Лабораторная работа «Определение температуры отвердевания и удельной теплоты кристаллизации парафина»

Скачать
презентацию

Просмотреть
презентацию

Технологическая карта урока по физике в 10 классе.

Тема: Класс:		Лабораторная работа «Определение температуры отвердевания и удельной теплоты кристаллизации парафина». 10 класс
Тип урока:		Урок применения предметных умений
Цели урока		обеспечить освоение практических приемов определения температуры отвердевания и удельной теплоты кристаллизации парафина.
Задачи:		Образовательные: 1. углубить теоретические и практические знания по теме «Тепловые процессы при нагревании и охлаждении. Фазовые переходы»; 2.организовать деятельность обучающихся по применению полученных знаний на практике. Развивающие: 1.пробудить любознательность и инициативу, развивать устойчивый интерес к предмету; 2.развивать умения работать с физическим оборудованием; 3.развивать умения строить и анализировать графики и таблицы. Воспитательные: 1.продолжить воспитание коммуникативной компетенции; 2.вовлекать обучающихся в активную практическую деятельность; 3.в процессе выполнения лабораторной работы содействовать развитию личностных качеств: сосредоточенность и внимание, терпение и аккуратность.
Планируемый результат Предметные: В результате обучающийся знает, как определить температуру отвердевания и удельную теплоту кристаллизации. умеет пользоваться физическим оборудованием. имеет представление о фазовых переходах вещества при тепловых процессах. В результате обучающийся получает возможность научиться вычислять по формулам, научиться строить и анализировать графики. оценивать результат эксперимента и делать выводы		УУД
		Личностные: 1.ответственное отношение к учению, готовность и способность к саморазвитию и самообразованию на основе мотивации к обучению и познанию; 2.целостное мировоззрение, соответствующее современному уровню развития науки и общественной практики; 3.осознанное, уважительное и доброжелательное отношение к другому человеку, его мнению. Регулятивные: 1. умение соотносить свои действия с планируемыми результатами, осуществлять контроль своей деятельности в процессе достижения результата. Познавательные: 1.умение строить рассуждение от общих закономерностей к частным явлениям и от частных явлений к общим закономерностям; рассуждение на основе сравнения предметов и явлений, выделяя при этом общие признаки. Коммуникативные: 1. умение организовывать учебное сотрудничество и совместную деятельность с учителем и сверстниками; работать индивидуально и в группе: находить общее решение и разрешать конфликты на основе согласования позиций и учета интересов; формулировать, аргументировать и отстаивать свое мнение.
Основные понятия		Удельная теплота плавления, плавление, кристаллизация, фазовые переходы, энергия, температура плавления.
Организация пространства
Основные виды учебной деятельности обучающихся	Основные технологии		Основные методы	Формы работы	Ресурсы
1.Выполнение фронтальной лабораторной работы. 2.Анализ формул. 3.Объяснение наблюдаемых явлений. 4.Измерение физических величин. 5. Построение и анализ графиков. 6. Анализ и сравнение табличных данных.	Технология сотрудничества		Словесные, наглядные, практические	Общеклассная, парная	Лабораторное оборудование: термометр, расправленный парафин, секундомер, линейка. Ресурсы: 1. инструкции по выполнению работы; 2. таблицы «Температура плавления» и «Удельная теплота плавления веществ»; 3. презентация.

Структура и ход урока.

№	Этап урока	Задачи этапа	Деятельность учителя	Деятельность ученика	УУД	Время
Вводно-мотивационный этап
1.	Организационный этап	Психологическая подготовка к общению	Обеспечивает благоприятный настрой.	Настраиваются на работу.	Личностные	1 мин.

2.	Этап мотивации.	Обеспечить деятельность по актуализации знаний и определению целей урока.	Фронтальная беседа по вопросам. Предлагает назвать тему урока, определить цель.	Отвечают. Определяют тему урока и цель.	Личностные, познавательные, регулятивные	5 мин.

Операционно-содержательный этап
3.	Творческое применение и добывание знаний в новой ситуации	Способствовать деятельности обучающихся по самостоятельному решению задач.	Предлагает организовать деятельность согласно предложенным заданиям.	Выполняют. Работают в парах.	Личностные, познавательные, регулятивные	35 мин.
Рефлексивно-оценочный этап
4.	Подведение итогов, рефлексия.	Формируется адекватная самооценка личности, своих возможностей и способностей, достоинств и ограничений.	Учитель предлагает ответить на вопросы анкеты «Пора делать выводы».	Отвечают.	Личностные, познавательные, регулятивные	3 мин.
5.	Подача домашнего задания.	Закрепление изученного материала.	Запись на доске.	Записывают в дневник.	Личностные	1 мин.

Приложение.

Вопросы для беседы.

Вспомним!

1. Переход вещества из твердого состояния в жидкое…..
2. Переход вещества из жидкого состояния в твердое…..
3. Как изменяется внутренняя энергия вещества при фазовых переходах?
4. Как изменяется энергия молекул и их расположение?
5. Как изменяется характер движения молекул?
6. В какой момент тело начнет плавиться?
7. Изменяются ли молекулы вещества при плавлении?
8. Как изменяется температура вещества при плавлении?
9. Сравните внутреннюю энергию твердого тела и жидкости?

Физический практикум. Лабораторная работа «Определение температуры отвердевания и удельной теплоты кристаллизации парафина».

Теоретический материал: Плавление – переход вещества из твердого состояния в жидкое. Плавление каждого вещества происходит при определенной температуре, которую называют температурой плавления. Все подводимое тепло идет на разрушение кристаллической решетки, при этом увеличивается потенциальная энергия молекул. Кинетическая энергия остается без изменений и температура в процессе плавления не изменяется. После расплавления всего кристалла сообщаемое количество теплоты снова расходуется на увеличение кинетической энергии атомов или молекул расплава, что проявляется в дальнейшем повышении температуры.

Отвердевание или кристаллизация – процесс обратный плавлению. Осуществляется переход вещества из жидкого состояния твердое. Происходит при той же температуре, что и плавление. В процессе отвердевания также не изменяется. При охлаждении расплава до температуры кристаллизации за счёт уменьшения потенциальной энергии взаимодействия частиц среде отдаётся такое количество теплоты, какое было получено в процессе плавления твёрдого тела.

λ - удельная теплота плавления (кристаллизации) показывает какое количество теплоты необходимо сообщить 1кг данного вещества, чтобы перевести его из твердого (жидкого) состояния в жидкое (твердое) при условии, что оно уже нагрето (охлаждено) до температуры плавления (кристаллизации). Удельную теплоту плавления (кристаллизации) можно найти по формуле , где Q – количество теплоты, выделившееся при кристаллизации, m – масса парафина. Парафин – кристаллическое вещество, химическая формула парафина С20Н42. Количество теплоты Q нетрудно вычислить, считая, что количество теплоты q, отдаваемое парафином в единицу времени при охлаждении, остаётся постоянным при небольших изменениях температуры. Тогда Q = q(t2 – t1), где (t2 – t1) – интервал времени, в течении которого происходила кристаллизация парафина и его температура оставалась постоянной. Пренебрегая за малостью теплоёмкостью сосуда, получим, что при охлаждении расплава парафина в единицу времени среде отдаётся количество теплоты. q=cmT1-T2/t1

Тогда для расчета количества теплоты, выделившейся при кристаллизации, следует применить формулуQ=cmT1-T2/t1 (t2-t1). А удельную теплоту кристаллизации (плавления) вычислить по формуле.

λ = с(T1-T2)t1-t2/t1

Задание: исследуйте зависимость температуры расплавленного парафина от времени охлаждения. Определите температуру плавления (кристаллизации) парафина и удельную теплоту плавления (кристаллизации).

Приборы и материалы: термометр, расправленный парафин, секундомер.

Расчетная формула: λ = с(T1-T2)t1-t2/t1 удельная теплота кристаллизации парафина.

T1 – начальная температура парафина; T2 - температура кристаллизации; t1 - время охлаждения жидкого парафина; t2 - время кристаллизации. C=3200 Дж/кг К – удельная теплоемкость жидкого парафина.

Порядок выполнение работы.

1. Нагретый до 70 градусов расплавленный парафин вылейте в тигель (я использую металлическую коробку от старых диафильмов) из фольги. Опустить в парафин термометр, закрепленный в лапке штатива. Измерить начальную температуру парафина и запустить секундомер. Запишите в процессе опыта показания термометра и составьте таблицу зависимости температуры парафина от времени охлаждения. Опыт можно прекратить при температуре 30-35 градусов.

t, с (время)	0	30	60	90	120	150	180	210	…….
T,0C (температура)	70								……..

2. По результатам опыта постройте график T(t). Определите из графика температуру плавления парафина (кристаллизации).

3. Вычислите удельную теплоту кристаллизации (плавления) парафина по формуле λ = с(T1-T2)t1-t2/t1.

Необходимые значения температуры Т2 и времени t1, t2 найдите по графику зависимости Т(t).

4. Оцените полученный результат. Сравните λ и Т плавления с данными из таблицы.

5. Дополнительное задание. Используя это полученное значение и химическую формулу парафина С20Н42, оцените энергию связи молекул в кристалле парафина в расчёте на одну молекулу.

Решение. Число молекул в m кг парафина N = NAm/М, где М – молярная масса, NА – число Авогадро. Искомая энергии связи, приходящаяся на одну молекулу кристалла, равна ε = λ/N, или ε = λM/NА

презентация
PPTX / 658.71 Кб
Контрольные вопросы.

1. Что называется удельной теплотой плавления кристалла?

2. Как влияет значение удельной теплоты плавления (кристаллизации) вещества на длину горизонтального участка кривой отвердевания?

3. Почему наклоны участков, соответствующих охлаждению расплава и твердого парафина, на графике различны?

Подведем итог нашей работы на уроке. (Слайд№9)

Учитель предлагает ответить на вопросы анкеты «Пора делать выводы».

Учащиеся. Пора делать выводы.

Я сам_____________________________________________________________

? Самым трудным было___________________________________________

! Есть предложение__________________________

Литература.

1. Журнал «Физика в школе» №5, 1993 год.