План-конспект урока по физике на тему: "Кипение"

Тема урока: «Кипение».

Тип урока: изучение нового материала.

Цели урока:

Образовательные:

Продолжить изучение процесса парообразования, сформировать понятие о процессе кипения, как парообразования; научить учащихся объяснять процесс кипения на основе МКТ, выявить основные этапы кипения: запотевание сосуда, образование пузырьков, конвекционные потоки, шум, предшествующий кипению, постоянство температуры кипения в открытом сосуде, продемонстрировать зависимость температуры кипения от внешнего давления.

Развивающие:

Научить видеть вокруг физические явления и уметь их правильно объяснять, формировать интеллектуальные умения: анализировать, выделять главное, делать выводы, логического мышления.  

Воспитательные:

Расширять кругозор, формировать умение строить логическую цепочку рассуждений. Развивать интерес к предмету, формировать научное мировоззрение, проявлять самостоятельность в учебной работе и стремление к сотрудничеству.

Основные знания и умения:

Знать физическую сущность процесса парообразования, знать общие закономерности и принципиальные отличия в процессах испарения и кипения. Уметь объяснять зависимость температуры кипения от давления, постоянство температуры кипения.

Демонстрации: кипение воды, кипение воды при низком давлении.

Методы обучения: словесный, практический, наглядный.

Необходимое оборудование: учебник физики для 8класса (авт. Перышкин А.В.), Сборник задач по физике. 7-9 кл (В.И.Лукашик, Е.В.Иванова.), штатив, колба, сделанная из жаропрочного стекла, пробирка, горелка, вакуумный насос.

Ход урока.

1.    Организационный момент.

2.      Актуализация знаний.

3.    Домашнее задание

4.    Объяснение нового материала.

5.    Закрепление и подведение итогов урока.

Организационный момент.

Актуализация знаний.

Учитель задает вопросы учащимся:

1.      Что называется парообразованием?

2.      Какой способ парообразования вы знаете?

3.      Какое явление называется испарением?

4.      Объясните механизм испарения с молекулярной точки зрения.

5.      Есть ли у веществ фиксированная температура, при которой начинается испарение?

6.      От чего зависит скорость испарения жидкости?

Итак, сегодня мы познакомимся с Вами со вторым способом парообразовании, который называется кипение.

Домашнее задание:

параграф 18, задачи по Лукашику № 1101,1103,1106

Объяснение нового материала.

Запишем определение:

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

Хотелось бы отметить, что процесс испарения происходит при любой температуре, а у кипения есть определенная температура, и для каждого вещества она своя!!!

Температура, при которой жидкость кипит, называется температурой кипения.

(Работа с таблицей 5 учебника стр. 45).

–Зависеть ли температура кипения жидкости, от каких ни будь факторов? 

Ответ: от давления.

·         На самой высокой горе Джомолунгме (Гималаи) на высоте 8848 м вода кипит при температуре 70 С.

·         В кастрюле скороварке температура кипения – равна 120 С при давлении 200 кПа.

Что из себя представляет кастрюля-скороварка?

Учитель: Приготовление пищи в скороварке имеет массу преимуществ по сравнению с обычными способами варки в обычной кастрюле. Процесс приготовления пищи происходит при температуре 120 С и время приготовления значительно сокращается. Каким образом температуру кипения удается повысить до 120 С?

 

Промышленное название данного устройства – автоклав (широко применяется при стерилизации медицинских инструментов, при консервировании )

Рассмотрим механизм кипения.

(Демонстрация процесса кипения воды в колбе, для фиксирования наблюдаемых процессов во время эксперимента в колбе с водой должен находиться термометр)

1.      Набирается водопроводная вода в колбу и ставится на горелку. При температуре порядка 20⁰С ярко выражено запотевание стенках колбы.

Рисунок 1

2.      Процесс образования пузырьков пара. Они начинают появляться задолго до кипения. При нагревании воды, растворенный в ней газ расширяется и пузырьки увеличиваются. В эти пузырьки испаряется вода. Пузырек, наполненный паром, при достаточно высокой температуре начинает раздуваться.

Рисунок 2

Почему пузырьки поднимаются вверх?

 

Рисунок 3

Достигнув определенных размеров, пузырек отрывается от дна, поднимается к поверхности воды и лопается. При этом пар покидает жидкость. Если вода прогрета недостаточно, то пузырек пара, поднимаясь в холодные слои, «схлопывается». Слышен шум.

На воздушный пузырек на дне сосуда действует подъемная сила:

Fпод = Fархимеда - Fтяжести

3.      Яркое проявление конвекционных потоков. Благодаря этому явлению прогревание жидкости происходит равномерно по всему объему.

Рисунок 4

4.      Процесс интенсивного кипения

Рисунок 5

Рассмотрим график процесса нагревания и кипения жидкости. Горизонтальный участок графика свидетельствует, что при кипении температура не изменяется.

Рисунок 6
Почему при кипении температура жидкости не изменяется?

Вся энергия расходуется на интенсивное парообразование. Если к жидкости не подводится энергия, то кипение прекращается. Испаряющаяся жидкость быстро остывает.

С ростом давления увеличивается температура кипения жидкости и наоборот. Давление воздуха уменьшается с увеличением высоты. Значит, температура кипения жидкости с увеличением высоты уменьшается.

(Демонстрация процесса кипения воды в колбе, с понижением давления)

Рисунок 7

Рисунок 8
В ходе данного эксперимента совместно с учащимися устанавливается причина возникновения процесса кипения в колбе, которую сняли с горелки, при температуре ниже температуре кипения.

(Демонстрация процесса кипения водопроводной воды, с понижением давления)

Закрепление и подведение итогов урока.

Итак, теперь вы знаете два способа парообразования: испарение и кипение. Кто скажет, чем отличаются эти процессы?

Ученик: Испарение происходит с поверхности жидкости, а кипение по всему объему жидкости.

Ученик: Испарение происходит при любой температуре, а кипение – при определенной температуре. У каждой жидкости своя температура кипения.

Ученик: При испарении температура жидкости уменьшается, а при кипении не изменяется.

Учитель: Как вы думаете, где кипящая вода горячее: на уровне моря, на вершине горы или в глубокой шахте?

Ученик: Я думаю, вода будет горячее в глубокой шахте, так как атмосферное давление на глубине будет выше, следовательно, вода будет кипеть при более высокой температуре.