2-й семестр
ТЕПЛОВІ ЯВИЩА
4. Кількість теплоти. Теплові машини
Урок 15/57
Тема. Графік плавлення й тверднення кристалічних тіл
Мета уроку: поглибити розуміння учнями процесів плавлення й тверднення речовин на основі вчення про молекулярну будову речовини.
Тип уроку: комбінований урок.
План уроку
Контроль знань | 4 хв. | 1. Як змінюються температура й внутрішня енергія рідини при кристалізації? 2. Що відбувається з температурою й внутрішньою |
Демонстрації | 8 хв. | Спостереження за процесами плавлення й кристалізації твердих тіл |
Вивчення нового матеріалу | 25 хв. | 1. Аналіз графіка плавлення й кристалізації свинцю. 2. Розв’язання задач |
Закріплення вивченого матеріалу | 8 хв. | Контрольні питання |
ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ
1. Аналіз графіка плавлення й кристалізації свинцю
Плавлення й тверднення тіл часто зображують графічно. Розглянемо один з таких графіків. Нехай, наприклад,
На ділянці АВ пальник не був запалений, і свинець мав кімнатну температуру 20 °С. На етапі ВС твердий свинець поступово прогрівався, і незабаром його температура досягла температури плавлення,- 327 °С. Потім він почав плавитися, і в ложці одночасно співіснували твердий і рідкий свинець (ділянка CD). Після закінчення етапу температура свинцю знову стала підвищуватися, тому що полум’я усе ще продовжувало горіти (ділянка DE).
У момент часу, що відповідає точці Е, пальник погасили, і температура рідкого свинцю почала знижуватися (ділянка EF). Як бачите, остигання відбувалося повільніше, ніж нагрівання (порівняйте нахил ділянок EF і DE). У точці F температура плавлення досягла 327 °С й тривалий час залишалася постійною, тому що відбувалася кристалізація. Отже, на ділянці FG співіснують рідкий і твердий свинець. Нарешті, на ділянці GH остигає (віддає теплоту) уже твердий свинець.
Із графіка випливає, що при температурі плавлення (точка С) кінетична й потенціальна енергії молекул стають приблизно однаковими (Ек ~ Eп) і зв’язки між ними можуть розриватися.
Для того, щоб свинець почав плавитися, йому необхідно передати певну кількість теплоти. При цьому температура не змінюється, оскільки вся теплова енергія йде на розрив твердих зв’язків молекул між собою. Кристалічна решітка руйнується.
При температурі плавлення внутрішня енергія речовини в рідкому стані більше внутрішньої енергії такої ж маси речовини у твердому стані.
При твердненні речовини все відбувається у зворотному порядку: середня кінетична енергія й швидкість молекул в охолодженій розплавленій речовині зменшуються. Сили притягання тепер можуть утримувати молекули, що рухаються повільно, одна біля одної. Внаслідок цього розташування частинок стає впорядкованим – утворюється кристал. Енергія, що виділяється при кристалізації, витрачається на підтримку постійної температури.
2. Розв’язання задач
1. На рисунку зображений графік зміни температури льоду.
А) Якому стану льоду відповідає відрізок графіка АВ?
Б) Скільки тривало нагрівання льоду до точки плавлення?
В) На скільки градусів змінилася температура за час спостереження?
2. Визначте за кресленням:
А) Яким процесам відповідають ділянки графіка ВР і PC?
Б) Для якої речовини складений даний графік?
В) У який із точок (В або С) молекули даної речовини мають більший запас кінетичної енергії? Чому?
3. На рисунку зображений графік зміни температури деякого тіла.
А) 3 якої речовини виготовлене це тіло?
Б) Як змінюється температура тіла на ділянках АВ, ВР і CD?
В) Як змінюється внутрішня енергія тіла на цих ділянках? Чому?
Г) Якому стану тіла відповідає відрізок графіка ВР?
ЗАКРІПЛЕННЯ ВИВЧЕНОГО МАТЕРІАЛУ
1. Уважно розгляньте графік плавлення нафталіну й дайте відповідь на такі питання:
А) Яка температура плавлення нафталіну?
Б) Чи змінювалася внутрішня енергія нафталіну на ділянці ВР? Як? Чому?
В) Порівняйте внутрішню енергію нафталіну в точках В і С.
2. Як за графіком можна судити про зміну температури речовини при нагріванні й охолодженні?
3. Побудуйте графік плавлення льоду й дайте відповідь на таке запитання: які ділянки графіка відповідають плавленню й твердненню льоду? Чому ці ділянки паралельні осі часу?
Домашнє завдання-1
1. У-1: § 26.
2. Сб-1:
Рів1 – № 29.9, 29.10, 29.15, 28.16.
Рів2 – № 29.24, 29.25, 29.26, 29.31, 29.32.
Рів3 – № 29.40, 29.42, 29.48, 29.49, 29.50.
Домашнє завдання-2
1. У-2: § 44 (п. 3).
2. Сб-2:
Рів1 – № 32.11, 32.12, 32.13, 32.14.
Рів2 – № 32.26, 32.27, 32.28, 32.29, 32.30.
Рів3 – № 32.31, 32.45, 32.46, 32.47, 32.51.
3. Д: Підготуватися до самостійної роботи № 22 “Плавлення й кристалізація”.
Завдання для самостійної роботи № 22 “Плавлення й кристалізація”
Початковий рівень
1. Узимку озеро замерзає. При замерзанні води… (виберіть правильне твердження):
А…температура замерзаючої води знижується;
Б…внутрішня енергія води підвищується;
В…утворюється кристалічна решітка льоду.
2. Виберіть правильне твердження. Питома теплота плавлення льоду 330 кДж/кг.
А Для плавлення 1 кг льоду, узятого при температурі плавлення, необхідно затратити 330 кДж енергії.
Б Для плавлення 330 кг льоду, узятого при температурі плавлення, необхідно затратити 1 кДж енергії.
В Для нагрівання й плавлення 1 кг льоду необхідно передати йому 330 кДж енергії.
Середній рівень
1. а) У якому стані (твердому чи рідкому) перебуває срібло й вольфрам при температурі 1000 °С?
Б) Скільки міді, що має температуру 1085 °С, можна розплавити, передавши їй кількість теплоти 126 кДж?
2. а) Назвіть, які речовини будуть плавитися, якщо їх опустити в киплячу воду.
Б) За якої температури перебувала крижинка масою 200 г, якщо для її плавлення знадобилося 66 кДж теплоти?
Достатній рівень
1. а) Чому під час снігопаду температура повітря звичайно підвищується?
Б) Яка кількість теплоти буде потрібна для плавлення 500 г алюмінію, узятого при температурі 20 °С?
2. а) Тілу передали деяку кількість теплоти. Чи завжди можна стверджувати, що температура тіла при цьому підвищилася?
Б) Яка кількість теплоти буде потрібна, щоб розплавити 100 г льоду, узятого при температурі -5 °С, а потім отриману воду нагріти до 20 °С?
Високий рівень
1. а) Навесні уранці на рослинах випадає іній. Як впливає іній на охолодження рослин?
Б) У залізній коробці масою 300 г розплавили 100 г олова. Яка початкова температура олова, якщо на нагрівання коробки й плавлення олова пішло 38,5 кДж теплоти?
2. а) У яку погоду утворюються бурульки? Якщо в мороз, то звідки береться вода? Якщо у відлигу, то чому вода замерзає?
Б) У заглиблення, зроблене в льоді, вливають свинець, узятий при температурі плавлення. Скільки було улито свинцю, якщо він охолонув до температури 0 °С й при цьому розтопив лід масою 270 г? Початкова температура льоду -5 °С.
(1 votes, average: 5,00 out of 5)