Урок - проект "Особенности плавления и парообразования"

Цель: закрепление знаний об изменениях агрегатных состояний вещества и получение новых знаний. В процессе самостоятельной работы ученики должны «открыть» особенности процессов плавления и парообразования. При этом развивается интерес к науке, вырабатываются навыки самостоятельной познавательной деятельности, исследовательской работы и работы с дополнительной литературой, навыки обработки информации.

Творческий продукт: опорный конспект по теме «Особенности плавления и парообразования», который составляется сначала на слайде, а затем изготавливается и тиражируется с помощью компьютера.

Оборудование и материалы: набор жидкостей (спирт, вода, масло), пипетки, предметные стекла, термометры, электрическая плитка, лабораторная посуда, калориметры, лед, листы с заданиями.

Подготовка. В процессе изучения материала по теме «Изменение агрегатных состояний вещества» подвожу учеников к мысли о том, что существует множество интересных явлений, связанных с изменением агрегатного состояния вещества, которые остались за страницами учебника. Предлагаю ребятам самостоятельно изучить эти явления. Ученики разбиваются на группы «Плавление», «Кипение», «Испарение» и выбирают себе вид деятельности – теорию или эксперимент. Работу группы координирует руководитель группы. Группы получают листы с заданиями, а руководитель – листок с вопросами, на которые группа должна дать ответ после выполнения экспериментальных заданий.

На подготовку к уроку отводится несколько дней. За это время «теоретики» изучают дополнительную литературу по своей теме, «экспериментаторы» готовят все необходимое для проведения исследований. Ученики могут обращаться за консультацией к учителю.

Практическая работа. Каждая группа занимает отдельный ряд, украшенный своей эмблемой. Руководитель садится за первую парту, сразу за ним располагаются «экспериментаторы», а дальше – «теоретики». На столах «экспериментаторов» находятся карточки с исследовательскими заданиями, а также необходимые приборы и материалы. Для «теоретиков» подготовлена «библиотека»: на сдвинутых столах в дальнем конце класса разложена всевозможная литература, которая может понадобиться.

На столах руководителей групп разложены карточки с текстом, из которых руководитель, заслушав отчеты своих коллег, выберет верные и прикрепит их к плакату на доске.

«Плавление»
Задание для группы

1. Изготовить вымпел «Плавление».

2. Вопросы для подготовки:

• Как t_пл зависит от внешнего давления?

• Как t_пл льда зависит от внешнего давления?

• Как объяснить зависимость t_пл от внешнего давления?

• Одинакова ли t_пл у различных веществ?

3. Подготовить демонстрацию «Плавление льда под действием внешнего давления».

4. Во время урока провести экспериментальное исследование и ответить на вопросы:

• Меняется ли температура вещества в процессе плавления?

• Требуется ли подвод энергии при плавлении?

Задание для руководителя

После того как группа проделает работу и отчитается, вам необходимо выбрать правильные ответы на следующие вопросы и установить карточки с ответами на опорный конспект.

1. Требует плавление подвода энергии или нет?

2.  Меняется температура в процессе плавления или нет?

3.  Зависит температура плавления от внешнего давления или нет? Как?

4. Одинакова ли t_пл у различных веществ?

«Кипение»
Задание для группы

1. Изготовить вымпел «Кипение».

2. Вопросы для подготовки:

• Чем отличается парообразование в процессе кипения от испарения?

• Требуется ли подвод энергии при кипении?

• Меняется ли температура вещества при кипении?

• Как зависит температура кипения от внешнего давления?

• Как можно объяснить эту зависимость?

• Каковы условия роста пузырька с паром в кипящей жидкости?

• Каковы условия кипения?

3. Подготовить демонстрацию закипания воды при понижении внешнего давления.

4. Во время урока провести экспериментальное исследование и ответить на вопросы:

• Меняется ли температура вещества в процессе кипения?

• Требуется ли подвод энергии при кипении?

• Как влияет наличие центров парообразования на кипение?

• Понаблюдать за образованием и ростом пузырьков.

Задание для руководителя

После того как группа проделает работу и отчитается, вам необходимо выбрать правильные ответы на следующие вопросы и установить карточки с ответами на опорный конспект.

1. Требует кипение подвода энергии или нет?

2. Меняется температура в процессе кипения или нет?

3. Кипение идет по всему объему или только на поверхности?

4. Зависит температура кипения от внешнего давления или нет?

5. Каковы условия кипения?

«Испарение»
Задание для группы

1. Изготовить вымпел «Испарение».

2. Вопросы для подготовки:

• Чем отличается парообразование в процессе кипения от испарения?

• Требуется ли подвод энергии при испарении?

• Меняется ли температура вещества при испарении?

• Каковы условия выхода молекул из жидкости при испарении?

3. Во время урока провести экспериментальное исследование и ответить на вопросы:

• Меняется ли температура жидкости при испарении?

• Как скорость испарения зависит от температуры жидкости?

• Как скорость испарения зависит от площади поверхности?

• Зависит ли скорость испарения от рода жидкости?

• Зависит ли скорость испарения от наличия ветра?

Задание для руководителя

После того как группа проделает работу и отчитается, вам необходимо выбрать правильные ответы на следующие вопросы и установить карточки с ответами на опорный конспект.

1. При испарении требуется подвод энергии или нет?

2. Остается ли постоянной температура испаряющейся жидкости?

3. Испарение происходит по всему объему или только со свободной поверхности жидкости?

4. При каком условии молекула сможет вырваться из жидкости?

5. От каких условий зависит скорость испарения?

Ход урока

I. Вводная часть (5 мин)

Тема нашего урока «Особенности плавления и парообразования». Целью урока является закрепление знаний об изменениях агрегатных состояний вещества и получение новых знаний. В процессе самостоятельной работы вы должны «открыть» особенности процессов плавления и парообразования. Результатом вашей работы должен быть опорный конспект.

II. Повторение пройденного и активизация знаний (10 мин)

• Какие агрегатные состояния вещества вы знаете? Что же отличает одно агрегатное состояние вещества от другого? Каковы особенности молекулярного строения газов жидкостей и твердых тел? (Любое вещество, состоящее из атомов или молекул, может находиться в одном из трех агрегатных состояний: твердом, жидком и газообразном. 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 могут легко перемещаться. 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. )

• Вспомним названия процессов превращения из одного агрегатного состояния в другое.

III. Практическая работа (25 мин)

«Теоретики», работая с литературой, готовят выступления, в которых прозвучат ответы на вопросы, полученные на подготовительном этапе. Выступлениям желательно придать интересную форму: интервью, репортаж, диалог с ученым...

Задания для «экспериментаторов»:

Группа «Плавление»

1. Готовят демонстрационный эксперимент по плавлению льда под действием давления. Для этого заранее замораживают воду. Через лед перекидывают проволоку с грузом на концах. Со временем проволока прорезает лед, а над ней он снова смерзается;

2. Исследуют, требуется ли подвод энергии для плавления льда. Для этого сравнивают процесс плавления льда в калориметре в двух случаях: когда оба стакана калориметра, между которыми имеется воздушная прослойка, имеют одинаковую температуру и когда во внешний стакан налита горячая вода. В ходе выполнения работы ученики пишут отчет.

3. Исследуют, меняется ли температура льда в процессе плавления. Для этого измеряют температуру смеси небольшого количества воды и льда и составляют отчет.

Группа «Кипение»

1. Готовят к демонстрации эксперимент «Кипение воды при пониженном давлении», колбу с горячей водой и насос.

2. Изучают процесс кипения воды, наблюдая за образованием и ростом пузырьков пара и за изменением объема всплывающих пузырьков, при этом измеряют температуру воды. Наблюдают, как меняется характер кипения, если в закипающую воду бросить щепотку мелкой соли. Будет ли продолжаться кипение, если нагреватель отключить? В ходе работы ученики оформляют отчет.

Группа «Испарение»

1. Исследуют, как испаряются различные жидкости, сравнивая время испарения капли спирта, воды и масла.

2. Исследуют, как влияет на скорость испарения спирта площадь открытой поверхности жидкости (одну из капель нужно размазать).

3. Исследуют зависимость скорости испарения спирта от температуры (одна капля – на холодное стекло, другая – на стекло, покрывающее калориметр с горячей водой).

4. Исследуют, как сказывается наличие ветра на скорости испарения (ветер можно «сделать», помахав листом бумаги).

5. Исследуют, меняется ли температура испаряющейся жидкости (ватка, закрепленная на конце термометра, смачивается спиртом). Результаты исследований оформляются в форме отчета.

Руководители групп вникают в работу своих коллег, участвуют в обсуждении, стремятся получить ответы на поставленные вопросы. Учитель оказывает помощь, если выполнение работы вызывает затруднение, ненавязчиво направляет ход обсуждения результатов работы в нужное русло.

IV. Обсуждение результатов (30 мин)

Заслушиваются выступления «теоретиков» и отчеты «экспериментаторов» групп. Обсуждаются демонстрационные эксперименты. После этого руководитель зачитывает вопрос и выбирает карточку с правильным ответом, которую закрепляет на плакате в нужном месте. Таким образом, на плакате постепенно формируется опорный конспект.

V. Осмысливание результатов (5 мин)

Еще раз обсуждаем, какие процессы идут с поглощением энергии, какие с выделением, как меняется внутренняя энергия вещества при изменении его агрегатного состояния.

Особенности плавления и парообразования

Дополнительные вопросы

• Зачитываю выдержку из статьи В.Пескова «Белая радость», опубликованной в «Комсомольской правде», и прошу объяснить описанное явление: «Лыжники знают: в большой мороз скольжение неважное. И есть температуры, когда скольжения нет вовсе. В Антарктиде для самолетов установлен жесткий предел – минус 60 градусов. Если мороз сильнее (например, в районе станции «Восток»), снег становится, как песок, скольжение по нему невозможно, самолет не взлетит».

• Зачитываю выдержку из воспоминаний альпинистов-участников восхождения на Эверест и прошу объяснить, почему высоко в горах вода кипит при более низкой температуре: «...Разжигаем примус и начинаем готовить чай и кашу. Это долгое занятие. Набрать снега, растопить его, вскипятить. Просто так, без подготовки, ни чай, ни кашу не сваришь: вода кипит, но там не то что ста, но и восьмидесяти градусов тепла не наберется... Еду можно приготовить только в автоклаве...»

VI. Подведение итогов, оценка работы, объяснение домашнего задания (5 мин)

Домашнее задание: написать сочинение-фантазию на тему «О чем могла бы рассказать нам молекула льда». («Кусок льда лежит в котелке альпинистов, собирающихся пить чай...»)

6