Випаровування і конденсація

РОЗДІЛ IV

ТЕПЛОВІ ЯВИЩА

УРОК № 15/60

Тема уроку. Випаровування і конденсація

Тип уроку: комбінований.

Мета уроку: закріпити знання учнів про зміну агрегатного стану речовини; сформувати уявлення про процеси випаровування та конденсації; формувати вміння спостерігати фізичні явища й аналізувати факти при спостереженні явищ.

Обладнання: набір матового скла; вентилятор; сухе пальне; психрометр.

План уроку

Етапи	Час	Прийоми і методи
I. Перевірка домашнього завдання; контроль знань	10 хв.	Усне опитування; записи на дошці; індивідуальна робота за картками
II. Вивчення нового матеріалу	25-30 хв.	Бесіда; демонстрації; записи у зошиті й на дошці; виділення головного
III. Закріплення нового матеріалу	5-10 хв.	Питання класу
IV. Домашнє завдання	1 хв.	Коментар учителя; записи на дошці й у щоденниках

Хід уроку

I. Перевірка домашнього завдання; контроль знань

Перевірку домашнього завдання можна провести

у такий спосіб. Двоє учнів записують розв’язання домашніх задач на дошці. У класі в цей час проводиться усне опитування з теорії, а кілька учнів виконують індивідуальні завдання за картками.

Завдання для карток

1. Скільки енергії необхідно для плавлення 5 т залізного металобрухту, початкова температура якого 39 °С? (Відповідь: 4,8-106 кДж.)

2. Срібло масою 20 г узято при температурі плавлення. Скільки енергії виділиться під час його кристалізації і подальшого охолодження до 60 °С? (Відповідь: 3,25 кДж.)

3. Скільки енергії потрібно для розплавлювання свинцевої пластинки розміром 2 х 5 х 10 см? Початкова температура пластинки 27 °С. (Відповідь: 75,7 Дж.)

4. Скільки енергії виділиться при кристалізації 1 кг олова й подальшому його охолодженні до 20 °С? (Відповідь: 67 кДж.)

5. Яка кількість теплоти необхідна для плавлення 10 г свинцю, узятого при температурі плавлення? (Відповідь: 250 Дж.)

II. Вивчення нового матеріалу

Бесіда

Ми розглянули процес переходу речовини із твердого стану в рідкий.

Питання класу

– Як він називається? (Плавлення.)

– А можна перевести речовину з рідкого стану в газоподібний?

– Де ми можемо це спостерігати?

Цей процес називається пароутворенням. І здійснюватись він може двома шляхами. Як можна перетворити рідину на пару? Учні, як правило, називають кипіння. А хіба калюжі на асфальті не випаровуються без усілякого кипіння? Другий шлях так і називають – випаровування.

Запис у зошитах: Пароутворення – процес переходу речовини з рідкого стану в газоподібний.

Існує два способи пароутворення: випаровування і кипіння. Сьогодні ми детально вивчимо перший із них.

Спочатку пригадаємо особливості будови речовини в рідкому й газоподібному станах.

Питання класу

– Як рухаються молекули в рідинах? у газах?

– Від чого залежить швидкість їхнього руху? (Від температури.)

На дошці виконується рисунок (див. рисунок). Молекулам, які перебувають у поверхневому шарі, легше подолати притягання сусідніх молекул і вилетіти з рідини.

Тому випаровування йде з поверхні рідини.

Молекули, що вилетіли з рідини, утворюють над нею пару. Подальша “доля” цих молекул може скластися по-різному. Деякі з них можуть знову повернутися в рідину, і цей процес називають конденсацією.

Запис у зошит: Конденсація – процес переходу речовини з газоподібного стану в рідкий.

Від чого залежить швидкість випаровування? Проведемо кілька дослідів.

Демонстрація 1. На три матових скла наносимо мазки води, спирту, бензину. Першим зникає слід від мазка спирту, потім – від мазка бензину і, нарешті, води.

Висновок. Швидкість випаровування залежить від роду рідини.

Питання класу

– При якій температурі відбувається випаровування? (Учні іноді говорять, що при високій.)

– А хіба не висихає білизна навіть на морозі?

Однак температура впливає на швидкість випаровування. Переконаємося в цьому.

Демонстрація 2. На холодне скло і на попередньо нагріте (над полум’ям) скло наносять мазки води. Слід води з підігрітого скла зникає першим.

Висновок. При підвищенні температури швидкість випаровування збільшується.

Питання класу: Як можна пояснити цей факт? (При підвищенні температури енергія молекул збільшується, молекулам легше подолати сили притягання оточуючих молекул.)

Демонстрація 3. Два скла ставлять похило. На одне наносять краплю води, по поверхні іншого таку ж краплю розтирають. Із другого скла слід води зникає швидше.

Висновок. Швидкість випаровування залежить від площі поверхні рідини.

Питання класу

– У якому випадку випаровування відбудеться швидше: якщо воду залишити у відрі чи розлити її й розподілити по поверхні підлоги в класі?

– Як можна пояснити цей факт? (При збільшенні площі поверхні збільшується кількість молекул поверхневого шару.)

Демонстрація 4. На два матові скла наносять мазки води. Одне зі стекол обдувають вентилятором. Із цього скла вода випаровується швидше.

Висновок. При вітрі швидкість випаровування збільшується.

Питання класу: Чому? (Вітер зносить молекули пари, позбавляючи їх можливості конденсуватися.)

Із власного досвіду ми знаємо, що коли з поверхні нашої шкіри випаровується вода, у нас виникає відчуття прохолоди. У цьому можна переконатися на прикладі психрометра. Один із термометрів цього приладу обгорнутий вологою тканиною, з поверхні якої йде випаровування. І показання цього термометра на кілька градусів нижчі, ніж звичайного “сухого”. Учням демонструється психрометр.

Питання класу

– Як можна це пояснити? (йде обговорення. Приходимо до відповіді: під час випаровування рідину залишають найшвидші молекули, енергія молекул, що залишилися, зменшується. Тому, якщо немає припливу енергії зовні, рідина, що випаровується, охолоджується.)

– Чи випаровуються тверді тіла?

Учням наводяться приклади твердих тіл, які досить швидко випаровуються: лід, нафталін. Цей процес називається сублімацією (запис у зошит).

Питання класу

– Яке значення має випаровування для людини та у природі взагалі? (Терморегуляція організму.)

– Чи можна побачити водяну пару? (Ні, водяна пара прозора).

– Що ж ми бачимо, наприклад, під час кипіння води? (Туман, який ми бачимо, є конденсатом, тобто водою у рідкому стані.)

– Наведіть приклади, де ще у природі ми зустрічаємося з конденсацією води? (Туман, роса, хмари.)

При конденсації пари енергія, навпаки, виділяється.

III. Закріплення нового матеріалу

Питання класу

– Чому, якщо дути на гарячий чай, він охолоне швидше?

– Чому, якщо перелити у блюдце гарячий чай, він охолоне швидше?

– Чому, коли ми виходимо з річки, відчуваємо холод?

– Чому вата, змочена у спирті, стає сухою через кілька хвилин, а змочена водою залишається вологою протягом години і більше?

– На морозі білизна замерзає, але все одно висихає. Як це можна пояснити?

– Які явища природи пояснюються конденсацією пари?

IV. Домашнє завдання

[1]: § 46; впр. № 46.

[2]: § 27 (п. 1).

[3]: СР – задачі 33.1-33.5;

ДР – задачі 33.12-33.16;

ВР – задачі 33.17-33.19; 33.34; 33.35.

Творче завдання. Придумайте дослід, який демонструє, що швидкість випаровування залежить від роду рідини, температури, наявності вітру.

Скарбничка цікавих фактів

O Секрет піали

Створена на Сході, піала може бути шедевром серед чайного посуду. Розширена догори, вона збільшує тим самим швидкість випаровування, що дозволяє рідині швидше охолоджуватись, а звуження внизу дозволяє зберігати тепло нижніх шарів рідини.

O Чи завжди у повітрі є вода?

Практично завжди. Однак у пустелях зареєстровані випадки, коли вологість повітря дорівнювала нулю.

O А що якби…

…водяна пара перестала конденсуватися і повертатися на землю у вигляді дощу, роси, туману тощо? Рівень Світового океану щорічно зменшувався б на 1,1 м.

O Можна порівняти

За однакових умов (температура, тиск, об’єм) вологе повітря виявляється легшим, ніж сухе. Це довів у 1783 році швейцарський геолог Горацій де Соссюр.

O Звідки беруться тумани

Шотландський інженер Джон Апткен у 1880 році встановив, що туман є нічим іншим, як водою, що сконденсувалася у мікроскопічних частинках пилу, морської солі, які перебувають у повітрі.