Булану және конденсация 10 сынып

ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

«Тараз- ғасыр» колледжі

«Бекітемін»

директордың оқу және

жаңа технология

жөніндегі орынбасары

Ш.Б. Аширова

______________________

«____» _______20 __ ж.

Тақырыбы: Булану және конденсация

Оқытушы: Айбасова К.А

Пәні: Физика

Тобы: Мд1-16

«Жалпы білім беру және Әлеуметтік-гуманитарлық пәндер» кафедрасының

отырысында қаралып, бекітілді.

Хаттама № «____»______2015 ж

Кафедра меңгерушісі: З.Ә.Матаева

Тараз 2015 ж

Сабақ жоспары

Пән аты: Физика Топ: Мд1-16 күні: «18»11. 2016ж

Сабақ тақырыбы: Булану және конденсация. Кебу және қайнау

Сабақ түрі _аралас_

Сабақтың мақсаты

Білімділік: Білімгерлерге булану және конденсация құбылыстары туралы түсінік беру. Қаныққан және қанықпаған булардың айырмашылығын үйрету

Дамытушылық : Оқу материалдарын талдай білу дағдысын дамыту, бақылау,салыстыру; оқылған құбылыстар мен фактілерді салыстыра білу; қорытынды жасай білуге баулу. Жаңа білімді қолдану дағдысын дамыту, ақылға салу дағдысын дамыту, қалыптастыру.

Тәрбиелік: Жауапкешілікті сезіне отырып, жұмыс жасауға, өз жолдасының пікірін тыңдауға тәрбиелеу.

Пәнаралық байланыс: математика, информатика.

Сабақты жабдықтау

Қажетті көрнекіліктер: Инт.тақта, плакаттар, физикалық құралдар, слайд, қима-қағазадар.

Негізгі әдебиеттер:А.П.Рымкеевич « физика есептер жинағы» Алматы «Рауан»1998ж, Б.Кронгарт, В.Кем, Н. Қойшыбаев «физика»-10 сынып мектеп оқулығы, Алматы «Мектеп»,2010ж; Әлия Досжанова «физика есептері» Алматы, 2013ж;

Сабақтың барысы

1.Ұйымдастыру кезеңі:

1. Амандасу, білімгерлерді түгелдеу 3мин.

2. Кабинет тазалығы.

3. Білімгерлер назарын сабаққа аудару.

2.Өткен материалды қайталау 15 мин.

1. Жылу қозғалтқыштары дегеніміз не?

2. Дөңгелек цикл дегеніміз не?

3. Циклдік процес нешеге бөлінеді?

4. Жылу машинасының максимал ПӘК-ін алудың екі жолы қандай?

5. Жылу машиналарының түрлері мен қолданылуы?

6. Дизелдік жылу қозғалтқыш және газ трубиналары дегеніміз не?

7. «Оттың қозғаушы күші және осы күшті пайдалана алатын машиналар туралы ойлар» еңбегінің авторы?

8. Жылу қозғалтқыштарының шаруашылық салаларындағы рөлі қандай? (мысал келтір)

9. жылу қозғалтқыштары мен қоршаған ортаны ластануына мысал келтір?

3. Сөзжұмбақ (үй тапсырмасы бойынша). Мақсаты өз топтарының атауын түсіндіру.

4. Сергіту сәті ретінде «Сырлы сауалдар» (Жұмбақтар арқылы физикалық терминдерді еске түсіру):

1. Етек - жеңі жиналмай

Дауыл тұрса дым қалмай

Түйдектеліп көшеді

Тоз - тоз болып өшеді. Жауабы: Бұлт. (1балл)

2. Электр энергиясын өндіретін,

Үйіңе жарық ендіретін,

Ротор стартордан құрылымы,

Кім айтады мұндай құрылғыны? Жауабы: Генетатор (1 балл)

3. Асып кетсе кернеуді,

Төмендетіп береді,

Кеміп кетсе кернеуді

Жетерліктей береді,

Мұны ойлап тауып ед,

Яблочков пен Усагин,

Тұтынуға қажетті,

Тауып берем кернеуді. Жауабы: трансформатор (1балл)

4. Жарқылдан соң жаңағы,

Суға бөкті бар алап.

Көкте түрлі жолақты,

Өрнек тұрды ғаламат. Жауабы: кемпірқосақ (1 балл)

5. Күндіз қасыңнан қалмайды.

Бірақ ешкім ұстай алмайды.

Қорқақ па, қараңғыға бармайды. Жауабы: (Көлеңке) (1балл)

6. Жалғыз бағыт білері,

Бұрғаныңа көнбейді.

Жол көрсетіп береді

Бірақ өзі көрмейді. ( компас)

7. Алтын теңге кетеді,

Күміс теңге келеді. Жауабы: Күн мен Ай

8. Отқа жанбас,

Суға батпас. Жауабы: мұз (1балл)

9. Жылт - жылт етеді,

Жылғалардан өтеді Жауабы: Су (1 балл)

10. Бұлтты аспанның жүзінде,

Ойнайтын бұл немене? Жауабы: Найзағай. (1 балл)

11. Өзі затты құрайды,

Теңесуге таразыны сұрайды. Жауабы: Масса. (1балл)

12. Аса қажет өмірге халық үшін,

Пайдаланамыз күн сайын жарық үшін. (ток)

13. Тетігін бассаң алаңсыз

Жазады қалам қағазсыз. (компьютер)

14. Туыстарын шетінен,

Өбеді де бетінен.

Бала - шаға ұсағын,

Бауырына қысады. ( магнит)

15. Көкке қараған, жұлдыз санаған. (телескоп)

16. Шам, плита жұмысын жасай қалды,

Ал оның есептен - ақ басы айналды. (Электр есептегш)

17. Тар шеңберді айналып,

Тұр құдықта байланып.

Қаға берер таңдайды,

Әдетінен танбайды ( сағат)



18. Қозғалысқа келтіріп,

Жылдамдығын береді.

Өлшемдерін қарасақ,

Ньютонға ол келеді. (күш)



19. Жоғалмайды ешқашан,

Түрлендірсек егер де.

Басқа күйге ауысқан,

Жұмыс істейді әрқашан. (Энергия)



20. Бар ма, жоқ па оны анық білмейсің

Ол жоқ жерде өмір сүріп жүрмейсің. (ауа)



21. Жұрттың бәрі соны сүйеді,

Бірақ қарағысы келмейді. (күн)

5. Жаңа тақырыпты баяндау (тәжірибелер көрсету) 45 мин.

Газдардың көптеген қасиеттерінің олардың тегіне тәуелсіз болатыны белгілі. Бірақ неғұрлым температура төмен, ал қысым жоғары болған сайын, газ қасиеттерінің оның тегіне тәуелділігі біліне бастайды. Мұндай газды бу деп атайды, бұл атау оның сұйықтан пайда болғанын білдіреді. Температураны одан әрі төмендетіп, ал қысымды арттырсақ, онда газ сұйыққа айналады.

Газ сұйық күйге өтуден алысырақ болса, онда оның қасиеттері идеал газ қасиеттеріне жақын болады, ол қасиеттер бізге белгілі. Сондықтан біз бұдан әрі заттың сұйық күйден газ күйіне және керісінше өтуі кезінде білінетін қасиеттеріне ғана тоқталатын боламыз. бу қасиеттерін зерттеуді біз, міне, осы процестерден бастаймыз.

Заттың сұйық күйден газ күйіне өтуі булану, ал заттың газ күйінен сұйық күйге өтуі конденсация деп аталады. Булану процесінің заттың ішкі энергиясының артуымен, ал конденсация процесінің оның кемуімен қатар жүретінін еске сала кетейік. Демек, булану және конденсация зат пен қоршаған ортаның арасындағы энергия алмасу процесі кезінде өтеді екен.

Булану -кебу және қайнау түрінде жүреді. Кебу. Сұйықтың газ түріндегі ортамен немесе вакууммен шектесіп жататын еркін (ашық) бетінен пайда болатын булануды кебу деп атайды.

Кебу процесін молекулалы-кинетикалық теория тұрғысынан қарастырайық. Өзіміз білетіндей, сұйық молекулаларының энергиясы артуы тиіс. Демек, сұйықты тастап кету үшін молекула өзінің кинетикалық энергиясының азаюы есебінен жұмыс атқарады. Сұйықың беткі қабатында хаосты қозғалып жүрген молекулалардың ішінен сұйықты тастап кетуге тырысатын молекулалар табылады. Осындай молекула беттік қабатты тастап шығар кезде оны сұйыққа қарай тартатын күш пайда болады (1-сурет).

Сондықтан сұйықтан тек кинетикалық энергиясы қалыңдығы r_м қабаттағы молекулалық күштердің қарсылығын жеңуге қажетті жұмыстан артық болатын молекулалар ғана ұшып шығады, мұндағы r_м -молекулалық әрекет радиусы. Сұйықты тастап шыққан молекулалар жиынтығы оның бетіндегі буды түзеді. Сұйықты кинетикалық энергиясы біршама үлкен молекулалар тастап шығып, ал онда кинетикалық энергиясы төменірек болатын молекулалар қалатын болғандықтан, сұйықта қалатын молекулалардың ілгерлемелі қозғалысының W_к.ілг орташа кинетикалық энергиясы кебу кезінде азаяды, яғни кебу кезінде сұйық суиды.

1-тәжірибе: кебу кезінде сұйықтың температурасын төмендеуін дәлелдеу. (керекті құрал-жабдықтар: пипетка, мақта, градусник)

Сұйықтың бетінде хаосты қозғалып жүрген кейбір молекулалар қайтадан сұйыққа келіп түсіп жатады. Бұл сұйықтықтың кебуімен қатар, оның буының конденсациясының да жүретінін білдіреді. Сұйыққа оралатын бу молекуласы өзінің кинетикалық энергиясының бір бөлігін сұйық молекулаларына беретін болғандықтан, сұйық молекулаларының орташа кинетикалық энергиясы, яғни ішкі кинетикалық энергиясы W_R артады. Кебу процесі артығырақ кезде сұйық, керісінше қызады.

Молекулалық өзара әрекеттесу күші молекулалардың тегіне тәуелді болғандықтан, кебу жылдамдығы (қарқындылығы) сұйықтың түріне тәуелді болады. Бұл тәуелділік тәжірибе жүзінде жеңіл бақыланады, мысалы, бірдей ыдыстарға түрліше сұйықтардың бірдей көлемдерін құйсақ, онда біраз уақыттан кейін әртүрлі сұйықтардың кебу жылдамдықтарының да түрліше болатынын көреміз. Эфир спиртке қарағанда, ал спирт суға қарағанда тезірек кебеді.

Тәжірибе сұйықтың кебу жылдамдығы оның еркін бетінің ауданына тәуелді екенін көрсетеді. Осы аудан неғұрлым үлкен болған сайын, соғұрлым сұйық тезірек кебеді. Тәжірибе сұйықтың кебу жылдамдығы оның еркін бетінің ауданына тәуелді екенін көрсетеді. Осы аудан неғұрлым үлкен болған сайын, соғұрлым сұйық тезірек кебеді.

Кебу кез келген температурада өтіп жатады. Сондықтан сұйықтың еркін бетінде әрқашан осы сұйықтың буы болады. Температура артқан кезде сұйықтың кебу жылдамдығының да аратынын байқау қиын емес.

Сұйықтың кебуімен қатар оның буының конденсацияланатынын да білеміз, ал бұл кебу жылдамдығын төмендетеді. Сұйық бетіндегі бу молекулаларының тығыздығы артқан кезде будың конденсациясы да артады, ал бұдан келіп сұйықтың кебуі баяулайды. Демек, сұйықтың бетіндегі будың тығыздығы неғұрлым аз болса, соғұрлым кебу жылдамдығы артық болады. Сондықтан сұйық бетінен оның буын сорып алу-кебу процесін тездетеді.

Кебу процесі неге тәуелді екенін анықтауға арналған тәжірибелер:

1-топқа тапсырма: Кебу процесін жел тұрғанда тез жүретінін дәлелдеу.

Құрал-жабдықтар: спирт, пипетка, қағаз.

2-топқа тапсырма: Кебу процесі заттың шығу тегіне байланысты екенін дәлелдеу.

Құрал-жабдықтар: спирт, су,пипетка, 2- қағаз.

3-топқа тапсырма: кебу процесі температураға тәуелділігін дәлелдеу.

Құрал-жабдықтар: лампа, спирт, пипетка, сорғыш қағаз.

4-тапсырма: кебу процесінің жылдамдығы ауданға тәуелді екенін дәлелдеу.

Құрал-жабдықтар: аудандары әр түрлі қағаздар және сұйық (спирт)

Қайнау. Буланудың көп тараған екінші түрі- сұйықтардың қайнауы болып табылады. Тәжірибенің негізінде сұйықтың қайнау температурасы тұрақты қалатыны тағайындалған. Сұйықтың барлық көлемде және тұрақты температурада өтетін булану қайнау деп аталады.

Енді қайнау процесінің ерекшеліктерін анықтайық. Шыны колбаға су құйып, оны қыздыру процесін бақылайық. Суды қыздырған кезде колбаның түбінде және қабырғаларында газдың көпіршіктері пайда болады. Олардың қалай пайда болатынын қарастырайық.

Қатты дене бетінің газ молекулаларын ұстап тұру қасиеті болады, олар оған жабысып қалатын секілді. Газ молекулаларының қатты дененің бетіндегі молекулаларға «жабысып» қалуы адсорбция, ал қатты дененің бетімен байланысқан газды адсорбталған деп атайды.

Булану жылуы. Булануда заттың ішкі энергиясы артады, ал конденсация кезінде ол төмендейді. Осы поцестер кезінде сұйық пен бу температурасы бірдей болуы мүмкін, сондықтан заттың ішкі энергиясының өзгерісі тек молекулалардың потенциалдық энергиясының өзгерісі есебінен ғана болады. Сонымен, бірдей температурада сұйықтың бірлік массасының ішкі энергиясы оның буының бірлік массасының ішкі энергиясынан төмен болады.

Тәжірибе булану кезінде заттың тығыздығы төмендеп, ал алатын көлемі артатынын көрсетеді. Демек, булану барысында сыртқы қысымға қарсы бағытталған жұмыс атқарлуы тиіс. Сондықтан сұйықты тұрақты температурада буға айналдыру үшін оған берілетін жылу мөлшерінің бір бөлігі заттың ішкі энергиясын арттыруға, қалғаны заттың ұлғаюы кезінде сыртқы күштерге қарсы жұмыс атқаруға жұмсалады.

Практикада сұйықты буға айналдыру үшін жылу алмасу арқылы оған жылу беріледі. Сұйықты тұрақты температурада буға айналдыруға қажетті Q_б жылу мөлшері булану жылуы деп аталады. Буды сұйыққа айналдыру үшін одан конденсация жылуы деп аталатын Q_к жылуды алып кету керек. Егер сыртқы шарттар бірдей болса, онда бірдей заттың бірдей массасы үшін булану жылуы конденсация жылуына тең.

Калориметрдің көмегімен Q_б булану жылуының сұйықтың буға айналдырылған m массасына тура пропорционал екені тағайындалған:

мұндағы пропорционалдық коэффициент, оның шамасы сұйықтың түріне және сыртқы шарттарға тәуелді.

Булану жылуының заттың түріне және сыртқы шарттарға тәуелділігін сипаттайтын шамасы меншікті булану жылуы деп аталады. Меншікті булану жылуы тұрақты температурада сұйықтың бірлік массасын буға айналдыруға қажетті жылу мөлшерімен өлшенеді:

L=

SI жүйесінде өлшем бірлігі үшін тұрақты температурада заттың 1 кг массасын буға айналдыруға 1Дж жылу мөлшері қажет болатын сұйықтың меншікті булану жылуы алынады. Мысалы, судың 373 К (100 ⁰С) температура кезіндегі меншікті булану жылуы 2,26 болады.

Тәжірибе арқылы температура жоғарылаған кезде меншікті булану жылуының төмендейтінің білдік. Мұның себебі қыздырылған сұйықтың көлемі ұлғаяды. Осы кезде молекулалардың арақашықтықтары артады және молекулалардың өзара әрекеттесу күштері азаяды. Сонымен қатар температура неғұрлым жоғарлаған сайын сұйық молекулаларының Е_ілг орташа кинетикалық энергиясы да жоғары және олардың сұйықты тастап ұшып шығуы үшін қажетті энергиясы соғұрлым төмен болады.

6. Жаңа сабақ бойынша топпен есеп шығарып жарысу.

1-топ: Балқу температурасында алынған, массасы 4 кг қорғасынды балқытуға қажет жылу мөлшері? (Жауабы: 1)

2-топ: Температурасы 100 ⁰ С массасы 250 г буды суға айналдырғандағы бөлінетін жылу мөлшері неге тең? () (Жауабы: 575 кДж)

3-топ: Көлемі 0,25м³ керосин толық жанғанда бөлінетін жылу мөлшері қандай? (Керосиннің меншікті жану жылуы ³)

7. Сәйкестендіру кестесі, шрифтаграмма топпен жарыс.

А) Сәйкестендіру кестесі:

Менделеев-Клайперон теңдеуі -

Ньютонның 2-ші заңы: F=ma

Жылу мөлшері:

Дененің ішкі энергиясы

Молекулалар мен атомдарды үлкейтіп көрсететін құрал- Микроскоп

Күшті өлшейтін құрал- динометр

Үдеудің өлшем бірлігі- м/с²

Жылдамдықтың өлшем бірлігі- м/с

Изотермиялық процессті ашқан ғалым- Бойль-Мариот

Изохоралық процесті ашқан ғалым - Ж. Шарль

Изобаралық процесті ашқан ғалым - Гей-Люссак

Авагадро тұрақтысы

Больцман тұрақтысы- 1,38

Универсал газ тұрақтысы- 8,31 Дж/Моль

Ә) Шрифтаграммамен жұмыс (көзге арналған жаттығу)15 мин.

I. Булану және конденсация

II. Кебу және қайнау

III. Булану жылуы

8. Адасқан әріптер: (физикаға байланысты сөздер шығуы керек. қай топ бірінші жауап береді 1балл қосылады)

Лжуы- жылу

Штқалызоғқ- қозғалтқыш

Ебку- кебу

Недияаснокц-конденсация

Рономияса - астрономия

Дамдықлыж - Жылдамдық

Апертурамет - температура

Олж - жол

Мақсалдықсыз - салмақсыздық

IX. «Физикалық диктант...»

1. Табиғаттағы физикалық құбылыстарды әрі денелердің физикалық қасиеттерін зерттейтін ғылым ...... деп аталады. (Физика)

2. Пішіні мен көлемін сақтау ..... ...... тән қасиет. (қатты денеге)

3. Дене молекулаларының қозғалыс жылдамдығы неғұрлым үлкен болса, оның ............. соғұрлым жоғары болады. (температурасы)

4. Заттың газ күйінен ..... күйге өтуі конденсация деп аталады. (сұйық)

5. Сұйықтың барлық көлемінде және тұрақты температурада өтетін булану...... деп аталады. (қайнау)

6. Заттың сұйық күйден газ күйіне өту процесі....... деп аталады.( Булану)

7. Булану 2 түрде жүреді: қайнау және ....процесі. (қайнау)

8. Молекулалық өзара әрекеттесу күші молекулалардың тегіне тәуелді болғандықтан, кебу жылдамдығы (қарқындылығы) сұйықтың ......тәуелді болады. (түріне, заттың тегіне)

9. Сұйықты тұрақты температурада буға айналдыруға қажетті Q_б жылу мөлшері.... деп аталады. (булану жылуы)

Бағалау (бағалау парағы арқылы білімгерлер өз-өздерін бағалау):

Үй тапсырмасы:А.П. Рымкеевия «физика есептерінің жинағы» № 646-650 есептерді шығару

Сабақ жоспарын құрастырған оқытушы: Айбасова К.

Бағалау парағы

Оқу мақсаты:

• молекула-кинетикалық теория негізінде заттың сұйық күйден газ күйіне және кері айналуын сипаттау.

• Булану жұтылатын конденсациялау бөлінетін жылу мөлшерінің формуласын есептер шығаруда қолданылу.

Жетістік критерилері:

• Булану және конденсация процесін сипаттай алады.

• Қайнау және кебу процесінің бір-бірінен айырмашылығын біледі және түсіндіреді.

• Қайнау және кебу процестерінің қандай факторларға байланысты екенін анықтай алады.

• Меншікті булану жылуының физикалық мағынасын түсіндіре алады.

• Булану жұтылатын конденсациялау бөлінетін жылу мөлшерінің формуласын есептер шығаруда қолданылу.

1- тап

2-тап

3-тап

Өзіндік жұмыс

Сұрақтарға жауап беру

кедергілер

Шешу жолдары

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7

8