Федорчук Светлана Александровна

Урок физики в 10 классе «Насыщенный пар. Давление насыщенного пара. Кипение и испарение жидкостей»

Материал опубликован 14 January 2023

10 класс Урок ____ Дата ________

НАСЫЩЕННЫЙ ПАР. ДАВЛЕНИЕ НАСЫЩЕННОГО ПАРА. КИПЕНИЕ И ИСПАРЕНИЕ ЖИДКОСТЕЙ

Цель: повторить и углубить знания учащихся об испарении, кипении и конденсации; формирование понятий насыщенного и ненасыщенного пара

Планируемые результаты

Предметные:

определять понятия насыщенного и ненасыщенного пара, испарения, кипения и конденсации;

выяснить, что давление насыщенного пара зависит от температуры, не зависит от его объема;

получат возможность объяснять зависимость температуры кипения жидкости от давления; применять полученные знания для объяснения физических явлений в природе

Метапредметные:

умение полно и точно выражать свои мысли в соответствии с задачами и условиями коммуникации;

расширение представлений о связи физики с жизненным опытом, о наличии широких возможностей применения физических законов в природе и жизни человека;

воспитание культуры умственного труда, внимания, аккуратности, усидчивости, целеустремленности

Личностные:

формирование ответственного отношения к учению, готовности и способности к саморазвитию и самообразованию на основе мотивации к учению и познанию;

расширение кругозора, развитие умения видеть проявления изученных закономерностей в окружающей жизни;

развитие умений анализировать учебный материал, сравнивать, сопоставлять изучаемые факты, применять знания в конкретных ситуациях

Тип урока: комбинированный урок

Оборудование: ПК, интерактивная доска; колба с водой, спиртовка

Учебник: Физика. 10 класс: учебник для общеобразовательных организаций с приложением на электронном носителе: базовый уровень / Г. Я. Мякишев, Б. Б Буховцев, Н. Н. Сотский. – М.: Просвещение, 2022. – 432 с.

ХОД УРОКА:

Организационный этап

Актуализация знаний Проверочная работа

В – 1 Изотермический процесс	В – 2 Изобарный процесс	В – 3 Изохорный процесс
Ответить на вопросы:
1. Какие величины сохраняются?
2. Как изменяются остальные величины?
3. Название закона, описывающего данный процесс.
4. Формулировка закона.
5. График, описывающий данный процесс.

ВЗАИМОПРОВЕРКА:

Изотермический процесс	Изобарный процесс	Изохорный процесс
1. T = const, m = const	1. p = const, m = const	1. V = const, m = const
2. при ↑V → p ↓ и наоборот: при ↓V → p ↑ (обратно пропорционально)	2. при ↑Т → V↑ и наоборот: при ↓T → V↓ (прямо пропорционально)	2. при ↑Т → p↑ и наоборот: при ↓T → p↓ (прямо пропорционально)
3. закон Бойля – Мариотта	3. закон Гей-Люссака	3. закон Шарля
4. Для данной массы газа при T = const произведение pV = const	4. Для данной массы газа при р = const отношение V/Т = const	4. Для данной массы газа при V=const отношение p/Т= const
5.	5.	5.

Мотивация. Этап постановки целей и задач урока

– Почему в городской местности труднее переносится жара даже 25° С, а в сельской местности и большая температура переносится легче?

– Почему даже в жаркий день, выйдя из реки после купания, человек ощущает холод?

– Почему зимой на окнах появляются узоры?

Ответы учащихся

Любое вещество при определенных условиях может находиться в различных агрегатных состояниях – твердом, жидком и газообразном. Переход из одного состояния в другое называется фазовым переходом. Испарение и конденсация являются примерами фазовых переходов.

– Какова тема сегодняшнего урока?

– На какие вопросы вы хотели бы ответить на сегодняшнем уроке? Узнать … Научиться …

Открытие новых знаний

http://school-collection.edu.ru/catalog/res/669b797c-e921-11dc-95ff-0800200c9a66/?interface=catalog

Испарение – процесс превращения жидкости в пар, происходящий с поверхности жидкости.

– Вспомните, от каких факторов зависит скорость испарения?

Скорость испарения тем больше, чем больше площадь свободной поверхности жидкости, выше ее температура и чем быстрее удаляются образовавшиеся над жидкостью пары (от наличия ветра).

Совокупность молекул, покинувших жидкость при парообразовании, называется паром этой жидкости.

Динамическое равновесие – состояние, при котором число молекул, покидающих поверхность жидкости за некоторый промежуток времени, будет равно в среднем числу молекул пара, возвратившихся за то же время в жидкость.

Насыщенный пар – пар, находящийся в динамическом равновесии со своей жидкостью.

http://school-collection.edu.ru/catalog/res/634a12b3-6c05-4e78-af6e-aded24aa9f7c/?interface=catalog

Ненасыщенный пар – если пар постепенно сжимают при постоянной температуре, а превращение его в жидкость не происходит.

Так как свободную поверхность жидкости покидают наиболее быстрые молекулы, процесс испарения сопровождается снижением средней кинетической энергии теплового движения молекул жидкости, а значит, понижением ее температуры.

Параллельно с рассмотренным процессом испарения происходит и обратный процесс возврата молекул пара в жидкость. Процесс превращения пара в жидкость называется конденсацией.

Давление насыщенного пара – давление p_н.п, при котором жидкость находится в равновесии со своим паром.

Работа с учебником, § 72

Основные свойства насыщенного пара:

При постоянной температуре давление насыщенного пара pн.п не зависит от его объёма V.

При постоянном объёме давление насыщенного пара с ростом температуры увеличивается быстрее, чем давление идеального газа, вследствие роста концентрации молекул.

Уравнение p=nkT описывает состояние насыщенного пара только приближённо.

При изменении температуры пара в закрытом сосуде (или при изменении объема при постоянной температуре) изменяется масса пара.

Критическая температура – максимальная температура, при которой пар еще может превратиться в жидкость.

Если температура газа выше критической (Tг > Tк), то газ не перейдет в жидкое состояние ни при каком давлении.

Если температура газа равна критической (Tг = Tк), то газ перейдет в жидкое состояние и без перехода в состояние насыщения.

Если температура газа меньше критической (Tг < Tк), то изотермическое сжатие приведет газ в начале в состояние насыщения, а затем в жидкое состояние.

Кипение – это процесс парообразования, происходящий по всему объему жидкости при определенной температуре кипения и внешнем давлении.

Температура жидкости, при которой давление её насыщенного пара равно или превышает внешнее давление, называется температурой кипения.

Демонстрация процесса кипения

Выводы:

Кипение начинается при температуре, при которой давление насыщенного пара в пузырьках сравнивается с давлением в жидкости.

Чем больше внешнее давление, тем выше температура кипения.

Температуру кипения, можно понизить, если уменьшать внешнее давление.

ФИЗМИНУТКА

Включение нового знания в систему

Работа в группах

Вернемся к началу нашего урока и еще раз ответим на задачи-вопросы. Сравним ответы и определим, что мы узнали сегодня, какие выводы можно сделать.

Почему зимой при дыхании образуется туман, а летом — нет? Т. к. крошечные капельки воды, образовавшиеся при дыхании зимой, успевают замерзнуть, и образуется туман. А летом разность температур между выдыхаемым воздухом и окружающей средой маленькая, поэтому туман не образуется.

Почему зимой в чистом воздухе (в горах, за городом) не образуется туман при выдыхании воздуха? Необходимо, чтобы в воздухе содержалось достаточно большое число центров конденсации пара: ионы, капельки воды, пылинки, частички сажи, всевозможные мелкие загрязнения.

Какое значение для организма человека имеет выделение пота?

Давление водяного пара при 14 ⁰С равно 1 кПа. Был ли этот пар насыщенным?

По таблице находим, что при t = 14 °С р_нп = 1,6 кПа > p. Значит, пар не является насыщенным.

В закрытом сосуде вместимостью 2 л находится насыщенный водяной пар при 20 °С. Сколько воды образуется в сосуде при понижении температуры до 5 °С?

Дано:

V = 2·10^–3м³

t₁ = 20 °С

t₂ = 5 °С

m – ?

Решение:

1) По таблице плотность н.п.: ρ₁ = 17,3 г/см3, ρ₂ = 6,8 г/см3

2) Масса образовавшейся воды = массе сконденсированных паров:

m = m₁ – m₂ = ρ₁V₁ – ρ₂V₂ = V(ρ1 – ρ2);

m = 2·10 ^–3м³(17,3 г/см³– 6,8 г/см³)= 2·10^–3 м³· 10,5 г/см³= 21·10^–3 г

Ответ: 21 мг

Домашнее задание

Изучить §§ 71, 72

Выполнить зад. ЕГЭ (с. 239)

Подведение итогов Рефлексия

Как звучала тема урока?

Какие цели стояли перед вами в начале урока?

Что нового вы узнали? Чему научились?

В чем возникли трудности?

Что было полезным?

Где эти знания вы сможете применить?