Урок по физике "график плавления и отвердевания кристаллических тел". Краткосрочный план урока

Цели и задачи урока: совершенствование навыков умения графического решения задач, повторение основных физических понятий по данной теме; развитие устной и письменной речи, логического мышления; активизации познавательной деятельности через содержание и степень сложности задач; формирование интереса к теме.

План урока.

Ход урока

Необходимые оборудование и материалы: компьютер, проектор, экран, доска, программа Ms Power Point, у каждого ученика: термометр лабораторный, пробирка с парафином, пробиркодержатель, стакан с холодной и горячей водой, калориметр.

Управление:

Запуск презентации "клавиша F5", остановка - "клавиша Esc".

Смены всех слайдов организованы по щелчку левой кнопкой мыши (или по клавише "стрелка вправо").

Возврат к предыдущему слайду "стрелка влево".

I. Повторение изученного материала.

1. Какие агрегатные состояния вещества вы знаете? (Слайд 1)

2. Чем определяется то или иное агрегатное состояние вещества? (Слайд 2)

3. Приведите примеры нахождения вещества в различных агрегатных состояниях в природе. (Слайд 3)

4. Какое практическое значение имеют явления перехода вещества из одного агрегатного состояния в другое? (Слайд 4)

5. Какой процесс соответствует переходу вещества из жидкого состояния в твёрдое? (Слайд 5)

6. Какой процесс соответствует переходу вещества из твердого состояния в жидкость? (Слайд 6)

7. Что такое сублимация? Приведите примеры. (Слайд 7)

8. Как изменяется скорость молекул вещества при переходе из жидкого состояния в твердое?

II. Изучение нового материала

На уроке мы изучим процесс плавления и кристаллизации кристаллического вещества - парафина, построим график данных процессов.

В ходе выполнения физического эксперимента выясним, как изменяется температура парафина при нагревании и охлаждении.

Выполнять эксперимент вы будете по описаниям к работе.

Перед выполнением работы напомню вам правила по технике безопасности:

При выполнении лабораторной работы будьте внимательны и осторожны.

Техника безопасности.

1. В калориметрах находится вода 60?С, будьте аккуратны.

2. При работе со стеклянными приборами соблюдайте осторожность.

3. Если случайно разбили прибор, то сообщите учителю, не убирайте осколки самостоятельно.

III. Фронтальный физический эксперимент.

На столах учащихся находятся листы с описанием работы (Приложение 2), по которым они выполняют эксперимент, строят график процесса и делают выводы. (Слайды 5).

IV. Закрепление изученного материала.

Подведение итогов фронтального эксперимента.

Выводы:

При нагревании парафина в твёрдом состоянии до температуры 50?С, температура увеличивается.

В процессе плавления температура остаётся постоянной.

Когда весь парафин расплавился, то при дальнейшем нагревании температура увеличивается.

При охлаждении жидкого парафина температура уменьшается.

В процессе кристаллизации температура остаётся постоянной.

Когда весь парафин отвердеет, при дальнейшем охлаждении температура уменьшается.

Структурная схема: "Плавление и отвердевание кристаллических тел"

(Слайд 12) Работа по схеме.

Явления

Научные факты

Гипотеза

Идеальный объект

Величины

Законы

Применение

При плавлении кристаллического тела температура не изменяется.

При отвердевании кристаллического тела температура не изменяется

При плавлении кристаллического тела кинетическая энергия атомов увеличивается, кристаллическая решётка разрушается.

При отвердевании кинетическая энергия уменьшается происходит построение кристаллической решётки.

Твёрдое тело - тело, атомы которого являются материальными точками, расположенные упорядоченно (кристаллическая решётка), взаимодействуют между собой силами взаимного притяжения и отталкивания.

Q- количество теплоты

Удельная теплота плавления

Q = m - поглощается

Q = m - выделяется

1. Для расчёта количества теплоты

2. Для применения в технике, металлургии.

3. тепловые процессы в природе (таяние ледников, замерзание рек зимой, и т. д.

4. Напишите свои примеры.

Температура, при которой происходит переход твердого вещества в жидкое состояние, называется температурой плавления.

Процесс кристаллизации будет идти также при постоянной температуре. Она называется температурой кристаллизации. При этом температура плавления равна температуре кристаллизации.

Таким образом, плавление и кристаллизация - два симметричных процесса. В первом случае вещество поглощает энергию извне, а во втором - отдает в окружающую среду.

Различные температуры плавления определяют области применения различных твердых тел в быту, технике. Из тугоплавких металлов изготавливают жаропрочные конструкции в самолетах и ракетах, атомных реакторах и электротехнике.

Закрепление знаний и подготовка к самостоятельной работе.

1. На рисунке изображен график нагревания и плавления кристаллического тела. (Слайд)

2. К каждой из ниже перечисленных ситуаций подберите график, который наиболее верно отражает происходящие с веществом процессы:

а) медь нагревают и плавят;

б) цинк нагревают до 400°С;

в) плавящийся стеарин нагревают до 100°С;

г) железо, взятое при 1539°С, нагревают до 1600°С;

д) олово нагревают от 100 до 232°С;

е) алюминий нагревают от 500 до 700°С.

Ответы: 1-б; 2-а; 3-в; 4-в; 5-б; 6-г;

На графике отражены наблюдения за изменением температуры двух

кристаллических веществ. Ответьте на вопросы:

а) В какие моменты времени началось наблюдение за каждым веществом? Сколько времени оно длилось?

б) Какое вещество начало плавиться раньше? Какое вещество расплавилось раньше?

в) Укажи температуру плавления каждого вещества. Назови вещества, графики нагревания, и плавления которых изображены.

4. Можно ли в алюминиевой ложке расплавить железо?

5.. Можно ли пользоваться ртутным термометром на полюсе холода, где была зафиксирована самая низкая температура - 88 градусов Цельсия?

6. Температура сгорания пороховых газов порядка 3500 градусов Цельсия. Почему ствол ружья не плавится при выстреле?

Ответы: Нельзя, так как температура плавления железа гораздо выше, чем температура плавления алюминия.

5.Нельзя, так как ртуть при такой температуре замерзнет, и термометр выйдет из строя.

6.Для нагревания и плавления вещества требуется время, и кратковременность сгорания пороха не позволяет стволу ружья нагреться до температуры плавления.

4. Самостоятельная работа. (Приложение 3).

Вариант 1

На рисунке 1,а изображен график нагревания и плавления кристаллического тела.

I. Какая температура тела была при первом наблюдении?

1. 300 °С; 2. 600 °С; 3. 100 °С; 4. 50 °С; 5. 550 °С.

II. Какой процесс на графике характеризует отрезок АБ?

III. Какой процесс на графике характеризует отрезок БВ?

1. Нагревание. 2. Охлаждение. 3. Плавление. 4. Отвердевание.

IV. При какой температуре начался процесс плавления?

1. 50 °С; 2. 100 °С; 3. 600 °С; 4. 1200 °С; 5. 1000 °С.

V. Какое время тело плавилось?

1. 8 мин; 2. 4 мин; 3. 12 мин; 4. 16 мин; 5. 7 мин.

VI. Изменялась ли температура тела во время плавления?

VII. Какой процесс на графике характеризует отрезок ВГ?

1. Нагревание. 2. Охлаждение. 3. Плавление. 4. Отвердевание.

VIII. Какую температуру имело тело в последнее наблюдение?

1. 50 °С; 2. 500 °С; 3. 550 °С; 4. 40 °С; 5. 1100 °С.

Вариант 2

На рисунке 101,6 изображен график охлаждения и отвердевания кристаллического тела.

I. Какую температуру имело тело при первом наблюдении?

1. 400 °С; 2. 110°С; 3. 100 °С; 4. 50 °С; 5. 440 °С.

II. Какой процесс на графике характеризует отрезок АБ?

1. Нагревание. 2. Охлаждение. 3. Плавление. 4. Отвердевание.

III. Какой процесс на графике характеризует отрезок БВ?

1. Нагревание. 2. Охлаждение. 3. Плавление. 4. Отвердевание.

IV. При какой температуре начался процесс отвердевания?

1. 80 °С; 2. 350 °С; 3. 320 °С; 4. 450 °С; 5. 1000 °С.

V. Какое время отвердевало тело?

1. 8 мин; 2. 4 мин; 3. 12 мин;-4. 16 мин; 5. 7 мин.

VI. Изменялась ли температура тела во время отвердевания?

1. Увеличивалась. 2. Уменьшалась. 3. Не изменялась.

VII. Какой процесс на графике характеризует отрезок ВГ?

1. Нагревание. 2. Охлаждение. 3. Плавление. 4. Отвердевание.

VIII. Какую температуру имело тело в момент последнего наблюдения?

1. 10 °С; 2. 500 °С; 3. 350 °С; 4. 40 °С; 5. 1100 °С.

Подведение итогов самостоятельной работы.

1 вариант

I-4, II-1, III-3, IV-5, V-2, VI-3,VII-1, VIII-5.

2 вариант

I-2, II-2, III-4, IV-1, V-2, VI-3,VII-2, VIII-4.

Дополнительный материал: Просмотр видеоролика: "плавление льда при t<0C?"

Сообщения учащихся о применении плавления и кристаллизации в промышленности.

Домашнее задание.

14 учебника; вопросы и задания к параграфу.

Задачи и упражнения.

Сборник задач В. И. Лукашика, Е. В. Ивановой, № 1055-1057

Список литературы:

Пёрышкин А.В. Физика 8 класс. - М.: Дрофа.2009.
Кабардин О. Ф. Кабардина С. И. Орлов В. А. Задания для итогового контроля знаний учащихся по физике 7-11. - М.: Просвещение 1995.
Лукашик В. И. Иванова Е. В. Сборник задач по физике. 7-9. - М.: Просвещение 2005.
Буров В. А. Кабанов С. Ф. Свиридов В. И. Фронтальные экспериментальные задания по физике.
Постников А. В. Проверка знаний учащихся по физике 6-7. - М.: Просвещение 1986.
Кабардин О. Ф., Шефер Н. И. Определение температуры отвердевания и удельной теплоты кристаллизации парафина. Физика в школе №5 1993.
Видеокассета "Школьный физический эксперимент"
Картинки с сайтов.

Тест. Плавления и отвердевания кристаллических тел (работа с графиками)

Вариант I

I. Какая температура тела была при первом наблюдении?

1. Нагревание.

2. Охлаждение.

3. Плавление.

4. Отвердевание.

1. Нагревание.

2. Охлаждение.

3. Плавление.

4. Отвердевание.

IV. При какой температуре начался процесс плавления?

1. Увеличивалась.

2. Уменьшалась.

3. Не изменялась.

1. Нагревание.

2. Охлаждение.

3. Плавление.

4. Отвердевание.

Вариант II

II. Какой процесс на графике характеризует отрезок AB?

1. Нагревание.

2. Охлаждение.

3. Плавление.

4. Отвердевание.

III. Какой процесс на графике характеризует отрезок BС?

1. Нагревание.

2. Охлаждение.

3. Плавление.

4. Отвердевание.

1. Увеличивалась.

2. Уменьшалась.

3. Не изменялась.

VII. Какой процесс на графике характеризует отрезок CD?

1. Нагревание.

2. Охлаждение.

3. Плавление.

4. Отвердевание.

VIII. Какую температуру имело тело в последнее наблюдение?

Вариант III

На рисунке изображен график нагревания и плавления кристаллического тела.

I. Какую температуру имело тело в момент первого наблюдения?

1. 400°С. 2. 110°С. 3. 100°С.

4. 50°С. 5. 440°С.

II. Какой процесс на графике характеризует отрезок AB?

1. Нагревание.

2. Охлаждение.

3. Плавление.

4. Отвердевание.

III. Какой процесс на графике характеризует отрезок BС?

1. Нагревание.

2. Охлаждение.

3. Плавление.

4. Отвердевание.

IV. При какой температуре начался процесс плавления тела?

V. Какое время тело плавилось?

VI. Изменялась ли температура тела во время плавления?

1. Увеличивалась.

2. Уменьшалась.

3. Не изменялась.

VII. Какой процесс на графике характеризует отрезок CD?

1. Нагревание.

2. Охлаждение.

3. Плавление.

4. Отвердевание

VIII. Какую температуру имело тело в последнее наблюдение?

Вариант IV

На рисунке изображен график охлаждения и отвердевания кристаллического тела.

I. Какую температуру имело тело при первом наблюдении?

II. Какой процесс на графике характеризует отрезок AB?

1. Нагревание.

2. Охлаждение.

3. Плавление.

4. Отвердевание

III. Какой процесс на графике характеризует отрезок BС?

1. Нагревание.

2. Охлаждение.

3. Плавление.

4. Отвердевание

IV. При какой температуре начался процесс отвердевания?

V. Какое время отвердевало тело?

VI. Изменялась ли температура тела во время отвердевания?

1. Увеличивалась.

2. Уменьшалась.

3. Не изменялась.

VII. Какой процесс на графике характеризует отрезок CD?

1. Нагревание.

2. Охлаждение.

3. Плавление.

4. Отвердевание

VIII. Какую температуру имело тело в последнее наблюдение?

«Тепловые явления. Агрегатные состояния вещества» 8 класс .

Вариант 1.

А.1. Свинец плавится при температуре 327о С. Что можно сказать о температуре отвердевания свинца? 1) она равна 327о С;

2) она ниже температуры плавления;

3) она выше температуры плавления;

А.2. При какой температуре ртуть приобретает кристаллическое состояние вещества?

1) 420о С; 4) 0о С;

2) -39о С;о С.

А.3 . В земле на глубине 100 км температура около 1000о С. Какой из металлов находится в нерасплавленном состоянии?

1) цинк; 2) олово; 3) железо.

А.4. Газ, выходящий из сопла реактивного самолета, имеет температуру 500оС-700о С. Может ли сопло изготавливаться из алюминия ?

1) может; 2) нельзя.

А.5. Какая температура тела была в первый момент наблюдения?

А.6.

1) нагревание; 3) плавление;

А.7

1) нагревание; 3) плавление;

2) охлаждение; 4) отвердевание.

А.8. При какой температуре начался процесс плавления?

1) 50о С;о С;о С.

2) 100о С;о С;

А.9. Какое время плавилось тело?

1) 8мин.; 3) 12мин; 5) 7мин.

2) 3мин; 4) 16мин;

А.10. Изменилась ли температура тела во время плавления?

А.11.

1) нагревание; 3) плавление;

2) охлаждение; 4) отвердевание.

А.12. ?

1) 50о С;о С;о С.

2) 500оС; 4) 40о С;

А.13 . Молекулы в кристаллах расположены:

А.14 . При нагревании тел средняя скорость движения молекул:

А.15 . Что можно сказать о внутренней энергии воды массой 1кг. при температуре

0о С и льда массой 1кг при той же температуре?

1) внутренняя энергия воды и льда одинаковая;

2) лед имеет большую внутреннюю энергию;

3) вода имеет большую внутреннюю энергию.

А.16 . Какая энергия требуется для того, чтобы расплавить свинец массой 1кг при температуре 327о С?

1) 0,84*105Дж; 3) 5,9*106 Дж; 5) 2,1*106 Дж.

2) 0,25*105 Дж; 4) 3,9*106 Дж;

А.17 . Алюминиевое, медное и оловянное тела нагреты, так что каждое находится при температуре плавления. Какому из них требуется большее количество теплоты для плавления, если их массы одинаковые?

1) алюминиевому; 3) медному.

2) оловянному;

А.18 . Во время ледохода вблизи реки температура воздуха……….., чем вдали от нее. Это объясняется тем, что энергия………..тающим льдом.

1) выше……выделяется; 3) выше……поглощается;

2) ниже……. выделяется; 4) ниже……поглощается;

А.19 . Какая энергия требуется для плавления железа массой 1кг при температуре плавления?

1) 2,5*105 Дж; 3) 8,4*105 Дж; 5) 3,9*105 Дж.

2) 2,7*105 Дж; 4) 5,9*105 Дж;

А.20 . Какая энергия требуется для плавления железа массой 5кг при температуре плавления?

1) 2,3*105 Дж; 3) 7,8*106 Дж; 5) 1,35*106 Дж.

2) 2,0*105 Дж; 4) 6,2*105 Дж;

А.21 .Сталь получают при плавлении железного лома в мартеновских печах. Какая энергия требуется для плавления железного лома массой 5т, имеющего температуру10оС? Температуру плавления стали принять 1460о С.

1) 4,05*106Дж; 4) 1,47*106 Дж;

2) 3,99*106Дж; 5) 4,90*106 кДж.

3) 1,97*106Дж;

А.22 .Испарением называют явление:

1) переход молекул в пар с поверхности и изнутри жидкости;

А.23 .Испарение происходит:

1) при температуре кипения;

2) при любой температуре;

3) при определенной температуре для каждой жидкости.

А.24 . Если нет притока энергии к жидкости от других тел, то при ее испарении температура:

1) не изменяется; 2) увеличивается; 3) уменьшается.

А.25 . Внутренняя энергия при испарении жидкости:

1) не изменяется; 2) увеличивается; 3) уменьшается.

А.26 . В каком агрегатном состоянии будет находиться цинк при температуре кипения ртути и нормальном атмосферном давлении?

1) в твердом; 2) в жидком; 3) в газообразном.

А.27 .Равна ли внутренняя энергия воды массой 1кг при температуре 100оС внутренней энергии водяного пара массой 1кг при той же температуре?

2) внутренняя энергия пара больше внутренней энергии воды на 2,3*106 Дж;

3) внутренняя энергия пара меньше внутренней энергии воды на 2,3*106 Дж;

В.1. Определите количество теплоты, необходимое для обращения в пар 8кг эфира,

взятого при температуре 10оС.

В.2 . Какая энергия выделится при отвердевании 2,5кг серебра, взятого при

температуре плавления, и его дальнейшем охлаждении до 160оС.

С.1. Какая установится окончательная температура, если 500г льда при температуре

0оС погрузить в 4 л воды при температуре 30оС.

С.1 .Сколько дров надо сжечь в печке, КПД=40%, чтобы получить из 200кг снега,

взятого при температуре 10оС, воду при 20оС.

«Тепловые явления. Агрегатные состояния вещества» 8 класс.

Вариант 2.

А.1. При плавлении кристаллического вещества его температура:

1) не изменяется; 2) увеличивается; 3) уменьшается;

А.2. При какой температуре цинк может быть в твердом и жидком состоянии?

1) 420о С; 4) 0о С;

2) -39о С;о С.

3) 1300о С -1500оС;

А.3 . Какой из металлов – цинк, олово или железо-не расплавится при температуре меди?

1) цинк; 2) олово; 3) железо.

А.4. Температура наружной поверхности ракеты во время полета повышается до 1500оС-2000о С. Какой металл пригоден для изготовления наружной обшивки ракеты?

1) олово; 3) сталь;

2) медь; 4) вольфрам.

А.5.Какая температура была в первый момент наблюдения?

А.6. Какой процесс на графике характеризует отрезок АБ?

1) нагревание; 3) плавление;

2) охлаждение; 4) отвердевание.

А.7 .Какой процесс на графике характеризует отрезок БВ?

1) нагревание; 3) плавление;

2) охлаждение; 4) отвердевание.

А.8. При какой температуре начался процесс отвердевания?

1) 80о С;о С;о С.

2) 350о С;о С;

А.9. Какое время отвердевает тело?

1) 8мин.; 3) 12мин; 5) 7мин.

2) 4мин; 4) 16мин;

А.10. Изменилась ли температура тела во время отвердевания?

1) увеличилась? 2) уменьшилась; 3) не изменилась.

А.11. Какой процесс на графике характеризует отрезок ВГ?

1) нагревание; 3) плавление;

2) охлаждение; 4) отвердевание.

А.12. Какую температуру имело тело в последний момент наблюдения?

1) 10о С;оС;о С; 4) 40о С;о С.

А.13 . Молекулы в расплавленном веществе расположены:

1) в строгом порядке; 2) в беспорядке.

А.14 . Молекулы в расплавленном веществе движутся………….силами молекулярного притяжения.

1) хаотически, не удерживаясь в определенных местах;

2) около положения равновесия, удерживаясь;

3) около положения равновесия, не удерживаясь в определенных местах.

А.15 . Что можно сказать о внутренней энергии расплавленного и нерасплавленного свинца массой 1кг при температуре 327о С?

1) внутренняя энергия одинаковая;

2) внутренняя энергия расплавленного свинца больше, чем у нерасплавленного;

3) внутренняя энергия у нерасплавленного свинца больше, чем у расплавленного;

А.16 . Какая энергия выделится при отвердевании алюминия массой 1кг при температуре 660о С?

1) 2,7*105Дж; 3) 0,25*105 Дж; 5) 2,1*105 Дж.

2) 0,84*105 Дж; 4) 3,9*105 Дж;

А.17 . В комнату с температурой воздуха 0оС внесли лед такой же температуры. Будет ли таять лед?

1) будет, так как лед тает при 0оС;

2) не будет, так как не будет притока энергии;

3) будет, так как энергия заимствуется от других тел.

А.18 . Во время обильного снегопада зимой температура воздуха……….., так как при отвердевании капелек воды, образовавшихся из облаков…………..энергия.

1) повышается……….поглощается;

2) понижается………..выделяется;

3) повышается……….выделяется;

4) понижается………..поглощается.

А.19 . Какая энергия требуется для плавления олова массой 1кг при температуре плавления?

1) 0,25*105 Дж; 3) 0,84*105 Дж; 5) 3,9*105 Дж.

2) 0,94*105 Дж; 4) 0,59*105 Дж;

А.20 . Какая энергия требуется для плавления олова массой 4кг при температуре плавления?

1) 2,36*105 Дж; 3) 7,8*107 Дж; 5) 4,7*105 Дж.

2) 2,0*105 Дж; 4) 6,2*105 Дж;

А.21 .Какое количество теплоты требуется для плавления меди массой 2т, имеющего температуру25оС? Температуру плавления меди принять о С

1) 5,29*107 кДж; 3) 1,97*105кДж;

2) 3,99*105 кДж; 4) 1,268*105к Дж; 5) 3,53*106 кДж.

А.22 .Конденсация называют явление, при котором происходит:

1) испарение не только с поверхности но и изнутри жидкости;

2) переход молекул из жидкости в пар;

3) переход молекул из пара в жидкость;

А.23 .Конденсация пара сопровождается…………..энергии.

1) поглощением; 2) выделением;

А.24. При одной и той же температуре количество теплоты, выделившейся при конденсации………..количества (количеству) теплоты, поглощенной при испарении.

1) больше; 2) меньше; 3) равно.

А.25 . В тарелку и стакан налили воду одинаковой массы. Из какого сосуда она испарится быстрее при одинаковых условиях

1) из тарелки; 2) из стакана; 3) одинаково.

А.26 . Испарится ли вода в открытом сосуде при 0оС?

1)да, испарение происходит при любой температуре;

2) нет, при 0оС вода отвердевает;

3) не испаряется, образование пара происходит при кипении жидкости.

А.27 .Удельная теплота парообразования ртути 0,3*106 Дж/кг. Это значит, что для……энергии.

1) превращения ртути 0,3*106кг в пар при температуре кипения требуется 1Дж;

2) превращения ртути 1кг в пар при температуре кипения требуется 0,3*106 Дж;

3) нагревания до температуры кипения и превращения в пар ртути массой 1кг

требуется 0,3*106 Дж.

В.1. Определите количество теплоты, выделившееся при охлаждении и дальнейшей

кристаллизации воды массой 2кг. Начальная температура воды 30оС.

В.2 . Какое количество теплоты потребуется для нагревания 1г свинца, начальная

температура которого 27о С.

С.1. Какое количество теплоты необходимо для плавления 3кг льда, имеющего

начальную температуру-20ос, и нагрева образовавшейся воды до температуры

С.2 .В сосуд с водой, имеющий температуру 0о С, впустили 1кг стоградусного

водяного пара. Через некоторое время в сосуде установилась температура20оС.

Определите массу воды, первоначально находящейся в сосуде.

Тестирование в 8классе по итогам 1 полугодия рассчитано на 2 академических часа.

Тест состоит из трех частей:

1) часть А - выбрать правильный ответ;

2) часть В - решить задачу;

3) часть С - решить задачу повышенной сложности.

Критерии оценивания:

1) за каждое правильно выполненное задание в части А-1 балл;

2) за правильно решенную задачу в части В-2 балла;

3) за правильно решенную задачу в части С-3 балла; при этом решение задач можно оценивать частями по 1 баллу(правильно записаны формулы, названы процессы, изображены графики процессов и т. д.)

	Вариант-1	Вариант-2

Оценка «5» - от 32 до 38 баллов;

«4» - от 24 до 31балла;

«3» - от 16 до 23 баллов;

«2» - 15 баллов.

МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА № 3 с. АРЗГИР

АРЗГИРСКОГО РАЙОНА СТАВРОПОЛЬСКОГО КРАЯ

ТЕМА УРОКА:

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ ПО ТЕМЕ: «ПЛАВЛЕНИЕ И ОТВЕРДЕВАНИЕ КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ТЕЛ

учитель физики МБОУ СОШ №3

с. Арзгир, Арзгирского района

Ставропольского края

Колесник Людмила Николаевна

2016г

Раздел программы: «Изменение агрегатных состояний вещества»

Тема урока: «Решение задач по теме «Плавление и отвердевание кристаллических тел».

Цели урока:

образовательная: углубить и закрепить теоретические знания обучающихся о плавлении и отвердевании кристаллических тел посредством решения задач

развивающая: в целях развития логического мышления обучающихся научить их сравнивать и выявлять общее и отличительное в изучаемых явлениях

воспитательная: показать познаваемость мира и его закономерностей

Тип урока: Урок практического применения знаний и умений

Вид урока: Урок решения задач

Оборудование: раздаточный материал, презентация

Методы и приемы: Словесные, наглядные, частично поисковые

Ход урока

Вступительное слово учителя

Про теплоту начнем рассказ,
Всё вспомним, обобщим сейчас
Мозги не доведём мы до плавления
Их тренируем до изнеможенья!
Задачу мы любую одолеем
И другу помочь всегда сумеем!

Организационный момент (готовность к уроку, проверка отсутствующих). 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.

Первый этап- тестирование и самопроверка и проговаривание с места детьми.

Тест: Плавление и отвердевание кристаллических тел.

1. Переход вещества из жидкого состояния в твердое называют

А. Плавлением.

Б. Диффузией.

В. Отвердеванием.

Г. Нагреванием.

Д. Охлаждением.

2. Чугун плавится при температуре 1200 0 С. Что можно сказать о температуре отвердевания чугуна?

А. Может быть любой.

Б. Равна 1200 0 С.

В. Выше температуры плавления

Г. Ниже температуры плавления.

3. Какой отрезок графика характеризует процесс нагревания твердого тела?

А. АВ.

Б. ВС.

В. СD

4. В каких единицах измеряется удельная теплота плавления?

А. Дж / кг Б. Дж / кг∙ о С В. Дж Г. кг

5.Количество теплоты, выделившееся при отвердевании тела, равно …

А. Произведению массы тела на удельную теплоту плавления.

Б. Отношению удельной теплоты плавления к массе тела.

В. Отношению массы тела к удельной теплоте плавления.

1. Переход вещества из твердого состояния в жидкое называют

А. Охлаждением.

Б. Отвердеванием.

В. Диффузией.

Г. Нагреванием.

Д. Плавлением.

2. Олово отвердевает при температуре 232 0 С. Что можно сказать о температуре его плавления?

А. Выше температуры отвердевания

Б. Может быть любой.

В. Равна 232 0 С.

Г. Ниже температуры отвердевания

3. Какой отрезок графика характеризует процесс отвердевания?

А. АВ.

Б. ВС.

В. СD

4. Удельной теплотой плавления называют количество теплоты, необходимое для...

А. Нагревания твердого кристаллического вещества массой 1 кг до температуры плавления.

Б. Превращения в жидкость твердого кристаллического вещества при температуре плавления.

В. Превращения при температуре плавления твердого кристаллического вещества массой 1 кг в жидкость.

5. По какой из формул определяется количество теплоты, необходимого для плавления вещества?

А. Б. В. Г.

Самоконтроль.

Самостоятельно проверьте правильность выполнения теста – открыть ответы на доске и поставьте + или – напротив ответов. А теперь поставьте оценку – соответственно количеству правильных ответов. Проговорить у кто получил 5,3,4 и какие были допущены ошибки.

Второй этап- работа фронтально с классом.

1. На рисунке изображен график нагревания и плавления кристаллического тела.

I . Какая температура тела была при первом наблюдении?

1 . 300 °С; 2. 600 °С; 3. 100 °С; 4. 50 °С; 5. 550 °С.

II АБ?

III . Какой процесс на графике характеризует отрезок БВ?

1. Нагревание. 2. Охлаждение. 3. Плавление. 4. Отвердевание.

IV . При какой температуре начался процесс плавления?

1. 50 °С; 2. 100 °С; 3. 600 °С; 4. 1200 °С; 5. 1000 °С.

V . Какое время тело плавилось?

1. 8 мин; 2. 4 мин; 3. 12 мин; 4. 16 мин; 5. 7 мин.

VI . Изменялась ли температура тела во время плавления?

1. Увеличивалась. 2. Уменьшалась. 3. Не изменялась.

VII . Какой процесс на графике характеризует отрезок ВГ?

1. Нагревание. 2. Охлаждение. 3. Плавление. 4. Отвердевание.

VIII . Какую температуру имело тело в последнее наблюдение?

50 °С; 2. 500 °С; 3. 550 °С; 4. 40 °С; 5. 1100 °С.

Два тигля с одинаковым количеством расплавленного свинца остывают в разных помещениях: в теплом и холодном. В какой из графиков построен для теплого помещения и какой для холодного?

Третий этап- физкультминутка. Упражнения для снятия зрительного утомления.

1. Зажмурить глаза. Открыть глаза (5 раз).

2. Круговые движения глазами. Головой не вращать (10 раз).

3. Не поворачивая головы, отвести глаза как можно дальше влево. Не моргать. Посмотреть прямо. Несколько раз моргнуть. Закрыть глаза и отдохнуть. То же самое вправо (2-3 раза).

4. Смотреть на какой-либо предмет, находящийся перед собой, и поворачивать голову вправо и влево, не отрывая взгляда от этого предмета (2-3 раза).

5. Смотреть в окно вдаль в течение 1 минуты.

Четвертый этап-работа с текстом из материалов ОГЭ по группам (задание 20,21 ОГЭ по физике.).

Дети из 3 парты подсаживаются на 1 и 2 парты своего ряда, группа работает с текстом из материалов ОГЭ на месте. Текс и вопросы даны на листочках.

Как замерзают растворы

Если охладить раствор какой-либо соли в воде, то обнаружится, что температура кристаллизации понизилась. Кристаллики появятся в жидкости лишь при температуре на несколько градусов ниже нуля градусов. Температура кристаллизации зависит от концентрации раствора. Она тем ниже, чем выше концентрация раствора. Например, при растворении 45 кг поваренной соли в 1 м3 воды температура кристаллизации уменьшается до –3 °С. Самую низкую температуру имеет насыщенный раствор, т. е. раствор, содержащий максимально возможное количество растворённой соли. При этом уменьшение температуры достаточно существенное. Так, насыщенный раствор поваренной соли в воде кристаллизуется при температуре –21 °С, а насыщенный раствор хлористого кальция – при температуре –55 °С. Рассмотрим, как идёт процесс кристаллизации. После того как в растворе появятся первые кристаллики льда, концентрация раствора повысится. Возрастёт относительное число молекул соли, увеличатся помехи процессу кристаллизации воды, и температура кристаллизации понизится. Если дальше не понижать температуру, то кристаллизация остановится. При дальнейшем понижении температуры кристаллики воды продолжат образовываться, и раствор станет насыщенным. Дальнейшее обогащение раствора растворённым веществом (солью) становится невозможным, и раствор застывает сразу. Если рассмотреть замёрзшую смесь в , то можно увидеть, что она состоит из кристалликов льда и кристалликов соли. Таким образом, раствор замерзает не так, как простая жидкость. Процесс замерзания растягивается на большой температурный интервал.

Что получится, если посыпать какую-нибудь обледеневшую поверхность солью? Ответ па вопрос хорошо известен дворникам: как только соль придет в соприкосновение со льдом, лед начнет таять. Чтобы явление имело место, нужно, конечно, чтобы температура замерзания насыщенного раствора соли была ниже температуры воздуха. При смешении льда с солью лед плавится, а соль растворяется в воде. Но на плавление нужно тепло, и лед забирает его у своего окружения. В результате температура воздуха понижается. Таким образом, добавление соли ко льду приводит к понижению температуры.

Задания к тексту

Вопросы 1 ряду:

Что происходит с температурой кристаллизации раствора при увеличении концентрации растворенного вещества?

Что происходит с температурой воздуха при плавлении льда?

Вопросы 2 ряду:

Что происходит при смешивании льда с солью?

Как происходит процесс замерзания раствора?

Вопросы 3 ряду:

Что мешает процессу замерзания воды в растворе?

От чего зависит температура кристаллизации раствора?

Обговариваем все ответы детей вслух

Пятый этап- решение задач.

1. Вспомнить виды задач на плавление.

2. Вспомнить алгоритм решения задач.

Алгоритм решения задач на тепловые расчеты

1. Внимательно прочитайте условие задачи, запишите его с помощью общепринятых буквенных обозначений; все величины выразить в системе «СИ».

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.

Примечание:

а) Перед решением задачи обязательно обрати внимание, при какой температуре находится предложенное в условии задачи вещество. Если вещество уже взято при температуре плавления , то задача решается в одно действие: Q = λ m .

б) Если вещество взято не при температуре плавления , то задача решается в три действия:

1) сначала нужно определить, какое количество теплоты необходимо для нагревания вещества от начальной температуры t 1 до температуры плавления t 2 по формуле:

Q 1 = c m ( t 2 – t 1 );

2) потом вычислить количество теплоты, необходимое для плавления вещества уже при температуре плавления: Q 2 = λ m ;

3) определить общее количество теплоты Q общее = Q 1 + Q 2

3. Решение задач из материалов ОГЭ по физике (1 человек решает её у доски)

Задача. Какое количество теплоты необходимо для плавления куска свинца массой 2 кг, взятого при температуре 27 °С? (λ=0,25×10 5 Дж/кг, с=140Дж/(кг× о С))

1) 50 кДж

2) 78 кДж

3) 84 кДж

4) 134 кДж

Решение.

При плавлении свинца поглощается теплоты, где - удельная теплота плавления свинца. При нагревании поглощается теплота где - удельная теплоёмкость свинца, t 2 =327 о С - температура плавления свинца, t 1 =27 о С. Всего при плавлении и нагревании выделится теплота:

0,25×10 5 ×2+140×2×(327-27)=50000+84000=1340000Дж.

Ответ: 4.

Дополнительная задача. На рисунке представлен график зависимости температуры от полученного количества теплоты для вещества массой 2 кг. Первоначально вещество находилось в твёрдом состоянии. Определите удельную теплоту плавления вещества.

1) 25 кДж/кг

2) 50 кДж/кг

3) 64 кДж/кг

4) 128 кДж/кг

Решение.

Удельная теплота плавления - это величина энергии, необходимая, чтобы расплавить единицу массы. На графике плавлению соответствует горизонтальный участок. Таким образом,

Правильный ответ указан под номером 1.

Дом. работа:

1. Повторить п.12-15

2. Работа с текстом из материала ОГЭ по физике

Ледяная магия.
Между внешним давлением и точкой замерзания (плавления) воды наблюдается интересная зависимость. С повышением давления до 2200 атмосфер она падает: с увеличением давления на каждую атмосферу температура плавления понижается на 0,0075°С. При дальнейшем увеличении давления точка замерзания воды начинает расти: при давлении 3530 атмосфер вода замерзает при 17°С, при 6380 атмосферах - при 0°С, а при 20 670 атмосферах - при 76°С. В последнем случае будет наблюдаться горячий лёд. При давлении в 1 атмосферу объём воды при замерзании резко возрастает (примерно на 11 %). В замкнутом пространстве такой процесс приводит к возникновению громадного избыточного давления. Вода, замерзая, разрывает горные породы, дробит многотонные глыбы. В 1872 году англичанин Боттомли впервые экспериментально обнаружил явление режеляции льда. Проволоку с подвешенным на ней грузом помещают на кусок льда. Проволока постепенно разрезает лёд, имеющий температуру 0°С, однако после прохождения проволоки разрез затягивается льдом, и в результате кусок льда остаётся целым. Долгое время думали, что лёд под лезвиями коньков тает потому, что испытывает сильное давление, температура плавления льда понижается - и лёд плавится. Однако расчёты показывают, что человек массой 60 килограммов, стоя на коньках, оказывает на лёд давление примерно 15 атмосфер. Это означает, что под коньками температура плавления льда уменьшается только на 0,11 ° С. Такого повышения температуры явно недостаточно для того, чтобы лёд стал плавиться под давлением коньков при катании, например при -10 °С.

Задания к тексту
1. Как зависит температура плавления льда от внешнего давления?
2. Приведите два примера, которые иллюстрируют возникновение избыточного давления при замерзании воды.
3. Попробуйте объяснить своими словами, что может означать термин «режеляция».
4. При протекании какого процесса может выделяться теплота, которая идёт на плавление льда при катании на коньках?

3. Какое количество теплоты выделится при кристаллизации 2 кг расплавленного олова, взятого при температуре кристаллизации, и последующем его охлаждении до 32°С?

1) 210 кДж 2) 156 кДж 3) 92 кДж 4) 14,72 кДж

Рефлексия.

Вариант 1

1. Количество теплоты, выделившееся при отвердевании тела, зависит от...

А. Рода вещества и его массы.

Б. Плотности тела и температуры отвердевания.

В. Температуры отвердевания и его массы.

Г. Массы тела, температуры отвердевания и рода вещества.

На рисунке изображен график изменения температуры тела с течением времени. Масса тела 500 г, удельная теплота плавления . Рассмотрев рисунок, ответьте на вопросы 2-5.

2. Какой отрезок графика характеризует процесс нагревания жидкости?

А. АВ. Б. ВС. В. CD .

А. 600 °С. Б. 650 °С. В. 700 °С. Г. 750 °С. Д. 900 °С.

А. 28 мин. Б. 10 мин. В. 6 мин. Г. 20 мин. Д. 14 мин.

А. 185 000 Дж.

Б. 185 000 000 Дж.

В. 740 Дж.

Г. 740 000 Дж.

Д. 0,00135 Дж.

Вариант 2

1. Количество теплоты, переданное телу при плавлении, равно...

A. Отношению массы тела к удельной теплоте плавления.
Б.

На рисунке изображен график изменения температуры тела с течением времени. Масса тела 150 г, удельная теплота плавления

2. Какой отрезок графика характеризует процесс отвердевания?

А. АВ. Б. ВС. В. CD .

3. При какой температуре закончилось отвердевание?
А. 1000 °С.

Б. 1400 °С.

В. 1450 °С.

Г. 1500 °С.
Д. 1600 °С.

А. 8 мин. Б. 5 мин. В. 13 мин. Г. 2 мин. Д. 15 мин.

А. 0,005 Дж.

Б. 45 000 000 Дж.

В. 2 000 000 Дж.
Г. 45 000 Дж.

Д. 2000 Дж.

График плавления и отвердевания кристаллических тел

Вариант 3

1. При отвердевании кристаллического вещества выделяется...

А. Больше количества теплоты, чем поглощается им при плавлении. Б. Такое же количество теплоты, какое по глощается при его плавлении.

В. Меньше количества теплоты, чем поглощается им при плавлении.

На рисунке изображен график изменения температуры тела с течением времени. Масса тела 250 г, удельная теплота плавления . Рассмотрев рисунок, ответьте на вопросы 2-5.

2. Какой отрезок графика характеризует процесс нагревания твердого тела?

А. АВ. Б. ВС. В. CD .

3. При какой температуре закончилось плавление?
А. 30 °С. Б. 140 °С. В. 160 °С. Г. 180 °С. Д. 200 °С.

4. Сколько времени тело плавилось?

А. 18 мин. Б. 42 мин. В. 30 мин. Г. 24 мин. Д. 8 мин.

5. Какое количество теплоты было затрачено на процесс плавления?

А. 0,58 Дж.

Б. 1720 Дж.

В. 107 500 Дж.
Г. 1 720 000 Дж.

Д. 107 500 000 Дж.

График плавления и отвердевания кристаллических тел

Вариант 4

1. Количество теплоты, затраченное на плавление тела, зависит от...

А. Плотности тела и температуры плавления.

Б. Массы тела, температуры плавления и рода вещества.

В. Температуры плавления и его массы.

Г. Рода вещества и его массы.

На рисунке изображен график изменения температуры тела с течением времени. Масса тела 200 г, удельная теплота плавления . Рассмотрев рисунок, ответьте на вопросы 2-5.

2. Какой отрезок графика характеризует процесс охлаждения жидкости?

А. АВ. Б. ВС. В. CD .

3. При какой температуре началось отвердевание?

А. 1200 °С. В. 3400 °С. Д. 4800 °С.

Б. 3000 °С. Г. 3500 °С.

4. Сколько времени тело отвердевало?

А. 24 мин. Б. 10 мин. В. 18 мин. Г. 6 мин. Д. 8 мин.

5. Какое количество теплоты было выделено в процессе отвердевания?

А. 37 000 000 Дж. Г. 925 Дж.

Б. 925 000 Дж. Д. 37 000 Дж.

В. 0,00108 Дж.

График плавления и отвердевания кристаллических тел

Вариант 5

1. Количество теплоты, выделившееся при отвердевании тела, равно...

А. Произведению массы тела на удельную теплоту плавления.

Б. Отношению удельной теплоты плавления к массе тела.

В. Отношению массы тела к удельной теплоте плавления.

На рисунке изображен график изменения температуры тела с течением времени. Масса тела 400 г, удельная теплота плавления . Рассмотрев рисунок, ответьте на вопросы 2-5.

2. Какой отрезок графика характеризует процесс плавления?

А. АВ. Б. ВС. В. CD .

3. При какой температуре началось плавление?

А. 10 °С. Б. 20 °С. В. 250 °С. Г. 270 °С. Д. 300 °С.

4. Сколько времени тело плавилось?

А. 6 мин. Б. 11 мин. В. 4 мин. Г. 7 мин. Д. 14 мин.

5. Какое количество теплоты было затрачено на процесс плавления?

А. 0,008 Дж.

Б. 20 000 Дж.

В. 125 Дж.
Г. 20 000 000 Дж.

Д. 125 000 Дж.

График плавления и отвердевания кристаллических тел

Вариант 6

1. Удельной теплотой плавления называют количество теплоты, необходимое для...

А. Нагревания твердого кристаллического вещества массой 1 кг до температуры плавления.

Б. Превращения в жидкость твердого кристаллического вещества при температуре плавления.

В. Превращения при температуре плавления твердого кристаллического вещества массой 1 кг в жидкость.

На рисунке изображен график изменения температуры тела с течением времени. Масса тела 750 г, удельная теплота плавления . Рассмотрев рисунок, ответьте на вопросы 2-5.