Внеклассное мероприятие по физике Конкурсная программа «Изменение агрегатного состояния вещества»

В учении проявим мы старание,

Идей научных видя обаяние!

Задачу мы любую одолеем

И другу подсобить всегда сумеем!

Но как же жизнь бывает непроста

С той дамой, что зовется: «Теплота»!

Про теплоту начнем рассказ,

Все вспомним, обобщим сейчас.

Энергия! Работа до кипенья!

Чтоб лени наблюдалось испаренье!

Мозги не доведем мы до плавленья,

Их тренируем до изнеможенья!

Незнающие пусть научатся, а знающие пусть вспомнят еще раз.

Античный афоризм

"Сказка ложь, да в ней намек – добрым молодцам урок" С такой присказкой вы встречались не раз. Во многих литературных произведениях и сказках идет речь об агрегатных состояниях вещества. А теперь вам предстоит ответить на качественные вопросы, связанные с предложенными фрагментами из этих произведений.

Е. Баратынский “Весна”.

Шумят ручьи! Блестят ручьи! Взревев, река несет На торжествующем хребте Поднятый ею лед!

• Вопрос: В каком агрегатном состоянии находится вода?
• Какие тепловые процессы отражены в этом отрывке?

Д. Б. Кедрин “Мороз на стеклах”.

Пейзаж тропического лета Рисует стужа на окне. Зачем ей розы? Видно это Зима тоскует о весне.

• Вопрос: Какое физическое явление нашло отражение в этом отрывке?
• Переведите на физическую терминологию процесс “рисования” стужи на окне.

А.С. Пушкин "Евгений Онегин"

В окно увидела Татьяна Поутру побелевший двор, Куртины, кровли и забор, На стеклах легкие узоры, Деревья в зимнем серебре.

Вопрос: Что представляют собой “На стеклах легкие узоры?”

Саша Черный "Северная лирика"

Лопнет в градуснике ртуть Или лопнут скулы, Тяжелей и гуще муть, Холод злей акулы.

Вопрос: Какой была температура воздуха?

А. Вознесенский "Мороз"

Помнишь время молодое Мы врывались на пари, Оставляя пол-ладони Примороженной к двери.

Вопрос: Почему пол-ладони оказались приморожены к двери? К какой части двери?

Вот, наконец, добралась она до золотого леса. Он был такой золотой, что золото капало с него золотыми каплями. И ветки, и цветы, и все все было из чистого золота.

Вопрос: Какая температура должна быть в лесу, чтобы золото капало каплями?

ЖИДКОСТЬ

ТВЕРДОЕ

ТЕЛО

ГАЗ

Плавление

Плавление – переход вещества из твердого состояния в жидкое.

1. Как изменяется внутренняя энергия вещества?

2. Как изменяется энергия молекул и их расположение?

3. Когда тело начнет плавиться?

4. Изменяются ли молекулы вещества при плавлении?

5. Как изменяется температура вещества при плавлении?

При нагревании увеличивается температура. Скорость колебания частиц возрастает. Увеличивается внутренняя энергия тела. Когда тело нагревается до температуры плавления, кристаллическая решетка начинает разрушаться. Энергия нагревателя идет на разрушение решетки.

Тело принимает энергию

Кристаллизация

Кристаллизация – переход вещества из жидкого состояния в твердое.

1. Как изменяется внутренняя энергия вещества?

2. Как изменяется энергия молекул и их расположение?

3. Когда тело начнет кристаллизоваться?

4. Изменяются ли молекулы вещества при кристаллизации?

5. Как изменяется температура вещества при кристаллизации?

Жидкость отдает энергию

40

График зависимости температуры кристаллического тела (льда) от времени его нагревания.

Начальная температура льда – 40 ° С.

CD - нагревание воды

А B – нагревание льда

EF – отвердевание воды

FK – охлаждение льда

DE – охлаждение воды

ВС– плавление льда

t ° , C

60

D

●

20

E

B

F

C

●

●

●

●

Q

t , мин

А B – нагревание льда

- 20

Q

●

●

- 40

K

А

-60

Пока лед плавится, температура его не меняется.

По данному графику расскажите, что происходит с телом на каждом участке, и какое это вещество

t, 0 C

4

420 0 С

2

5

6

3

t, мин

7

1

ГРАФИКИ НАГРЕВАНИЯ И ПЛАВЛЕНИЯ ТЕЛА

Постройте график процессов, происходящих со сталью находящейся при температуре 40 0 С ( t пл = 1500 0 С) при нагревании её до 2000 0 С и последующем охлаждении. Объясните каждый участок графика

t, 0 C

2000

1500

40

8

9

10

6

5

4

3

2

1

t, мин

7

1 вариант

• 4;
• 1;
• 3;
• 5;
• 2;
• 3;
• 1;
• 5;

2 вариант

• 2;
• 2;
• 4;
• 1;
• 2;
• 3;
• 2;
• 4;

• Прочитайте текст.
• Ответьте на вопросы данные в конце текста.

Расчёт количества теплоты

КОЛИЧЕСТВО ТЕПЛОТЫ - энергия, которую получает или теряет тело при теплопередаче

Количество теплоты, которое получает (или отдаёт) тело, зависит от его массы, рода вещества, и изменения температуры.

Российская газета

2

1

С - вещества показывает, какое количество теплоты необходимо, чтобы изменить температуру вещества массой 1 кг на 1°С.

Удельная теплота плавления (  ) – это физическая величина, показывающая, какое количество теплоты необходимо для полного превращения 1 кг вещества из твердого состояния в жидкое, взятого при температуре плавления.

[  ] = [Дж / кг]

Единицей удельной теплоты плавления в СИ служит 1 Дж/кг.

Q =   m

  Q/m

m  Q/ 

Q = 0,59 • 10 5 Дж

●

●

327

Q = 0,25 • 10 5 Дж

●

●

232

9,25 105 Дж / кг

Олово

Свинец

1 кг

1 кг

●

РАСЧЕТ ТЕПЛА ПРИ ПЛАВЛЕНИИ И ОТВЕРДЕВАНИИ

Задача 1 ( I уровень)

Алюминиевый брусок массой 150 г нагрет до температуры плавления. Определить количество теплоты, необходимое для плавления бруска.

Решение:

СИ

Дано:

Плавление

m = 150 г

= 0,15 кг

Q = λ ал * m = 0,15кг *3,9* 10 5 Дж/кг=0,59* 10 5 Дж=59кДж

λ ал = 3,9 * 10 5 Дж/кг

Q ал - ?

ОТВЕТ: Q = 59 кДж

РАСЧЕТ ТЕПЛА ПРИ ПЛАВЛЕНИИ И ОТВЕРДЕВАНИИ

Задача 2 ( II уровень) Сколько тепла необходимо для плавления куска железа массой 400 г, находящегося при температуре 39 0 С. Постройте график.

СИ

Решение:

Дано:

Нагревание железа

Q 1 = c m (t 2 - t 1 )

0,4 кг

m св = 400 г

λ св =2,7*10 5 Дж/кг

Q 1 = 460 *0 ,4 *( 1539 - 39 ) = 276000 Дж = 276 кДж

t 1 = 39 0 C

Плавление железа

t 2 = 1539 0 C

c св = 460 Дж/кг 0 C

Q 2 = λ m

Q 2 = 2,7*10 5 *0,4 = 1,08*10 5 Дж = 108000 Дж = 108 кДж

Q - ?

Q = Q 1 + Q 2

Q = 276 + 108 = 384 кДж

ОТВЕТ: Q = 384 кДж

нагревание

t 0 C

плавление

1539

39

t мин

Готовя пищу, полярники используют воду, полученную из расплавленного льда.

Какое количество теплоты потребуется для того, чтобы расплавить лед массой 30 кг и полученную воду вскипятить, если начальная температура льда равна -20 0 С? Построить график процесса.

( Потерями подводимой теплоты, затраченной на нагревание окружающих тел пренебречь.)

Дано:

m =30кг

t 1 =-20 0 C

t 2 =0 0 C

t 3 =100 0 C

c льда =2100 Дж/кг

с воды =4200 Дж/кг 0 С

λ = 34·10 4 Дж/кг

Найти Q=?

Решение:

1.Нагревание льда от -10 0 С до 0 0 С

Q 1 = с льда m ( t 2 – t 1 )

2. Плавление льда

Q 2 = λ m

3. Нагревание воды от 0 0 С до 100 0 С

Q 3 = с воды m ( t 3 – t 2 )

4. Общее количество теплоты

Q = Q 1 + Q 2 + Q 3

Нагревание льда

Нагревание воды

t 0 C

100

плавление

0

t мин

- 20

1. Запишите условие задачи (ДАНО).

2. Переведите единицы в СИ.

3. Выясните, о каких процессах говорится в задаче.

4. Выпишите из таблиц температуру плавления и температуру кипения вещества и постройте графики процессов.

5. Подберите к каждому процессу формулу, запишите её.

6. Выпишите из таблиц недостающие величины (удельная теплоемкость вещества, удельная теплота плавления, удельная теплота парообразования).

7. Вычислите количество теплоты.

8. Проверьте решение по размерности.

9. Запишите ответ.

• Карточка с задачами I , II и III уровней.

I уровень на «3»

II уровень на «4»

III уровень на «5»

Каждый решает ту задачу, которую может. Можно решить две.

От цветов на полях Льётся запах кругом, И сияет роса На траве серебром.

Вопрос: Какое физическое явление нашло отражение в этом отрывке?

Фет "Метель"

Все молчит, – лучина с треском Лишь горит багровым блеском, Да по кровле ветр шумит.

Вопрос: Почему лучина горит с треском?

испарение

кипение

Ж

парообразование

Г

конденсация

Испарение – парообразование , происходящее с поверхности жидкости.

• Как происходит испарение?

Водяной пар

Q

Молекулы жидкости

При испарении жидкость охлаждается.

От чего зависит скорость испарения?

Почему бензин , спирт, одеколон быстро испаряются?

Почему жидкость с большей температурой испаряется быстрее?

Как будет происходить испарение, если над жидкостью будет дуть ветер?

Почему вода из тарелки испаряется быстрее, чем из миски?

В ведре с водой плавает кусок льда. Общая температура воды и льда 0 С. При этом…

А) лёд будет таять;

Б) вода будет замерзать;

В) никаких изменений не произойдёт.

А) в процессе кипения температура не меняется;

Б) в процессе кипения температура увеличивается;

В) в процессе кипения температура уменьшается.

А) температура вещества прямо пропорциональна времени нагревания;

В) в промежутке времени от 0 до t 1 температура вещества повышается, а затем вещество кипит;

Б) в промежутке времени от 0 до t 1 температура вещества повышается, а затем вещество плавится;

А) Духи

В) Вода

Б) Подсолнечное масло

С) Они испарятся одновременно

А) шару

В) бруску

Б) тонкой пластине

В) испарение не произойдет

• № 1
• № 2
• № 3

А) Только при точке кипения;

В) Только при температуре, большей ее кипения;

Б)Только при температуре, близкой к температуре кипения;

С) При любых температурах

Относительной влажностью воздуха φ называют отношение абсолютной влажности воздуха ρ к плотности ρ о насыщенного водяного пара при той же температуре, выраженное в %.

Абсолютная влажность воздуха ρ показывает, сколько граммов водяного пара содержится в воздухе объёмом 1 м ³ при данных условиях, т.е., чему равна плотность водяного пара.

• 37%
• 40%
• 48%
• 59%

Физическая величина, показывающая количество теплоты, необходимое для превращения в пар 1 кг вещества при указанной температуре. Единица измерения – 1 Дж/кг.

Q= r·m

r – удельная теплота парообразования

Q= - r·m

1 уровень :

Какое количество теплоты необходимо для превращения в пар 150г эфира при температуре кипения?

2 уровень :

Определить, какое количество теплоты необходимо, чтобы 250г воды при температуре 20 0 С превратить в пар?

• Перышкин А.В. Физика. 8 класс. –  М.: Дрофа, 2023./учебн. для общеобр.учреждений.
• Волков В.А. Поурочные разработки по физике: 8 класс. М.: ВАКО, 2006. – 368 с. – /в помощь школьному учителю.
• Марон А.Е. Физика. Дидактические материалы. М.: Дрофа. М.2002.
• Физика в школе № 4, 1990 год.
• Сборник задач Перышкин А.В 7-9 классы, «Экзамен», 2023.

Электронные издания:

Библиотека Электронных Наглядных Пособий «Физика 7-11 класс»