Конспект урока физики в 10 классе. Тема. Решение задач. Взаимные превращения жидкостей и газов

10а - 10б –

Тема. Решение задач. Взаимные превращения жидкостей и газов.

Цель: закрепить знания по теме «Взаимные превращения жидкостей и газов»; развить умения решать задачи по данной теме, развить умения работать самостоятельно

Ход урока:

1. Организационный момент.

2. Проверка домашнего задания.

3. Решение задач.

1.Относительная влажность воздуха при 20⁰С равна 58%. При какой максимальной температуре выпадет роса?

Дано: Решение:

t = 20⁰С Определим абсолютную влажность при 20⁰С:

φ = 0,58 ρ = ρ_нφ = 10,034*10^-3кг/м³

ρ_н = 17,3*10^-3кг/м³ Роса выпадет, если абсолютная влажность воздуха будет больше плотности насыщенных паров при максимальной температуре. В данном случае абсолютная влажность воздуха 10,034*10^-3кг/м³ больше плотности насыщенных паров 10*10^-3кг/м³ при максимальной температуре 11⁰С. Следовательно, роса выпадет при температуре 11⁰С.

2. Воздух при температуре 303К имеет точку росы при 286К. Определить абсолютную и относительную влажности воздуха.

Дано: Решение:

Т=303К Абсолютная влажность одинакова при Т и Т_р

Т_р = 286К она равна плотности насыщенного водяного пара

ρ_н = 30,3*10^-3кг/м³  при точке росы Т_р. Следовательно,

φ - ? ρ - ? ρ_н = 11,4*10^-3кг/м³.

Относительная влажность воздуха при Т: φ = ρ/ ρ_н

φ = 11,4*10^-3кг/м³/30,3*10^-3кг/м³= 0,376 = 37,6%

3. В комнате объёмом 200м³ относительная влажность воздуха при 20⁰С равна 70%. Определить массу водяных паров в воздухе комнаты.

Дано: Решение:

V=200м³ Масса водяного пара в объёме V при температ ре t равна m = ρV = φ ρ_нV

φ = 0,7 m = 0,7*17,3*10^-3кг/м³*200м³

ρ_н = 17,3*10^-3кг/м³ m = 2,422кг

7. Какому внешнему воздействию нужно подвергнуть насыщенный пар, чтобы он стал ненасыщенным?

Ответ. Так как пар стал ненасыщенным, то под действием внешнего воздействия:

а) увеличился его объем (уменьшилось давление);

б) повысилась его температура;

в) одновре­менно увеличился его объем и повысилась температура.

8. Какому внешнему воздействию нужно подвергнуть ненасыщенный пар, чтобы он стал насыщенным?

Ответ. Чтобы ненасыщенный пар стал насыщенным, необходимо:

а) уменьшать его объем (увеличить давление);

б) понизить его температуру;

в) одновре­менно уменьшить его объем и понизить температуру.

9. Почему вода гасит огонь? Что быстрее потушит пламя — кипяток или холодная вода? Почему?

Ответ. Вода, попадая на горящее тело, испаряется и охла­ждается. Испарение воды снижает температуру го­рящего тела настолько, что реакция горения пре­кращается; кроме того, пар обволакивает горящее тело и прекращает доступ к нему кислорода. Так как кипяток быстрее превращается в пар, то быстрее потушит пламя кипяток, чем холодная вода.

10. Какой пар находится над свободной плоской поверхностью жидкости, если за 1 с переходит из жидкости в пар 3*10⁶ молекул, а из пара в жид­кость – 5*10⁷ молекул?

Ответ. Над свободной плоской поверхностью жидкости находится перенасыщенный пар, так как из пара в жидкость переходит больше молекул, чем из жидкости в пар, но этот пар не является насыщенным, так как не существует динамического равновесия между жидкой и паровой фазами.

11. Как изменится интенсивность испарения жидкости, если уменьшить над ее свободной поверхностью внешнее давление?

Ответ. Интенсивность испарения жидкости увеличится, так как увеличится число молекул, переходящих из жидкой в паровую фазу.

12. Почему давление насыщенного пара при постоянной температуре не зависит от его объема? Объяснить на основе молекулярно-кинетической теории

Ответ. Концентрация молекул в единице объема насыщенно­го пара данной жидкости постоянная при неизменной температуре. Необходимым условием одновременного существования двух фаз жидкость - пар является динамическое равновесие числа молекул, переходящих из жидкости в пар и из пара в жидкость. При увеличении объема насыщенного пара нарушается динамическое равновесие, увеличивается число молекул, переходящих
из жидкости в пар до тех пор, пока не установится динамическое равновесие и не восстановится прежняя концентрация молекул пара в единице объема. В этом случае жидкость испаряется, ее масса уменьшается.

При уменьшении объема насыщенного пара также происходит нарушение динамического равновесия, но в этом случае увеличивается число молекул, переходя­щих из пара в жидкость до тех пор, пока не восстановится прежняя концентрация молекул пара в единице объема. В этом случае пары конденсируют­ся, масса жидкости увеличивается. Итак, при измене­нии объема насыщенного пара концентрация его молекул остается постоянной и, следовательно, оста­ется постоянным давление р = nkТ потому что k, n и Т—постоянные параметры. Отсюда следует, что давление насыщенных паров не зависит от их объемов.

1. Работа над тестом «Испарение и конденсация. Насыщенный пар. Влажность воздуха. Кипение жидкости».

Вариант 1.

1. Как изменяется температура воздуха при конденсации водяного пара, находящегося в воздухе?

А. Понижается.

Б. Повышается.

В. Не изменяется.

2. В цилиндрическом сосуде под поршнем находится на­сыщенный пар при температуре Т. Как изменится давле­ние насыщенного пара при увеличении его объема?

А. Увеличится.

Б. Уменьшится.

В. Не изменится.

3. Давление водяного пара в воздухе при температуре20 °С равно 1,17кПа. Какова относительная влажность воздуха, если давление насыщенного пара при этой тем­пературе равно 2,33 кПа?

А. 50%. Б. 60%. В. 70%.

4. Относительная влажность воздуха вечером при 16 °С равна 55% . Выпадет ли роса, если ночью температура по­низится до 8 °С? Давление насыщенных паров при 16 °С равно 1,82 кПа, а при 8 °С оно составляло 1,072 кПа.

А. Выпадет.

Б. Не выпадет.

В. Определенного ответа дать нельзя.

5. Как изменится температура кипения жидкости при повышении внешнего давления?

А. Повысится.

Б. Понизится.

В. Не изменится.

Вариант 2.

1. Как изменяется температура жидкости при испарении?

А. Понижается.

Б. Повышается.

В. Не изменяется.

2. В цилиндрическом сосуде под поршнем находится на­сыщенный пар при температуре Т. Как изменится давле­ние насыщенного пара при уменьшении его объема?

А. Увеличится.

Б. Уменьшится.

В. Не изменится.

3. Давление водяного пара в воздухе при температуре 15 °С равно 1,23 кПа. Какова относительная влажность воздуха, если давление насыщенного пара при этой тем­пературе равно 1,71 кПа?

А. 60%. Б. 72%. В. 80%.

4. Температура воздуха в комнате 20 °С, относительная влажность воздуха 60%. При какой температуре воздуха за окном начнут запотевать оконные стекла? Давление насыщенных паров при 20 °С равно 2,33 кПа.

А. 8°С. Б. 10 °С. В. 12 °С.

5. Как изменится температура кипения жидкости при
понижении внешнего давления?

А. Повысится.

Б. Понизится.

В. Не изменится.

5. Домашнее задание: п. 72