Конспект урока для 8 класса «Изменение агрегатных состояний вещества. Решение задач»

Филиал МБОУ СОШ №2 р.п. Беково «Основная школа с.Затолокино» Бековского района Пензенской области

Интегрированный урок в 8 классе

физика+математика

Разработали: учитель физики и математики Гордеева Елена Николаевна

Интегрированный урок физика +математика

с использованием межпредметных связей физики и математики в системе решения физических задач.

Урок проводился 9.12.2011г в 8 «А» классе.

Тема урока: «Изменение агрегатных состояний вещества. Решение задач».

Цели урока:

Обучающая: Сформировать знания учащихся о тепловых процессах, умение читать график теплового процесса изменения агрегатного состояния вещества и определять параметры теплового процесса по графику, продемонстрировать рассмотренные функциональные зависимости опытным путем.

Развивающая: Продолжить формирование умений устанавливать причинно-следственные связи между фактами, явлениями и причинами; показать роль физического эксперимента в физике; выводить искомую величину из основной формулы, пользуясь математическими методами, уметь определять функциональную зависимость параметров процесса.

Воспитывающая: Продолжить формирование познавательного интереса к предмету «Физика»; познакомить учащихся с практическими применениями закона в технике и для повышения интереса к изучаемому материалу.

Дидактический тип урока: урок систематизации и обобщения знаний.

Оборудование: карточки с заданиями; график изменения температуры со временем при нагревании льда, его таянии и нагревании образовавшейся из него воды; электронагревательный прибор (чайник), лед.

Программное обеспечение: Учебник: А.В. Перышкин . Физика 8, Типовые тестовые задания: О.Ф.Кабардин, С.И.Кабардина «Физика 9 класс. Государственная итоговая аттестация».

План урока:

1. Организационный момент

2. Мотивация

3. Демонстрация опыта

4. Решение задач с использованием графика зависимости температуры от времени нагрева вещества (воды).

5. Вывод

6. Подведение итогов урока.

Ход урока

Организационный момент

Учитель физики. Здравствуйте, ребята! Начинаем урок, сегодня мы с вами будем решать задачи на процессы плавления и парообразования, которые мы изучали на прошлых уроках.

Учитель математики. Сегодня на уроке мы будем решать задачи с использованием графика, определять по графику параметры и недостающие величины, а также находить искомую величину преобразуя основные формулы.

Мотивация.

Учитель физики. Умение решать такие задачи пригодится вам на будущей контрольной работе. Подобные задания встречаются в тестах предстоящего для вас экзамена в форме ГИА в 9-м классе, и в форме ЕГЭ в 11 классе. Однако и в обычной жизни умение работать с графиками вам пригодится.

Демонстрация. Поставим опыт. Положим мелко накрошенный лед, температура которого ниже 0^оС, в электрический чайник и будем следить, как изменяется его температура со временем.

Мы видим, что сначала температура льда повышается, однако когда столбик термометра дошел до 0^оС и лед начал таять, температура смеси воды со льдом остается некоторое время равной 0^оС, до тех пор пока весь лед не растает.

Включим чайник. При дальнейшем нагревании столбик термометра снова ползет вверх, показывая, что вода нагревается. Затем во всем объеме воды начинают образовываться пузырьки. Что происходит с водой?

Ученики. Это выделяется растворенный в воде воздух. Внутрь пузырьков начинает испаряться вода и пузырьки начинают наполняться водяным паром. Когда температура воды достигнет 100 ^оС (т.к. температура кипения воды 100 ^оС) пузырьки будут лопаться на поверхности воды.

Учитель физики. Обратите внимание, в процессе кипения температура жидкости остается неизменной. Давайте посмотрим на график изменения температуры со временем при нагревании льда, его таянии и нагревании образовавшейся из него воды. У вас на партах есть карточки с таким графиком и задания к нему. На рисунке представлен график зависимости температуры воды от времени при нагревании 0,1 кг воды с постоянной мощностью 1 кВт. Начальная температура льда -100 ^оС.

1 задание. По графику определить время: а) плавления льда; б) парообразования.

Учитель математики.

На уроках математики мы с вами изучали зависимости различных величин. Зависимость одной величины от другой называется функцией. Давайте определим какая функциональная зависимость изображена на графике.

Ученики. На оси абсцисс откладывается время. На оси ординат температура в ^оС. Чтобы определить время протекания процесса, нужно определить его границы на графике и спроецировать на ось времени. Длина этого отрезка и будет временем протекания данного процесса. Так длительность плавления льда составляет 33с, а парообразования 226с.

2 задание. Опишите тепловые процессы, происходящие на каждом из участков графика.

В соответствии с ответами учеников на доске записываются названия процессов и соответствующие формулы.

Ученики. Первый отрезок (ОА) графика соответствует процессу нагревания льда. Для этого участка графика используется формула Q = cm(T₂—T₁).

Второй отрезок графика АВ соответствует процессу плавления льда. На этом отрезке повышения температуры не происходит до тех пор, пока весь лед не растает. Тепловая энергия расходуется на разрушение кристаллической решетки льда. Для этого участка используется формула Q= λm.

Третий отрезок графика ВС соответствует процессу нагревания воды до температуры кипения (от 0 до 100 ^оС). Для этого участка используется формула Q = cm(T₃—T₂).

Четвертый отрезок графика CD соответствует процессу парообразования. На этом отрезке повышения температуры не происходит до тех пор, пока вся вода не превратиться в пар. Тепловая энергия расходуется на разрушение межмолекулярных связей при превращении воды в пар. Для этого участка используется формула Q= Lm.

3 задание. По графику на рисунке и известным данным определить удельную теплоемкость льда.

Учитель математики. При выведении неизвестной величины из формулы пользуемся правилом пропорции. Кто подскажет эти правила? Правильно. Произведение средних членов пропорции равно произведению ее крайних членов.

Ученики: По условию задачи требуется найти С (удельную теплоемкость). Выводим ее из формулы (1). Т.К. в условии задачи не сказано о КПД нагревательного прибора, то можем считать, что вся мощность идет на нагрев льда. Значение Q (количества теплоты) определяем из формулы (3). Подставив это значение в формулу (2) получим расчетную формулу (4).

Дано:

m= 0,1 кг

N = 1 КВт

Т₁= -100^оС

Т₂= 0^оС

t = 21c

Найти

С_льда

«СИ» 1000Вт

Решение: Q = Сm(T2—T1) (1) С =  (2) N =  =  Q = N∙t (3) С =  [] (4) Вычисления: С=  Ответ: Удельная теплоемкость льда 2100 .

4 задание. По графику на рисунке и известным значениям массы воды и мощности теплопередачи определите удельную теплоемкость воды.

Ученики задание выполняют самостоятельно. Алгоритм решения задачи тот же самый. Ответ сравнивают с известным табличным значением в учебнике.

Ответ: Удельная теплоемкость воды 4200 _.

5 задание. По графику на рисунке и известным значениям массы воды и мощности теплопередачи определите удельную теплоту парообразования воды.

Ученики. По условию задачи требуется найти L (удельную теплоту парообразования). Выводим ее из формулы (1). Считаем, что вся мощность идет на нагрев воды. Значение Q (количества теплоты) определяем из формулы (3). Подставив это значение в формулу (2) получим расчетную формулу (4).

Дано:

m= 0,1 кг

N = 1 КВт

t = 226c

Найти

L_воды

«СИ» 1000Вт

Решение: Q = Lm (1) L =  (2) N =  =  Q = N∙t (3) L =  [] (4) Вычисления: С=  Ответ: Удельная теплота парообразования воды 2260000 .

6 задание. По графику на рисунке и известным значениям массы воды и мощности теплопередачи определите удельную теплоту плавления льда.

Ученики задание выполняют самостоятельно. Алгоритм решения задачи такой же. Ответ сравнивают с известным табличным значением в учебнике.

Ответ: Удельная теплота плавления льда 330000 _.

Выводы по уроку.

Учитель физики. Сегодня мы решали задачи по графику теплового процесса, используя свои знания по физике и математике. Как мы видим, решения эти не очень сложны и даже интересны. Учитель математики. Когда мы строим графики функций на уроках математики, то не очень представляем, для чего они нужны. На сегодняшнем уроке мы увидели, как применяются подобные знания на практике.

Подведение итогов работы.

(Учитель выставляет оценки за урок, указывает на причины неудач у тех, у кого они были)

На дом предлагается решить задачи из Сборника задач по физике В.И. Лукашек, Е.В.Иванова.

№1082, №1087, №1116, №1118, 1121. Для учеников стремящихся получать оценку «5» предлагаются дополнительно №1095 и №1125.

Раздаточный материал.

На рисунке представлен график зависимости температуры воды от времени при нагревании 0,1 кг воды с постоянной мощностью 1 кВт. Начальная температура воды -100 ^оС.

Е

Т ^оС

100 С D

0 А В

О

-100 t, с

21 54 96 322

ч

1. По графику на рисунке определите, сколько секунд длился процесс:

а)плавления льда, б)парообразования.

2. Опишите тепловые процессы, происходящие на каждом из участков графика (ОА, АВ, ВС,СD,DE).

3. По графику на рисунке и известным значениям массы воды и мощности теплопередачи определите удельную теплоемкость льда.

4. По графику на рисунке и известным значениям массы воды и мощности теплопередачи определите удельную теплоемкость воды.

5. По графику на рисунке и известным значениям массы воды и мощности теплопередачи определите удельную теплоту парообразования воды.

6. По графику на рисунке и известным значениям массы воды и мощности теплопередачи определите удельную теплоту плавления льда.