Конспект урока по физике в 8 классе по теме «Кипение» учитель физики: Павлова Любовь Алексеевна
Рейтинг:
/ 2
Продолжительность урока – 45 минут.
Номер урока в данной теме: 4 урок по теме «Агрегатные состояния вещества».
Цели и задачи урока:
Образовательный аспект:
- создать условия для выявления основных особенностей кипения: образование пузырьков, шум, предшествующий кипению, постоянство температуры кипения и зависимости температуры кипения от внешнего давления.
- продолжить формировать интерес к научным знаниям, развивать умения применять знания для объяснения процесса кипения, видеть и раскрывать взаимосвязь между изученным теоретическим материалом и явлениями в жизни
Развивающие:
- формирование представления о процессе научного познания, формирование умений соотносить результаты эксперимента с теоретическими знаниями;
- формирование умения работать с информацией.
Воспитательные:
- формирование мировоззренческих представлений учащихся о влиянии условий на характер протекания физических процессов; развитие познавательного интереса учащихся и их творческих способностей; развитие их ценностных ориентаций – осознание практической ценности знаний, их значимости в современной жизни; развитие умения планировать и регулировать свои действия в соответствии с поставленной задачей, ·развитие умения формулировать собственное мнение и отстаивать свою позицию.
Тип урока: Изучения нового материала и первичного закрепления знаний.
Формы и методы работы на уроке, используемые технологии (элементы технологий):
Использование элементов технологии критического мышления. Приёмы критического мышления: кластер, пометки на полях, «толстые» и «тонкие» вопросы, синквейн. Стадии – вызов, осмысление, рефлексия.
Оборудование: Лаборатория L-микро, 2 штатива с муфтой, лапкой и кольцом, колба с водой, спиртовка, термометр, чайник, компьютер, проектор для демонстрации презентации к уроку.
Ожидаемый результат: углубление знаний учащихся о процессе кипения и его закономерностях; развитие творческого мышления, приобретение исследовательских навыков; формирование интереса к физике, самостоятельности и коммуникативных умений учащихся.
Ход урока:
- 1. Стадия вызова (10 минут).
Учитель: Сегодняшняя жизнь ставит человека перед необходимостью выбора: выбора целей, путей и способов их достижения. Я предлагаю вам окунуться в мир, который позволил бы вам самоопределиться. Итак, есть человек и есть два пути, по которым можно идти. Первый – это путь творца-созидателя, и второй – путь исполнителя, пусть даже добросовестного, но, тем не менее, человека, строго следующего в своей деятельности инструкциям, правилам, не проявляющим никакой инициативы. Какой путь окажется более приемлемым для вас, наиболее интересным, покажет сегодняшний урок. Для начала предлагаю вам посмотреть на завораживающую картину. (Демонстрация кипящего чайника)
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)
Учитель: Каждому из вас ежедневно приходится иметь дело с обычным физическим процессом: кипятить воду. А знаете ли вы, какова температура кипения воды? (предполагаемый отв. — 1000С)
Я приведу примеры, ставящие под сомнение ваши ответы.
1) В романе Жюля Верна «Дети капитана Гранта» путешественники на перевале в Андах обнаружили, что термометр, опущенный в закипевшую воду, показал всего лишь 87º С. 2) Другой пример: медицинские инструменты с целью уничтожения микробов стерилизуют в специальных автоклавах, поскольку многие микробы и бактерии погибают при температуре 2000С и более. 3) Из инструкции кастрюли-скороварки: Температура кипения воды - 120 °С. Скороварка позволяет быстро готовить мясо, свеклу, горох, фасоль и т. п. Блюда, сваренные в ней, отличаются особым насыщенным вкусом. А благодаря ускоренному приготовлению в продуктах сохраняется максимальное количество витаминов и полезных веществ.
Вопрос: Как вы считаете, можно ли из этих примеров сделать вывод, что температура кипения воды только 1000 С? (предполагаемый ответ - температура кипения воды может быть разной).
Я предлагаю вам в течение урока увидеть необычное в обычном процессе кипения. Именно это необычное вызывает у человека вопросы: что это такое, почему это происходит? Естественное любопытство, заложенное в нас самой природой, «инстинкт непрерывного поиска, инстинкт уменьшения неизвестного» побуждают сделать предположение о сущности явления и причинах его происхождения. В нашем случае какие вопросы возникают у вас? (предполагаемый ответ: Что собой представляет этот интересный процесс кипения? Как его объяснить с точки зрения молекулярно-кинетической теории?)
Для этого попытаемся сначала на основе имеющихся знаний дать определение: что такое кипение? А затем описать увиденный процесс с помощью приёма «Кластер». В центре листа напишите слово: Кипение. Работа в парах.
1) Вокруг запишите все то, что знаете по поводу данной темы (модель «хаос»).
2) По мере записи появившиеся слова соединяются прямыми линиями с ключевым понятием. У каждого из «спутников» в свою очередь тоже появляются «спутники», устанавливаются новые логические связи. В итоге получается структура, которая графически отображает ваши размышления, определяет информационное поле данной темы.
Далее учитель выступает в качестве ведущего, помогающего классу составить общий кластер на доске.
Стадия осмысления. (20 минут)
Наблюдение процесса кипения воды.
Мы сегодня с вами пронаблюдаем за процессом кипения и попробуем открыть тайну кипения воды.
Слайд 3. Опыт: Наливаем в колбу воду и начинаем нагревать. Сначала измерим температуру воды в колбе. Запишите в тетрадь t1= 25ºС. Постоянно измеряем температуру.
Учитель: Мы видим, что вода нагревается и поднимается вверх. Почему?
Предполагаемый ответ: Плотность горячей воды меньше, чем холодной, поэтому вследствие конвекции потоки теплой жидкости поднимаются вверх.
Учитель: При дальнейшем повышении температуры в воде, что мы видим?
Предполагаемый ответ: В воде образуются пузырьки воздуха.
Учитель: Откуда появляются эти пузырьки?Откуда в воде воздух?
Предполагаемый ответ: В воде всегда растворен воздух.
Учитель: Пузырьки чаще всего зарождаются на неоднородностях и микротрещинках поверхности. Характерные их размеры до закипания чайника порядка 1мм (при кипении они значительно возрастают и могут доходить до 1см).
Слушаем шум. Почему образовался шум? (вопрос записывается в тетрадь)
Учитель: Вода продолжает прогреваться. Размеры пузырьков увеличиваются. Пузырьки всплывают. Вода закипает. Термометр показывает 100ºС, значит температура кипения воды 100ºС. Запишите в тетрадь tºкип.=100ºС. Что образуется над чайником?
Предполагаемый ответ: Интенсивно образуется пар.
Учитель: А теперь давайте разделимся на четыре группы и каждая группа выполнит соответствующие задания.
Прием «Кубик»: учитель бросает кубик над каждым столом и таким образом определяется, в каком ракурсе будет группа осмыслять тему занятия.
Задание для первой группы: Проанализируйте процесс кипения, ответив на вопросы:
1) Когда в сосуде мы заметим появление многочисленных пузырьков воздуха?
2) Как изменяются размеры и число пузырьков в воде при дальнейшем повышении её температуры?
3) Что содержат в себе пузырьки?
4)Чем можно объяснить рост пузырьков?
5) Почему пузырьки всплывают на поверхность воды? Что мы наблюдаем в этот момент?
6) Что происходит с пузырьками на поверхности?
7) Чем объясняется появление шума, предшествующего кипению?
Для выполнения задания учащимся надо прочитать параграф 18 учебника.
Предполагаемый отчёт: Объяснение появления шума, предшествующего кипению.
Образовался пузырек, его окружает вода. При нагревании вода начинает испаряться, и водяной пар попадает в пузырек. Пузырек заполняется водяным паром, расширяется и под действием силы Архимеда поднимается вверх, попадая в верхние, еще не достаточно прогретые слои воды. Заполняющий пузырек насыщенный пар при этом охлаждается, его давление падает и уже не может компенсировать внешнего давления на пузырек со стороны воды. В результате пузырек быстро лопается или просто сильно сжимается. Лопание одновременно большого числа таких пузырьков, гибнущих в верхних слоях воды, воспринимается как шум.
Задание для второй группы: Опишите процесс кипения:
1)Дайте определение процесса
2)При каких условиях протекает процесс кипения
3)Одинаково ли протекает процесс кипения у различных веществ.
Для выполнения задания учащимся надо прочитать параграф 18 учебника.
Задание для третьей группы:
Пронаблюдайте процесс кипения на опыте. Можно ли вскипятить воду в бумажной коробочке? (в спичечном коробке)Почему не горит бумага?
Для выполнения задания учащимся надо проделать опыт.
Предполагаемый отчёт: Пока вода кипит, температура бумаги не поднимается выше 100 0С, а бумага при такой температуре еще не загорается. Кипящая вода отнимает у нее лишнее тепло.
Задание для четвёртой группы:
Ж.Верн «Дети капитана Гранта». Путешественники на перевале в Андах развели костер.«… Вода здесь закипит не при 100 градусах, а раньше…»Майор «оказался прав: термометр, опущенный в закипевшую воду, показал всего лишь восемьдесят семь градусов». Объясните это явление
Для ответа на вопрос задачи учащимся необходимо ознакомиться с текстом по теме «Кипение», предложенным учителем ( см.приложение1), используя прием ИНСЕРТ.
Текст по теме «Кипение»
Температура, при которой кипит жидкость, называется температурой кипения.
Температура кипения зависит от давления, оказываемого на свободную поверхность жидкости. При увеличении этого давления рост и подъем пузырьков внутри жидкости начинается при большей температуре, при уменьшении давления — при меньшей температуре.
Всем известно, что вода кипит при 100 °С. Но не следует забывать, что это справедливо лишь при нормальном атмосферном давлении (примерно 101 кПа). При увеличении давления температура кипения воды возрастает. Так, например, в кастрюлях — скороварках пищу варят под давлением около 200 кПа. Температура кипения воды при этом достигает 120 °С. Скороварку изобрел французский ученый Дени Папен. Преимущества скороварки по сравнению с обычной кастрюлей очевидны. Прежде всего, она позволяет быстро готовить мясо, свеклу, горох, фасоль и т. п. Блюда, сваренные в скороварке, отличаются особым насыщенным вкусом. А благодаря ускоренному приготовлению в продуктах сохраняется максимальное количество витаминов и полезных веществ.
И, наоборот, при понижении давления температура кипения воды становится меньше
100 °С (рисунок 3). Например, в горных районах (на высоте 3 км, где давление атмосферы составляет 70 кПа) вода кипит при 90°С. На самой высокой горе – Джомолунгме (Гималаи) на высоте 8848м вода кипит при70°С. Поэтому жителям этих районов, использующим такой кипяток, требуется значительно больше времени для приготовления пищи, чем жителям равнин. А сварить в этом кипятке например, куриное яйцо вообще невозможно, так как белок при температуре ниже 100 °С не сворачивается.
Уменьшение температуры кипения жидкости может играть и полезную роль. Так, например, при нормальном атмосферном давлении жидкий фреон кипит при температуре около 30 °С. При уменьшении же давления температуру кипения фреона можно сделать ниже О °С. Это используется в испарителе холодильника. Благодаря работе компрессора в нем создается пониженное давление, и фреон начинает превращаться в пар, отнимая теплоту от стенок камеры. Благодаря этому и происходит понижение температуры внутри холодильника.
Температуры кипения различных веществ при одном и том же атмосферном давлении различны. Например, жидкий кислород кипит при — 183 °С, а железо — при 2750 °С.
Различие в температурах кипения разных веществ находит широкое применение в технике, например в процессе перегонки нефти. При нагревании нефти до 360 °С та ее часть (мазут), которая имеет большую температуру кипения, остается в ней, а те ее части, у которых температура кипения ниже 360 °С, испаряются. Из образовавшегося пара получают бензин и некоторые другие виды топлива.
В процессе выступления каждой группы учащиеся делают необходимые записи в тетрадях, после чего им предлагается вернуться к кластеру и внести исправления и дополнения.
3. Стадия рефлексии.
Учащимся предлагается составить Синквейн к слову: Кипение
Синквейн дает возможность подвести итог полученной информации, изложить сложные идеи, чувства и представления в нескольких словах. Данная форма работы дает возможность усвоить важные моменты, предметы, понятия, события изученного материала; творчески переработать важные понятия темы, создает условия для раскрытия творческих способностей учащихся. В случае нехватки времени на уроке ребятам предлагается составить Синквейн в качестве домашнего задания.
Подведение итогов урока. Это интересно
Кипение на ладони
Можно ли удержать в руке банку с кипящей водой? Можно, если знать закономерности конвекции. Возьмем в руки банку с водой и поместим в нее кипятильник. Секрет в том, что погружать кипятильник нужно не глубоко, а только до середины банки! Тогда на глазах изумленной публики можно кипятить воду, держа банку в руках. При этом будет заметна граница горячей и холодной воды, располагающаяся сразу под кипятильником.
Пока вода кипит, слои горячей и холодной воды не будут перемешиваться друг с другом, поскольку вода, нагреваясь от кипятильника, будет постоянно всплывать вверх из-за теплового расширения. Это явление называется конвекцией. На место ушедшей наверх горячей воды сбоку поступает вода более низкой температуры – вода циркулирует в верхней части банки. Циркуляция горячей воды практически не затрагивает нижний слой из-за того, что находящаяся там холодная вода плотнее горячей и потому остается внизу.
Стоит выключить кипятильник, и банку придется немедленно ставить на стол: горячая вода быстро перемешивается с холодной вследствие диффузии. До этого процесс диффузии (обусловленный хаотическим движением частиц) сдерживался упорядоченным процессом конвекции.
Домашнее задание. Составить сравнительную характеристику двух процессов: испарения и кипения.
