Урок по Физике 8 класс

Открытый урок по физике в 8 классе.

Тема: Агрегатные состояния вещества.

Плавление. Отвердевание. Графики.

Цели урока:

• углубить и обобщить знания об агрегатных состояниях вещества, изучить в каких состояниях могут находиться вещества;

• научить учащихся понимать суть таких тепловых явлений, как плавление и кристаллизация; изучить особенности в поведении вещества при переходе из твердого состояния в жидкое и обратно.

Задачи урока:

- обучающие - сформулировать представление о свойствах твёрдых тел, газов, жидкостей.

- развивающие - развитие учащихся навыков речи, анализа, выводы по пройденному и изученному материалу.

- воспитательные - привитие умственного труда, создание всех условий,для повышения интереса к изученному предмету.

Основные термины:

Агрегатное состояние - это состояние вещества, которое характеризуется определёнными качественными свойствами: - способность или неспособность сохранять форму и объём; - наличие или отсутствие ближнего и дальнего порядка; - другими.

Плавление - это когда вещество из твёрдого состояния переходит в жидкое.

Кристаллизация - переход вещества из жидкого состояния в твердое.

Парообразование - переход вещества из жидкости в газ.

Сублимация - переход сразу в газ из твёрдого тела, минуя жидкое.

Оборудование: модели кристаллических решеток, набор кристаллических и аморфных тел, компьютер, мультимедиа проектор.

Демонстрации: наблюдение за процессами испарения, плавления и кристаллизации.

Ход урока

I. Организационный момент

II. Анализ результатов контрольной работы

Перед началом изучения новой темы необходимо провести краткий анализ результатов контрольной работы, обсудить наиболее типичные ошибки, рассмотреть решения некоторых задач у доски.

III. Изучение нового материала

План изложения нового материала:

1. Три агрегатных состояния вещества.

2. Виды перехода из одного агрегатного состояния в другое.

3. Демонстрация плавления льда.

4. Температура плавления; температура кристаллизации.

5.График плавления и отвердевания.

Агрегатное состояние - это состояние вещества, которое характеризуется определёнными качественными свойствами: - способность или неспособность сохранять форму и объём; - наличие или отсутствие ближнего и дальнего порядка; - другими. Если агрегатное состояние изменяется , то это состояние может сопровождаться скачкообразными переменами энтропии, свободной энергии, плотности и других физических свойств.

Все вещества существуют в трех агрегатных состояниях: жидком, твердом и газообразном. Четвертым агрегатным состоянием вещества является плазма. (Рисунок 5)

Рис.1. Агрегатное состояние вещества.

Когда один процесс переходит в другой, это сопровождается скачкообразным изменением ряда физических свойств (теплопроводности, плотности и др.). Наличие у вещества нескольких агрегатных состояний обусловлено различиями в тепловом движении его молекул (атомов) и в их взаимосвязи при различных условиях.

Твёрдое тело.

Его состояние характеризуется свойством сохранять форму и объём. Атомы твёрдого тела исполняют всего лишь небольшие колебания вокруг состояния равновесия. В твёрдом теле присутствует как ближний порядок, так и дальний. (Рисунок 2)

Рис.2. Твёрдое тело.

Жидкость.

Его состояние, при котором оно владеет маленькой сжимаемостью (хорошо сохраняет объём, но не способно сохранять форму). Жидкость легко может принимать форму любого сосуда, в который она будет помещена. Молекулы или атомы жидкости выполняют колебания вблизи состояния равновесия и часто перескакивают на свободные места. В жидком состоянии присутствует только ближний порядок. (рисунок 3)

Рис.3. Жидкость.

Газ.

Состояние газа характеризуется хорошей сжимаемостью. Отсутствие способности сохранять как форму, так и объём. Газ занимает весь объём, который ему предоставлен. Молекулы и атомы газа ведут себя относительно свободно. Расстояния между атомами и молекулами гораздо больше их размеров. (Рисунок 4)

Рис.4. Газ.

Плазма.

Плазму часто относят к агрегатным состояниям вещества. Она отличатся от газа большой степенью ионизации атомов. В состоянии плазмы находится большая часть барионного вещества (по массе около 99,9%). (Рисунок 5)

Рис.5. Плазменная декоративная лампа.

Агрегатное состояние вещества можно определить расположением, взаимодействием и характером движения молекул. (Рисунок 6)

Рис.6. Агрегатное состояние вещества при изменении температуры.

2.На примере моделей кристаллических решеток видно, что в твердом состоянии положение молекул упорядочено. Они не могут свободно перемещаться по телу.

Молекулы жидкости не имеют такой структуры в расположении, силы взаимодействия у них меньше, чем у молекул твердых тел, и поэтому даже под действием небольших внешних сил они легко перемещаются. Жидкости обладают текучестью.

Молекулы газа еще слабее связаны друг с другом, и поэтому перемещаются по всему объему с большими скоростями. При этом они часто сталкиваются друг с другом. Это можно наблюдать на примере распространения запаха духов по комнате.

Делается вывод: во-первых, в разных агрегатных состояниях расположение атомов и молекул различно; во-вторых, внутренняя энергия одинаковых масс твердого тела, жидкости и газа при одинаковых температурах различна.

В ознакомительном плане можно рассказать учащимся об аморфных телах, которые обладают свойствами твердых тел (прочность, хрупкость, твердость) и свойствами жидкостей (текучесть, не сохраняют формы с течением времени).

Процесс перехода вида «твердое вещество -* жидкость -» газ» связан с увеличением внутренней энергии. Значит, в таких превращениях вещество поглощает тепло, и кинетическая энергия движения молекул возрастает, то есть:U> 0.

А в переходе вида «газ -* жидкость -* твердое вещество» процесс перехода идет с выделением тепла. При этом скорость молекул и внутренняя энергия уменьшаются, то есть: U< 0.

Иногда бывает так, что вещество из данного агрегатного состояния сразу переходит в иное, минуя жидкую фазу. Процесс перехода из твердого состояния в газообразное называется сублимацией или возгонкой. Сублимирует кусочек льда в морозный день. Сырое белье замерзает на ветру в мороз, а через сутки становится сухим - ледяная корка исчезает. Также сублимирует угольная кислота в брикетах. Вообще любое тело в твердом состоянии, если оно имеет запах, сублимирует.

Процесс перехода вещества из твердого состояния в жидкое называется плавлением. Оно идет с поглощением тепла.

Процесс превращения жидкости в пар называется парообразованием. Это тоже требует количества теплоты извне.

Процесс превращения жидкости в твердое тело называется кристаллизацией. При этом вещество часть тепла отдает в окружающую среду.

Процесс превращения пара в жидкость называется конденсацией.

Очень интересным процессом является процесс, обратный сублимации, -десублимация. При этом вещество из газообразного состояния сразу переходит в жидкую фазу.

Таким образом, есть шесть процессов, которые определяют варианты перехода вещества из одного агрегатного состояния в другое: плавление, кристаллизация, парообразование, конденсация, сублимация, десублимация.

Эти примеры переходов мы постоянно наблюдаем в повседневной жизни. Когда лед плавится, он превращается в воду, а вода в свою очередь испаряется, и образовывается пара. Если рассматривать в обратную сторону то, пар, конденсируясь, начинает переходить снова в воду, а вода в свою очередь, замерзая, становится льдом. Запах любого твёрдого тела - это сублимация. Часть молекул вырывается из тела, при этом образовывается газ, который и даёт запах. Пример обратного процесса - это в зимнее время узоры на стекле, когда пар в воздухе при замерзании оседает на стекле.

На видео показано изменение агрегатных состояний вещества.

3.Рассмотрение графика плавления и отвердевания очень удобно начать с демонстрации опыта по плавлению льда на спиртовке. Термометр, опущенный в сосуд со льдом, показывает текущую температуру, а секундомер фиксирует время процесса.

При этом легко обнаружить, что на начальном этапе нагревание льда происходит с ростом его температуры. Так он нагревается до О °С. Затем мы наблюдаем процесс плавления, который идет при постоянной температуре О °С. Через определенное время весь лед превращается в воду. Только после этого температура воды начинает подниматься.

На доске можно построить график зависимости температуры от времени нагрева . Участок АВ - нагрев льда. Вся энергия идет на увеличение внутренней энергии вещества. Колебания молекул льда увеличиваются.

Участок ВС - плавление льда. Этот процесс во времени более длительный, чем нагрев льда, и он идет при постоянной температуре. Все количество теплоты уходит на разрушение кристаллических решеток.

Следующий участок - нагревание воды.

После демонстрации опытов по таянию льда, плавлению и отвердеванию кристаллических тел учащиеся должны твердо усвоить три следующих положения:

а) Существует температура, выше которой вещество в твердом состоянии не может находиться.

б) Температура во время плавления остается постоянной.

в) Процесс плавления требует притока энергии к плавящемуся веществу.

4. Та температура, при которой происходит переход твердого вещества в жидкое, называется температурой плавления. Температура плавления различных веществ - табличная величина.

Далее необходимо проанализировать таблицу 3 в учебнике (с. 39). Из таблицы видно, в каких пределах лежат температуры плавления различных веществ. Учитель может задать ряд вопросов по таблице:

- Какой из металлов, приведенных в таблице, самый легкоплавкий?

- Какой из металлов самый тугоплавкий?

Если сосуд с водой поместить в среду, где температура меньше О °С, то будет наблюдать процесс охлаждения воды с последующим отвердеванием.

Процесс кристаллизации будет идти также при постоянной, температуре. Она называется температурой 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.

Контролирующий блок.

Презентация

Подведение итогов урока

Домашнее задание

1. § 12,13 ,14 учебника; вопросы и задания к параграфу.

Интересно знать, что.

Мы считаем, что у вещества существует три агрегатных состояния. На самом же деле их как минимум пятнадцать, при этом список этих состояний продолжает расти с каждым днём. Это: аморфное твёрдое, твёрдое, нейтрониум, кварк-глюонная плазма, сильно симметричное вещество, слабо симметричное вещество, фермионный конденсат, конденсат Бозе-Эйнштейна и странное вещество.