8 класс
Тема урока «Решение задач по теме «Плавление и отвердевание кристаллических тел».
Цели урока:
-
Предметные: обеспечить закрепление основных понятий и применение знаний и способов действий по теме; организовать деятельность по самостоятельному применению знаний в разнообразных ситуациях.
-
Ориентированные на развитие личности: оказать помощь учащимся в осознании практической значимости темы данного урока и общей темы «Тепловые явления»; создание адаптивно-развивающей среды для развития умений анализировать такие процессы как плавление и отвердевание кристаллических тел и такие понятия как удельная теплота плавления.
Демонстрации: модель кристаллической решетки, плавление и отвердевание кристаллических тел (стеарина).
Оборудование: кристаллическое тело(стеарин, лед), термометры, пробирки, штатив, спиртовка, секундомер, пакет с раздаточным материалом, проектор.
Домашнее задание: составить и решить 2 задачи, сообщение по теме: «Плавление аморфных тел».
План урока.
-
Организационный момент, постановка цели урока.
-
Проверка домашнего задания.
-
Проведение эксперимента, его цель, выводы.
-
Решение качественных задач
-
Физкультразминка
-
Решение задачи по данным эксперимента с применением алгоритма
-
Решение задач разного уровня сложности по группам
-
Рефлексивно-оценочный этап
— подведение итогов, выставление оценок
— самооценка знаний учащимися (заполнение анкеты)
Ход урока.
I. Организационный момент
Учитель знакомит учащихся с темой урока, с целями урока.
Пусть этот урок принесет вам радость от общения друг с другом, со мной и пусть всем доставят радость ваши хорошие ответы и ваши знания по физике.
II. Проверка домашнего задания
При изучении данной темы мы с вами наблюдали процесс плавления льда, получили график этого процесса. (График изображен на экране)
Какие вопросы вы можете задать к этому графику?
(ученики задают вопросы своим одноклассникам)
1.Чему равна начальная температура льда?
2.Какими буквами обозначены процессы плавления и отвердевания льда?
3.Что происходит с температурой вещества при плавлении и кристаллизации?
4.Почему температура вещества при этих процессах не меняется?
5.Что происходит с веществом на различных участках графика?
Работа с графиками, подготовленными учителем.
-
В каком агрегатном состоянии находилось олово на участке СD? свинец на участке АВ?
-
Почему отрезок АВ лежит выше отрезка CD?
-
Какое вещество начало плавиться раньше?
-
Какое вещество расплавилось быстрее?
-
Сколько времени свинец не начинал плавиться?
-
Сколько времени олово все еще можно было наблюдать в твердом виде?
III. Наблюдение за плавлением кристаллического стеарина.
Цель эксперимента: убедиться в том, что процесс плавления происходит при постоянной температуре, построить график плавления.
Цель эксперимента должны поставить сами ученики, помощники учителя определяют цену деления термометров.
Учитель: какие величины мы должны знать, чтобы построить график?
Ученики перечисляют: начальную температуру, температуру плавления, конечную температуру нагревания жидкого стеарина.
После наблюдения за процессом плавления:
— опустить твердый кусочек стеарина в его расплав и убедиться в том, что он тонет;
— для экономии времени сразу вылить расплав в холодную воду с термометром, убедиться в том, что ее температура повысилась.
Выводы (делают ученики): стеарин плавится при определенной температуре (примерно 68°С), которая не изменяется во время всего процесса плавления.
При отвердевании стеарин отдает тепло; температура плавления равна температуре кристаллизации.
Строим примерный график на доске и в тетради.
Учитель: выясним, почему твердый стеарин тонет в его расплаве.
ρ=m/V; V ↓ρ↑ при m=сonst
Плотность твердого стеарина больше плотности жидкого, поэтому он тонет.
Вывод: при плавлении объем вещества увеличивается, а плотность уменьшается. Это показывает, что при упорядоченном расположении молекулы в кристалле занимают объем меньше, чем при беспорядочном их расположении в жидкости.
Однако из этого общего правила есть несколько исключений (лед, чугун).
Опустив кусочек льда в воду, убеждаемся в том, что он плавает. Почему?
Ученики отвечают: его плотность меньше плотности воды следовательно, объем воды при замерзании увеличивается. V↑→ρ↓ при m=const
Итак, лед плавает на поверхности воды.
Какую роль это обстоятельство играет в природе?
При совместном обсуждении выясняем:
Что слой льда на поверхности воды, покрытый сверху снегом, прекрасно защищает воду, находящуюся под ним, от охлаждения. Таким образом, водоемы не промерзают до дна и жизнь зимой в них сохраняется.
Расширение воды при замерзании является одной из причин и другого важного в жизни Земли явления – разрушения горных пород.
Каким образом мы в быту учитываем явление расширения воды при отвердевании?
Трубы летнего водопровода, отопление зимой в квартирах, вода в радиаторах автомобилей.
IV. Решение качественных задач.
Опытами установлено, что температура кристаллизации любого вещества равно его температуре плавления.
1. Работа с таблицей №3 (стр.32 учебника).
1) Температура пламени газовой горелки около 500 °С. Из каких металлов нельзя делать посуду для приготовления пищи? А из каких можно?
2) В сосуде термометра находится ртуть. Где такой термометр не будет действовать? А чем заменить там ртуть? Какой жидкостью?
3) Какой металл расплавится в ладони?
4) Какие вещества будут плавиться, если их опустить в кипящую воду?
Опыты показывают, что для превращения различных кристаллических веществ одной и той же массы в жидкость при температуре плавления требуется разное количество теплоты.
Какое вещество – «чемпион» по поглощению энергии при плавлении и выделению при отвердевании? (Вам поможет таблица №4 учебника стр.37)
Какую величину необходимо знать для ответа на этот вопрос, ее определение?
Какое значение в природе имеет большая удельная теплота плавления льда?
При совместном обсуждении с учениками выясняем:
1) В начале осени в реках и озерах вода не замерзает, хотя температура воздуха на несколько градусов ниже нуля.
2) Весной в воздухе уже тепло – температура воздуха выше 0°С, а на реках и на озерах лед еще стоит.
3) Во время ледохода вблизи реки холоднее, чем вдали от нее.
(Все это объясняется большой удельной теплотой плавления льда.)
4) А если бы для плавления льда требовалось малое количество теплоты. Что бы происходило в природе? (Большая удельная теплота плавления уменьшает скорость таяния снега. Этим предупреждаются сильные весенние паводки, а почва насыщается влагой.)
5) Почему зимой птицы садятся на лед, покрывающий реки и озера. (При отвердевании лед выделяет тепло и воздух над ним оказывается на несколько градусов теплее, чем в лесу на деревьях, птицы этим пользуются.)
6) Найди физическую ошибку в тексте:
Она жила и по стеклу текла,
Но вдруг ее морозом оковало.
И неподвижной льдинкой капля стала,
А в мире поубавилось тепла.
(При кристаллизации тело отдает энергию, а не поглощает, поэтому становиться теплее.)
Взяли 1 кг воды при 0°С и 1 кг льда при 0°С. Одинаковая ли внутренняя энергия спрятана в этих телах? В каком больше? На сколько?
(см. табл. №4 учебника)
V. Физкультразминка
В течение одной минуты группы должны показать модели твердого, жидкого и газообразного тел. Первая группа должна изобразить молекулы твердого тела (ребята сидят за партами и качаются в разные стороны).
Вторая группа – жидкое тело (ребята столпились в беспорядке у двери).
Третья группа – молекулы газа (разошлись по классу в разные стороны).
В течение второй минуты ребята должны изобразить поведение молекул во время плавления твердого тела (первая группа) и поведение молекул во время отвердевания жидкости (вторая группа).
VI. Решение задачи по данным эксперимента
Какую массу спирта мы сожгли в этой спиртовке при проведении опыта?
(Воспользуемся алгоритмом решения задач и таблицей схем и графиков по теме «Тепловые явления»)
Алгоритм решения задач на тепловые расчеты
1. Внимательно прочитайте условие задачи, запишите его с помощью общепринятых буквенных обозначений.
2. Выясните: а) между какими телами происходит теплообмен; б) какие тела в процессе теплообмена охлаждаются, а какие нагреваются; в) какие процессы, описанные в условии задачи, происходят с выделением, а какие – с поглощением энергии.
3. Изобразите графически процессы, описанные в задачи.
4. Запишите уравнение для подсчета отданного и полученного количества теплоты.
5. Произведите вычисления и оцените достоверность полученного результата.
На доске написать табличные данные, решить задачу в общем виде в классе, вычисления произвести самостоятельно.
VII. Решение задач разного уровня сложности по группам
1 уровень. Слиток цинка массой 2,5кг расплавили при температуре плавления. Сколько теплоты передано цинку?
2 уровень. Какое количество теплоты потребуется для плавления 100г олова, взятого при температуре 320 С?
3 уровень. Какое количество бензина необходимо затратить, чтобы этим количеством теплоты расплавить 20кг свинца, взятого при 270 С?
VIII. Рефлексивно-оценочный этап.
1. Подведение итогов.
Мы повторили основные понятия по теме, выяснили практическое применение процессов плавления и отвердевания, выяснили роль знаний в разных сферах жизни человека.
Существует еще множество примеров применения данных процессов (литье металлов, получение отливок), с которыми можно ознакомиться при чтении дополнительной литературы, можно подготовить сообщения.
2. Выставление оценок.
Учитель: мне интересно знать, каким образом вы оцените свои знания по данной теме. Произведите самооценку знаний, заполнив анкету №5.
3. Самооценка знаний (анкеты сдают учителю).
Сегодня все были активны, приветливы, любознательны. Спасибо вам за это.
До свидания.