Загадки процесса кипения, 8-й класс

Цель урока: Сформировать понятие кипения, как парообразования, выявить и объяснить особенности кипения.

Задачи урока:

1.Образовательная: Сформировать понятие кипения, как парообразования, выявить основные особенности кипения: образование пузырьков, шум, предшествующий кипению, постоянство температуры кипения.

2.Развивающая: Научить видеть вокруг физические явления и уметь их правильно объяснять.

3.Воспитательная: Усилить интерес к предмету, расширить кругозор, формировать мировоззрение

Оборудование: прозрачный электрический чайник, колба с крышкой, в которую вставлена тонкая стеклянная трубка, насос, компьютер и плазменная панель или компьютерный проектор, презентация (приложение 1)

На доске. Основные этапы научного познания (наблюдение, гипотеза, опыт, теория, практика). В нашем кабинете есть плакат с этими словами.

Можно выписать “волшебные” слова-подсказки: испарение, насыщенный пар, атмосферное давление, конденсация, выталкивающая сила, сила тяжести, динамическое равновесие.

Эпиграф к уроку:

Попробуй пар не выпускать –
И чайник может бомбой стать!

В. Марков.

1. Вступление:

Учитель: Что может быть лучше горячего, хорошо заваренного чая?! И все знают, как правильно заварить чай. Перед тем, как заварить чай, воду предварительно кипятят.

Посмотрев на этот процесс под несколько иным углом зрения, мы можем найти в нем множество загадок, объяснения которым нет даже в самом толстой кулинарной книге. Тема урока – “Кипение” или “Загадки процесса кипения”.

Слайд 1

2. Изучение нового материала:

Учитель: Начнем нашу работу с наблюдения за процессом кипения воды в прозрачном чайнике.

Демонстрация процесса кипения воды в прозрачном чайнике. Наблюдения: пузырьки, которые поднимаются вверх и исчезают, шум, пузырьки лопаются на поверхности. Одновременно с закипающим чайником на столе учителя, демонстрируется слайд 2, на котором хорошо видно дно чайника и появляющиеся на дне пузырьки (к сожалению, видео пришлось удалить, осталась только фотография чайника).

Учитель: Все загадочные явления, сопровождающие кипение жидкости, которые нам не удалось рассмотреть, пока кипел чайник, мы легко увидим на модели. Слайд 3

Учитель: Включаем нагрев. Появляются пузырьки, которые по мере нагревания жидкости увеличиваются в объеме, всплывают и “схлопываются”, не доходя до поверхности. Именно в этот момент слышен характерный шум. При дальнейшем нагревании пузырьки лопаются на поверхности жидкости. Жидкость кипит. Температура жидкости при этом не меняется. Эта температура называется температурой кипения.

Слайд 4

Учитель: Четко сформулировав загадки процесса кипения, мы определим наши задачи на ближайшие 20 минут урока.

В ходе беседы формулируются загадки процесса кипения:

1. Почему появляются пузырьки?
2. Почему пузырьки увеличиваются и поднимаются вверх?
3. Почему слышен шум?
4. Почему пузырьки лопаются на поверхности жидкости при температуре кипения?
5. Почему при кипении температура жидкости не изменяется?

Слайд 5

Учитель: Загадка первая: Почему появляются пузырьки?

Ответ: Выделяется растворенный в воде кислород.

Слайд 6

Учитель: Почему пузырьки увеличиваются и поднимаются вверх?

В ходе беседы выясняется, что внутрь пузырька испаряется жидкость, объем пузырька увеличивается, выталкивающая сила становится больше силы тяжести и пузырек всплывает. Подсказки и элементы слайда появляются в ходе беседы по щелчку мышки.

Слайд 7

Учитель: Почему слышен шум? Для ответа на это вопрос заглянем внутрь пузырька.

В ходе беседы выясняется, что одновременно с испарением в пузырьке происходит процесс конденсации. Образуется насыщенный пар.

Пузырек, наполненный насыщенным паром, поднимается в верхние более холодные слои жидкости, давление насыщенного пара уменьшается и пузырек “схлопывается”. Этот процесс сопровождается характерным шумом. Слайд 8.

Слайд 9

Учитель: Почему при температуре кипения пузырьки лопаются?

В ходе беседы выясняется, что при температуре кипения давление насыщенного пара внутри пузырька больше атмосферного давления. Поэтому, при температуре кипения, пузырьки, поднявшиеся к поверхности жидкости, лопаются.

Слайд 10

Учитель: Почему температура жидкости при кипении не изменяется?

Ответ: Вся энергия расходуется на интенсивное парообразование.

Слайд 11

Учитель: А теперь сравним процессы испарения и кипения.

В чем сходство процессов?

Где происходит парообразование?

При какой температуре происходит парообразование?

Что происходит с температурой жидкости при испарении и кипении?

Таблица сравнения процессов заполняется на слайде после ответа учеников.

Слайд 12

Учитель: Сравнив эти процессы, вы можете дать определение процесса кипения.

Ученики дают определение процесса кипения, которое затем появляется на слайде.

По ходу работы с презентацией заполняется опорный конспект (приложение2)

Можно обратить внимание детей на то, что пузырьки поднимаются снизу вверх и конспект тоже заполняется снизу вверх!

Учитель: Ребята, найдите в учебнике таблицу. В ней указаны температуры кипения разных жидкостей. Найдите температуру кипения спирта, эфира. Сделайте вывод.

Ученик: У разных жидкостей t°_кип. разные.

Учитель: Обратите внимание на название таблицы. Прочитайте вслух.

Ученик: Температуры кипения различных жидкостей при нормальном атмосферном давлении.

Учитель: Последняя фраза очень важна. Все, что мы с вами сказали о кипении, можно пока считать гипотезой. Но гипотезу надо доказать. Конечно, у нас нет возможности проверить экспериментально все наши идеи. Но, если внутри пузырька насыщенный пар, если при температуре кипения давление внутри пузырька больше атмосферного, что произойдет при понижении давления на поверхность жидкости?

Ученики: Жидкость закипит при более низкой температуре! Вот это мы и проверим экспериментально.

Демонстрация: Кипение при пониженном давлении. [2]

Учитель: Гипотеза доказана экспериментально!

Последний этап метода научного познания – практика.

Слайд 13 Фотография кастрюли-скороварки

Учитель: Приготовление пищи в скороварке имеет массу преимуществ по сравнению с обычными способами варки в обычной кастрюле. Процесс приготовления пищи происходит при температуре 120°С и время приготовления значительно сокращается. Каким образом температуру кипения удается повысить до 120°С?

Обратите внимание на эпиграф к уроку. Почему чайник может стать бомбой? Чтобы предотвратить это, в кастрюле скороварке делают отверстие для выхода пара.

3. Закрепление.

Быстрое повторение учебного материала с помощью опорного конспекта.

Сказка: [3]

Жил - был царь. У него были три дочери: старшая, средняя и младшая. Младшая была самая красивая, самая любимая.  Царь был стар и умен. Он давно издал указ, по которому первая дочь, выходящая замуж получит пол - царства. Зная указ, средняя и старшая дочери очень хотели замуж,  и часто из-за этого ссорились. Младшая дочь замуж не собиралась. Чтобы разрешить все вопросы с замужеством и уладить ссоры, царь предложил провести такое соревнование.

Он поставил на стол три чайника. Они были совершенно одинаковы, как по внешнему виду, так и по вместимости.  Царь налил в каждый чайник равное  количество воды из ведра.

“Мои любимые дочери, - начал свою речь царь, - сейчас каждая из вас возьмет по чайнику и отправиться вместе со мной на кухню. Там вы поставите чайники на плиту и дождетесь, пока они закипят. Та дочь, у которой закипит чайник раньше, выйдет замуж первой”. 

Как не странно, но расчеты царя были точными, первым закипел чайник у младшей дочери.    Почему?        

Ответ: Старшая и средняя дочери очень хотели, чтоб их чайники закипели быстрее, и часто поднимали крышки чайников, проверяя, не кипит ли в них вода. Младшая дочь замуж не хотела и в чайник не заглядывала!

Домашнее задание: §18, рассказ о процессе кипения с помощью опорного конспекта.

Дополнительное задание: Пронаблюдайте за процессом приготовления чая дома и найдите как можно больше загадок, связанных с различными тепловыми явлениями. Свой ответ можно оформить в виде презентации.

Слайд 14

Литература:

1. А.В. Перышкин. Физика. 8 класс. Дрофа. Москва. 2008.
2. Демонстрационный эксперимент по физике в средней школе.
3. http://elkin52.narod.ru/

Приложение 1

Приложение 2