения которой связаны с физическими величинами.

·                     давление – приподнимаются на стуле на руках

·                     сила – руки сгибают в локтях, демонстрируя свои мышцы («силачи»)

·                     время – смотрят на руку, сгибая её в локте, имитируя движение, когда смотрят на часы, надетые на руку;

·                     высота – руки вверх;

·                     длина, путь – руки в сторону;

·                     температура – потирание рук;

·                     объём – разводят руки в сторону, показывая объём шара;

·                     масса – поднимают руки вверх, имитируя движение при поднятии штанги;

·                     плотность – показывают подряд два упражнения, связанных с массой и объёмом;

·                     скорость – имитируют бег.

V. Закрепление материала

Учитель: Итак, теперь вы знаете два способа парообразования: испарение и кипение. 

Я предлагаю сравнить процессы испарения и кипения с последующей взаимопроверкой.

(Учащиеся проверяют работы друг друга: если правильно – ставят «+», если нет «-»).

Задание: заполни второй столбик.

А теперь сравним процессы испарения и кипения.                                                            

- В чем сходство процессов?                                                                                                                       

- Где происходит парообразование?                                                                                                           

 -При какой температуре происходит парообразование?                                                                          

 -Что происходит с температурой жидкости при испарении и кипении?

- От чего зависит скорость протекания процессов испарения и кипения?

Испарение	Кипение
Процесс парообразования	Процесс парообразования
Парообразование происходит с поверхности жидкости	Парообразование происходит по всему объему жидкости
Происходит при любой температуре	Происходит при температуре кипения
Температура понижается	Температура не изменяется
Рода жидкости, температуры жидкости, площади свободной  поверхности жидкости, наличия ветра	Рода жидкости, внешнего давления

V. Домашнее задание

§18, ответить на вопросы после параграфа.

Дополнительное задание: найти загадки, стихотворения, связанные с процессом парообразования.

VI. Рефлексия

Учитель: в ходе нашего урока вы показали себя наблюдательными экспериментаторами. Наш урок подошёл к концу.

 Я предлагаю дать оценку своей учебной деятельности на уроке, для этого вы должны закончить одну из фраз:

• Сегодня я узнал…

• Было интересно…

• Было трудно…

• Я понял, что…

• Я научился…

• Меня удивило…

• Мне захотелось...

В заключение поставьте любой знак рядом со ступенькой, наиболее точно, по – вашему мнению, отражающую степень вашего понимания материала урока.

	Не понял
	Немного понял
	Понял
	Хорошо понял
	Отлично понял

Учитель: Спасибо, ребята, за совместную работу. До встречи!

Таблица сравнения процессов

- В чем сходство процессов?                                                                                                                       

- Где происходит парообразование?                                                                                                            

 -При какой температуре происходит парообразование?                                                                         

 -Что происходит с температурой жидкости при испарении и кипении?

- От чего зависит скорость протекания процессов испарения и кипения?

Испарение	Кипение
Процесс парообразования	Процесс парообразования
Парообразование происходит с поверхности жидкости	Парообразование происходит по всему объему жидкости
Происходит при любой температуре	Происходит при температуре кипения
Температура понижается	Температура не изменяется
Рода жидкости, температуры жидкости, площади свободной  поверхности жидкости, наличия ветра	Рода жидкости, внешнего давления

 Оценка: ___________

• 1 слайд

  УГАДАЙ ТЕМУ УРОКА
  1. Явление превращения пара в жидкость.
  2. Равновесие, при котором число молекул, вылетающих из жидкости равно числу молекул , возвратившихся обратно в жидкость.
  3. Силы, которые должны преодолеть «быстрые» молекулы, оказавшиеся у поверхности жидкости.
  4. Пар, не находящийся в состоянии равновесия со своей жидкостью.
  5. Явление превращения жидкости в пар.
  6. Парообразование, происходящее с поверхности жидкости.
  7. Пар, находящийся в динамическом равновесии со своей жидкостью.
  

• 2 слайд

  Кипение
  10.11.18
  

• 3 слайд

  «Существуют явления, на которые никогда не надоедает смотреть. Кипение воды – наслаждение зрелищем воды и огня, таинством их взаимодействия. Эта изменчивая картина завораживает. Закипая, чайник начинает разговаривать»
  Таллина Адамовская
  

• 4 слайд

  Цель урока:
  сформировать понятие кипения, как парообразования, выявить и объяснить особенности кипения.
  

• 5 слайд

  На дне и стенках сосуда появляются пузырьки воздуха.
  1 этап - Этап образования пузырьков
  

• 6 слайд

  пузырек всплывает
  

• 7 слайд

  Всплывая, пузырьки попадают в более холодный слой жидкости и водяной пар в пузырьках конденсируется. Пузырьки схлопываются. В результате слышен характерный шум.
  2 этап - Этап появления шума
  

• 8 слайд

  3 этап - Этап кипения воды
  

• 9 слайд

  Кипение
  FA
  – это интенсивный переход жидкости в пар, происходящий с образованием пузырьков пара по всему объему жидкости при определенной температуре.
  Q
  

• 10 слайд

  Температура жидкости во время кипения остается постоянной
  

• 11 слайд

  Температура кипения некоторых веществ,
  (при нормальном атмосферном давлении)
  Алюминий 246
  Вода 100
  Водород -253
  Воздух -193
  Гелий -269
  Железо 3200
  Золото 2947
  Кислород -183
  Медь 2567
  Молоко 100
  Олово 2300
  Ртуть 357
  Свинец 1600
  Спирт 78
  Цинк 906
  Эфир 35
  

• 12 слайд

• 13 слайд

  Температура кипения некоторых веществ,
  (при нормальном атмосферном давлении)
  Алюминий 246
  Вода 100
  Водород -253
  Воздух -193
  Гелий -269
  Железо 3200
  Золото 2947
  Кислород -183
  Медь 2567
  Молоко 100
  Олово 2300
  Ртуть 357
  Свинец 1600
  Спирт 78
  Цинк 906
  Эфир 35
  

• 14 слайд

• 15 слайд

  С уменьшением давления уменьшается температура кипения жидкости и наоборот.
  
  Высота, м
  0
  500
  1000
  1500
  2000
  2500
  3000
  3500
  4000
  4500
  5000
  Температура кипения воды, 
  100
  98,3
  96,7
  95,0
  93,3
  91,7
  90,0
  88,3
  86,7
  85,0
  83,3
  

• 16 слайд

  Кастрюля - скороварка
  Процесс приготовления пищи происходит при температуре 120⁰ С и давлении 200 кПа
  

• 17 слайд

  В двух одинаковых чайниках, поставленных на одинаковые горелки, кипит вода.
  У одного из них крышка часто подпрыгивает, а у другого неподвижна. Почему?
  Занимательная задача
  

• 18 слайд

  Крышка неподвижна у того чайника, в котором меньше воды и пар, образовавшийся над поверхностью кипятка, уходит через носик чайника. В другом чайнике воды больше и пар накапливается между поверхностью воды и крышкой. При достаточном давлении пара крышка поднимается и из чайника выходит порция пара – крышка подпрыгивает.
  

• 19 слайд

  «Когда темный от влаги паркет несколько подсох и все зеркала покрылись банным налетом и звонки прекратились, Филипп Филиппович в сафьяновых красных туфлях стоял в передней» (М. А. Булгаков. Собачье сердце.)
  Какие процессы описаны автором?
  Задача для
  любителей литературы
  Испарение и конденсация
  

• 20 слайд

  Есть один полярный остров,
  Он внутри, как самовар,
  Там из расщелин в скалах острых
  Со свистом вылетает пар.
  И в тот не сунешься поток: Водичка словно кипяток. 
  Загадка
  

• 21 слайд

• 22 слайд

  Задача - сказка
  

• 23 слайд

  Жил-был царь. У него было три дочери: старшая, средняя и младшая. Младшая была самая красивая, самая любимая. Царь был стар и умен. Он давно издал указ, по которому первая дочь, выходящая замуж получит пол - царства. Зная указ, средняя и старшая дочери очень хотели замуж, и часто из-за этого ссорились. Младшая дочь замуж не собиралась. Чтобы разрешить все вопросы с замужеством и уладить ссоры, царь предложил провести такое соревнование.
  Он поставил на стол три чайника. Они были совершенно одинаковы, как по внешнему виду, так и по вместимости. Царь налил в каждый чайник равное количество воды из ведра.
  

• 24 слайд

  «Мои любимые дочери, - начал свою речь царь, - сейчас каждая из вас возьмет по чайнику и отправиться вместе со мной на кухню. Там вы поставите чайники на плиту и дождетесь, пока они закипят. Та дочь, у которой закипит чайник раньше, выйдет замуж первой».
  Старшая и средняя дочери очень хотели, чтоб их чайники закипели быстрее, и часто поднимали крышки чайников, проверяя, не кипит ли в них вода. Младшая дочь замуж не хотела и в чайник не заглядывала!
  У кого вода в чайнике закипела раньше?
  

• 25 слайд

  «Удивительная» задача
  «Молоко легко закипает через край – к ненастью!»
  Падение атмосферного давления, сопровождающее ухудшение погоды, является причиной того, что молоко быстрее «убегает».
  

• 26 слайд

  Таблица сравнения процессов
  В чем сходство процессов?
  Где происходит парообразование?
  При какой температуре происходит парообразование?
  Что происходит с температурой жидкости при испарении и кипении?
  От чего зависит скорость протекания процессов испарения и кипения?
  

• 27 слайд

  Домашнее задание
  §18 прочитать и ответить на вопросы после параграфа,
  Дополнительное задание:
  найти загадки, стихотворения, связанные с процессом парообразования.
  

• 28 слайд

  Закончить одну из фраз:
  
  • Сегодня я узнал…
  • Было интересно…
  • Было трудно…
  • Я понял, что…
  • Я научился…
  • Меня удивило…
  • Мне захотелось...
  

• 29 слайд

• 30 слайд

  Спасибо, ребята, за совместную работу.
  
  До встречи!