При испарении жидкости энергия выделяется или поглощается. Испарение

Цели урока:

1)продолжить формирование у учащихся знаний о тепловых явлениях;

2)продолжить формирование у учащихся умения описывать агрегатные превращения вещества с молекулярно-кинетической теории строения вещества и энергетических представлений, понимая при этом их взаимосвязь и единство;

3) через исследовательско-экспериментальную работу установить зависимость скорости испарения жидкости от её температуры, от рода жидкости, от движения воздуха над поверхностью жидкости и от площади свободной поверхности;

4)использовать жизненный опыт учащихся при изучении темы;

5)развивать навыки диалоговой культуры, навыки коммуникативного общения;

6)развивать у учащихся чувство симпатии;

7)формировать и развивать «самос-ти» ребёнка (самим ставить цели, вопросы, обобщать, планировать, подводить итоги);

Скачать:

Предварительный просмотр:

Урок физики. 8 класс

Учитель физики Клемина Рамия Галиевна

Тема урока: «Испарение и конденсация. Поглощение энергии при испарении жидкости и выделение ее при конденсации пара».

Тип урока: Изучение нового материала.

Вид урока: Изучение темы через исследовательско-экспериментальную работу.

Формы работы: Индивидуальная, фронтальная, парная.

Методы обучения: Словесный, наглядный, частично-поисковый, проблемный.

Цели урока:

1)продолжить формирование у учащихся знаний о тепловых явлениях;

4)использовать жизненный опыт учащихся при изучении темы;

5)развивать навыки диалоговой культуры, навыки коммуникативного общения;

6)развивать у учащихся чувство симпатии;

Оборудование к уроку : цифровой проектор, экран, LabQuest, датчик температуры, оборудование для проведения опытов (вата, бумажный веер, спирт, листы бумаги, карточки с алгоритмом выполнения экспериментов и самостоятельной работы)

План урока

1.Организационный этап (быстрое включение в работу).

5. Фиминутка

6. Закрепление.

7.Подведение итогов урока.

8. Постановка Д/з.

Ход урока

1.Организационный этап.

Встанем, дети! Приумолкнем!

На мгновение замрем

Здравствуйте! Садимся тихо

Наш урок сейчас начнем!

Почему торжественность вокруг?

Слышите – стихают ваши речи.

Физика – наука всех наук,

Снова позвала к себе на встречу!

Из романа А.С. «Евгений Онегин»

…Смеркалось; на столе, блистая,

Шипел вечерний самовар.

Китайский чайник нагревая ,

Под ним клубился лёгкий пар …

О каких тепловых явлениях идёт речь в этом четверостишии?

(нагревание и парообразование)

А вот другой отрывок из стихотворения А.С.Пушкина «Анчар». О каких тепловых явлениях идёт речь в нём?

…Яд каплет сквозь его кору,

К полудню растопясь от зноя

И застывает ввечеру

Густой прозрачною смолою…

(плавление и кристаллизация)

2.Актуализация знаний и проверка д/з.

Ребята! Мы с вами изучаем агрегатные состояния вещества и виды перехода из одного состояния в другое. Итак, в каких агрегатных состояниях может находиться вещество?

Сейчас вам предлагается небольшая самостоятельная работа, с использованием обучающей структуры «Конерс», в которой ученики распределяются по разным углам в зависимости от выбранного им варианта ответа. (3 мин)

Какое количество теплоты отдаст стакан кипятка массой 50 грамм, остывая до температуры 20 о С, если удельная теплоёмкость воды 4200 Дж/кг о С? (Ответ: 84 к Дж).
Вычислите, сколько энергии выделится при полном сгорании керосина массой 200 г, если удельная теплота сгорания керосина 4,6 10 7 Дж/кг. (Ответ: 9,2 10 6 Дж).
На сколько увеличится внутренняя энергия 4 т железа при плавлении, если удельная теплота плавления железа 2,7 10 5 Дж/кг? (Ответ: 1,08 10 9 Дж).
Сколько энергии потребуется для плавления куска свинца массой 0,5 кг, взятого при температуре 27 о С? Температура плавления свинца 327 о С, удельная теплота плавления 0,25 10 5 Дж/кг, удельная теплоёмкость свинца 140 Дж/кг о С.

Повторение ранее изученного материала.

Фронтальная беседа проводиться с использованием обучающей структуры «Сингл Раунд Робин», в котором учащиеся проговаривают ответы на данный вопрос по кругу один раз

1. В каких агрегатных состояниях могут находиться вещества?
2. Каковы основные положения молекулярно-кинетической теории?
4. Какой энергией обладают молекулы вследствие своего движения? Как называется эта энергия?
5. Какой еще вид механической энергии вы знаете?
6. Что собой представляет внутренняя энергия?

3.Введение в тему. Формулирование темы урока. Работа над определением процесса испарения.

«Сначала собирать факты и только после этого связывать их мыслью» - советовал нам Аристотель. Прислушаемся к его совету.

Предлагаю вам р ассмотреть природные явления. Демонстрация слайда с круговоротом воды в природе.

А теперь ответим на вопросы. Какие процессы,происходящие в природе здесь наблюдаются ? (парообразование, испарение, обратный процесс испарению, кристаллизация)

А как вы думаете, какие процессы мы будем изучать сегодня? Какая тема нашего урока?

(Испарение и конденсация)

Сегодня мы будем изучать явления, без которых этот процесс был бы не возможен, а значит, и облик нашей планеты был бы иным.

А теперь запишем тему урока «Испарение и конденсация. Поглощение энергии при испарении жидкости и выделение ее при конденсации пара».

Ребята! Какие вопросы мы можем себе задать при изучении новой темы?

1) По каким внешним признакам можно узнать процесс испарения?

(постепенное уменьшение количества вещества)

2)Что такое испарение? Дать определение процесса.

Поисково-исследовательский этап урока.

А сейчас я предлагаю вам побыть в роли исследователей! Нарисуйте в тетради сосуд. Предположите, что внутри находится жидкость. Изобразите молекулы жидкости, а стрелочками покажите направление скорости движения каждой молекулы. Выделите две молекулы у поверхности жидкости, скорости которых направлены наружу. У какой из них больше вероятность покинуть жидкость? Испарение происходит преимущественно из верхних слоев вещества посредством молекул с большими скоростями, так как им легче покинуть жидкость. Они непрерывно движутся и, оказавшись у поверхности, могут вылететь из воды, превратившись, таким образом, в пар

Вывод: жидкость могут покинуть молекулы поверхностного слоя, у которых кинетическая энергия больше чем их потенциальная энергия взаимодействия с соседними молекулами воды.

Таким же исследованием занимались и ученые до нас с вами. Они сделали свои выводы.

Попробуйте дать свою формулировку процессу испарения и конденсации.

Определение, сформулированное в учебнике:

Процесс превращения вещества из жидкого состояния в газообразное, происходящее с поверхности жидкости, называют испарением.

Определение, сформулированное учениками:

Парообразование , происходящее с поверхности

4. Изучение темы через исследовательско-экспериментальную работу.

И вновь обратимся к роману А.С. Пушкина «Евгений Онегин».

… Но чай несут девицы чинно

Едва за блюдечки взялись …

Почему намеревались пить горячий чай из блюдечек, а не из чашек?

(Так как охлаждение происходит быстрее , когда площадь поверхности испарения больше. А чем быстрее происходит испарение, тем быстрее понижается температура.)

Как вы думаете, какая перед нами возникает задача?

(Выяснить от чего зависит скорость испарения!)

Итак, цель поставлена. Какой следующий шаг в исследовании процесса? (выдвижение гипотезы)

А чтобы их сформулировать, обратитесь к жизненному опыту:

1) Вспомните высыхание луж летом и осенью.

2) Испарение воды, духов

3) Испарение из бутылки, блюдца…

4)Для чего дуют люди на горячий чай

Теперь ваши гипотезы:

1) От жидкости

2) От температуры

3) От площади поверхности

4) От скорости удаления паров с поверхности жидкости

Проверяем первую гипотезу : Прошу двух ассистентов.

1 ассистент – у тебя кусочек ваты, смоченный водой, и ты пишешь заглавную букву В.

2 ассистент – у тебя ватка со спиртом. Ты пишешь заглавную букву С.

Всему классу : Обратите внимание на то, что будет происходить с написанными буквами.

Выводы:

Спирт испаряется быстрее

Скорость испарения жидкостей при равных внешних условиях в общем случае различна.

Эксперимент №1. (от температуры жидкости)

Вывод: Жидкость, имеющая более высокую температуру, испаряется быстрее.

Эксперимент №2 . (от площади свободной поверхности)

Вывод: Чем больше свободная поверхность жидкости, тем быстрее происходит испарение.

Эксперимент №3. (от наличия ветра над поверхностью)

Вывод: Скорость испарения больше, если над поверхностью есть ветер.

Итак, обобщаем наши выводы и записываем в тетрадь:

Скорость испарения жидкости зависит:

1) От рода жидкости

2) От температуры жидкости

3) От размера свободной поверхности жидкости

4) От скорости удаления паров с поверхности жидкости .

Физминутка.

Микс-фриз – групп. Учащиеся смешиваются под музыку. Замирают когда музыка прекращается, и объединяются в группы, количество учеников в которых зависит от ответа на какой либо вопрос.

(график на слайде) назовите точку начала процесса плавления, точку окончания процесса отвердевания, количество физических величин входящих в формулу для вычисления процесса нагревания и охлаждения, сколько видов теплопередач вы знаете, сколькими путями можно изменить внутреннюю энергию тела.

Вновь А.С.Пушкин.

Татьяна пред окном стояла,
На стекла «хладные дыша»,
Задумавшись, моя душа,
Прелестным пальчиком писала
На отуманенном стекле
Заветный вензель О да Е.

Какое физическое явление происходило, когда Татьяна дышала на «стекла хладные»? Почему стекло стало «отуманенным»?

(Действия учителя. Снимаю очки. Выдыхаю теплый воздух на прохладные стекла.)

Ребята! Какой процесс я только что вам продемонстрировала? Дайте определение.

Опр.: Конденсация – процесс превращения пара в жидкость.

Приведите примеры из явлений природы:

Роса летним вечером, когда воздух охлаждается.

Запотевание окна.

Образование облаков

А как вы думаете, что происходит с температурой жидкости при интенсивном испарении (……)

А свою гипотезу вы можете проверить, выполнив эксперимент №4.

Возьмите инструкцию по его выполнению и, соблюдая технику безопасности, проверьте своё предположение. Сделайте вывод.

Эксперимент №4.

Вывод: Температура испаряющейся жидкости понижается.

Испарение твердых тел

Парообразование , происходящее с поверхности жидкости, называется испарением.

Подчеркните существенные признаки процесса. Что является несущественным?

(Идёт обсуждение, почему жидкость является несущественным признаком.)

Испаряются ли твердые тела?

Приведите примеры:

Испарение нафталина (мы чувствуем запах)

Испарение льда. (Поэтому даже на морозе мокрые вещи высыхают)

Испаряются и твердые тела, данный процесс называется сублимацией.

6. Закрепление.

Задание выполняем с использованием обучающей структуры

«Релли робин», в котором два участника обмениваются короткими ответами.

1.Что остынет быстрее при одинаковых условиях: жирный суп или чай? Объясните, почему?

2.Нам часто приходится стирать и сушить белье. В какую погоду это лучше всего делать? Что необходимо, чтобы быстрее высохло бельё?

3.Чтобы охладиться в жаркий день, мальчик надел мокрую футболку. Выберите правильное утверждение.

А.Охлаждение происходит за счет конденсации водяного пара.
Б. Охлаждение происходит за счет испарения воды.
В. Если подует ветерок, испарение воды замедлится.

4. При кипении чайника окно на кухне « запотели». Выберите правильное утверждение.

А. «Запотевание» окон - это пример испарения воды.
Б. При кипении температура воды увеличивается.
В. «Запотевание» окон - это пример конденсации воды.
5. Почему даже в жаркий день, выйдя из реки после купания, человек ощущает холод?

7. Подведение итогов урока.

Тэйк оф-тач даун (встать- сесть ), обучающая структура для получения информации об изученной теме

1. С какими процессами мы познакомились сегодня на уроке?

2. Что такое испарение?

3. От чего зависит скорость испарения?

4. Что такое конденсация?

Постановка Д/з. Изучить §16, 17

Дополнительно по желанию: приготовить сообщение или презентацию

«Испарение в природе, быту и на производстве»

Роль процессов испарения для животных организмов

Испарение в жизни растений

Роль испарения в жизни человека

Эксперимент №1. (зависимость испарения от температуры жидкости)

1. Нанести пипеткой каплю спирта на лист бумаги.

2. Нанести пипеткой каплю спирта на ладонь.

4. Сделать вывод о зависимости испарения от температуры жидкости.

Эксперимент №2 . (зависимость испарения от площади свободной поверхности)

1. Нанести пипеткой каплю спирта на первый лист бумаги.

2. Нанести пипеткой каплю спирта на второй лист бумаги и расположить его вертикально, чтобы капля растеклась по нему, увеличив свободную поверхность.

3. Сравнить скорость испарения.

4. Сделать вывод о зависимости испарения от площади свободной поверхности.

Эксперимент №3. (зависимость скорости испарения от скорости удаления паров с поверхности жидкости)

1. Нанести пипеткой каплю спирта на первый лист бумаги и отодвинуть его в сторону.

2. Нанести пипеткой каплю спирта на второй лист бумаги и возле него создать движение воздуха с помощью бумажного веера.

3. Сравнить скорость испарения.

4. Сделать вывод о зависимости скорости испарения от скорости удаления паров с поверхности жидкости.

Эксперимент №4.

1. Снять показания термометра.

2. Обмотайте шарик термометра ваткой, смоченной спиртом.

3. Помашите веером на ватку.

4. Снимите показания термометра.

5. Сделайте вывод об изменении температуры жидкости при испарении.

При вылете из жидкости молекулы преодолевают силы притяжения со стороны оставшихся молекул, т. е. совершают работу против этих сил. Не все молекулы жидкости могут совершить необходимую работу, а только те из них, которые обладают достаточной для этого кинетической энергией, достаточной скоростью.

Но если из жидкости выходят при испарении наиболее быстрые молекулы, то средняя скорость остальных молекул жидкости становится меньше, - следовательно, и средняя кинетическая энергия остающихся в жидкости молекул уменьшается. Это означает, что внутренняя энергия испаряющейся жидкости уменьшается. Поэтому, если нет притока энергии к жидкости извне, испаряющаяся жидкость охлаждается.

Охлаждение жидкости при испарении можно наблюдать на опыте. Для этого нужно обмотать шарик термометра ватой (или кусочком материи) и полить ее эфиром. Быстро испаряющийся эфир отнимает часть внутренней энергии от шарика термометра, вследствие чего температура последнего понижается. Если эфиром смочить руку, то мы будем ощущать охлаждение руки.

Выходя из воды даже в жаркий день, мы чувствуем холод. Вода, испаряясь с поверхности нашего тела, отнимает от него некоторое количество теплоты.

Однако при испарении воды, налитой в стакан, мы не замечаем понижения ее температуры. Чем это объяснить? Дело в том, что испарение в данном случае происходит медленно и температура воды поддерживается постоянной за счет количества теплоты, поступающего из окружающего воздуха. Значит, чтобы испарение жидкости происходило без изменения ее температуры, жидкости необходимо сообщать энергию. Так, чтобы испарить воду массой 1 кг при температуре 35°С, требуется 2,4 10 6 Дж, а для испарения эфира массой 1 кг, взятого при той же температуре (35 °С),- 0,4 10 6 Дж энергии.

Испарение имеет большое значение в жизни животных. Затруднение испарения нарушает теплоотдачу и может вызвать перегревание тела.

Мы говорили, что процесс перехода молекул из пара в жидкость называют конденсацией. Конденсация пара сопровождается выделением энергии. Летним вечером, когда воздух становится холоднее, выпадает роса. Это водяной пар, находившийся в воздухе, при охлаждении воздуха оседает на траве и листьях в виде маленьких капелек воды.

Конденсацией пара объясняется образование облаков. Пары воды, поднимающиеся над землей, образуют в верхних, более холодных слоях воздуха облака, состоящие из мельчайших капелек воды.

Вопросы.

Какую работу совершают молекулы, выходящие из жидкости при испарении?
Как объяснить понижение температуры жидкости при ее испарении?
Как можно на опыте показать охлаждение жидкости при испарении?
Как можно объяснить, что при одних и тех же условиях одни жидкости испаряются быстрее , другие - медленнее?
При каких условиях происходит конденсация пара?
Какие явления природы объясняются конденсацией пара?

Упражнения.

В какую погоду скорее просыхают лужи от дождя: в тихую или ветреную? в теплую или холодную? Как это можно объяснить?
Почему горячий чай остывает скорее, если на него дуют?
Выступающий в жару на теле пот охлаждает тело. Почему?
Почему в сухом воздухе переносить жару легче, чем в сыром?
Чтобы получить прохладную воду в летнюю жару, ее наливают в сосуды, изготовленные из слабообожженной глины, сквозь которую вода медленно просачивается. Вода в таких сосудах холоднее окружающего воздуха. Почему?
Небольшое количество воды находится в стакане и такое же количество воды находится в блюдце. Где быстрее вода испарится? Почему?
На стекло или доску кисточкой наносят мазки различных жидкостей: эфира, спирта, воды и масла. Наблюдая за мазками, замечают, что жидкости испаряются с разной скоростью. Проделайте такой опыт и объясните его.
Для чего летом после дождей или полива приствольные круги плодовых деревьев покрывают слоем перегноя, навоза или торфа?

Бюджетное общеобразовательное учреждение «Лежская основная общеобразовательная школа»

Конспект урока по физике
в 8 классе

«Испарение. Поглощение энергии при испарении жидкости и выделение ее при конденсации пара».

подготовил

учитель физики

Смирнов Александр Николаевич

Д.Спасское

2013

Урок № 18.

Испарение. Поглощение энергии при испарении жидкости и выделение ее при конденсации пара.

Цели урока:

Создать условия для усвоения нового материала, используя проблемное обучение. Формировать понятие о явлениях испарения и конденсации. Выяснить зависимость скорости испарения от внешних факторов, температуры, окружающей среды, наличия ветра и внутренних свойств вещества.

Развивать познавательный интерес при постановке учебной проблемы, физическое мышление и речь учащихся, развивать способность наблюдать и делать выводы, выдвигать гипотезы.

Прививать культуру умственного труда. Воспитывать коллективизм, товарищество, доброжелательность, самостоятельность, интерес к учебному труду.

Тип урока: урок изучения и первичного закрепления новых знаний.

Оборудование: сосуды со спиртом, с водой, матовые стекла, стеклянные пластины, ватные палочки, опорные конспекты, плитка электрическая, воздуходувка.

План урока:

Организационный момент (1 мин).

Подготовка к усвоению нового материала (5 мин).

Освоение нового материала (26 мин).

Первичная проверка понимания и закрепления знаний (10 мин).

Подведение итогов урока (3 мин).

Домашнее задание : §16, 17 Упр: 9 Дома посмотреть на чайник, в котором бурно кипит вода, и обратить внимание на то, где начинается струя белого водяного тумана.

Ход урока.

Организационный момент.

Подготовка к усвоению нового материала.

Мотивация : Послушайте стихотворение.

Вода появляется из ручейка,

Ручьи по пути собирает река.

Река полноводно течет на просторе,

Пока, наконец, не вливается в море.

Моря пополняют запас океана,

Над ним формируются клубы тумана.

Они поднимаются выше пока
Не превращаются в облака.

А облака, проплывая над нами,

Дождем проливаются, сыплют снегами

Весной соберется вода в ручейки,

Они потекут до ближайшей реки.

Вопрос : Как бы вы назвали процесс, описываемый в этом стихотворении? Ответ: Круговорот воды в природе.

Сегодня мы будем изучать явления, без которых этот процесс был бы невозможен, а значит, и облик нашей планеты был бы иным. Вопрос : Посмотрите внимательно на таблицу, висящую на стенде, и ответьте. С чего начинается круговорот воды в природе? Ответ: Испарение.

А теперь подышите на прозрачное стеклышко. Что вы при этом наблюдаете? Вопрос: Как называют происходящее явление?(Подсказка в опорном конспекте). Ответ: Конденсация.

Вопрос: Тогда как бы вы сформулировали тему урока? При переходе вещества из одного агрегатного состояния в другое выделяется или поглощается часть внутренней энергии. А теперь давайте прочтем, правильно ли мы сформулировали тему урока? Вопрос: Давайте проанализируем ваши ответы и сформулируем более четко цель урока? Что нового вы должны узнать на уроке?

Ответ: Изучить явления испарения и конденсации. Научиться решать качественные задачи на основе этих понятий. А так же узнать где используются на практике явления испарения и конденсации.

Освоение нового материала.

А) Посмотрите на рисунок в опорном конспекте.
1) Какое явление называют парообразованием?

2)Какие существуют два вида парообразования?

3) В каком случае парообразование называют испарением?(Ответ найдите в учебнике).

4) Какой процесс называют конденсацией?

Б) На основе знаний о молекулярной природе тепловых явлений построим модели явлений испарения и конденсации, с помощью которых объясним наблюдаемые явления.

В опорном конспекте изображен сосуд. Предположим, что внутри него находится жидкость. Жидкость состоит из … (молекул). Кружками в опорном конспекте изображены молекулы. Молекулы жидкости на рисунке расположены достаточно плотно. С помощью стрелок изобразим направления движения некоторых молекул.

Давайте подумаем, и ответим на вопросы:

Вопрос: Каким молекулам легче покинуть жидкость? Ответ: Тем, которые у поверхности.

Выделим две молекулы, находящиеся у поверхности, скорости которых направлены наружу. Вопрос: У какой из них больше вероятность покинуть жидкость? Ответ: Той, у которой скорость больше, т.е больше кинетическая энергия. (Человек и дельфин).

Вопрос: Что должна преодолеть молекула, чтобы покинуть жидкость? Ответ: Преодолеть притяжение соседних молекул, расположенных ниже.

Движущиеся молекулы обладают – кинетической энергией, а взаимодействующие молекулы – какой? Ответ : Потенциальной энергией.

Для того, чтобы жидкость могли покинуть молекулы, находящиеся у поверхности, их кинетическая энергия по отношению к потенциальной какой должна быть? (больше или меньше).

Обобщим: Жидкость могут покинуть молекулы, находящиеся у поверхности, кинетическая энергия которых больше потенциальной энергии их взаимодействия?

Опыт. Как вы думаете, отличаются ли температуры воздуха в классе и воды, имеющей «комнатную» температуру? Ответ: температура воды несколько ниже температуры окружающего воздуха. Почему?

В) Жидкость покидают самые «энергичные молекулы», а в жидкости остаются молекулы, которые движутся с меньшими скоростями. Вопрос: Что происходит с температурой испаряющейся жидкости, внутренней энергией, если нет притока энергии из вне? Ответ: Когда нет притока энергии из вне, испарение ведет к уменьшению внутренней энергии, а значит и температуре.

Опыт с двумя термометрами : сухим и влажным. Они показывают разную температуру.
Экспериментальное исследование темы « Причины изменения скорости испарения жидкости».

На две чистые пластинки нанесем при помощи ватки жидкости: вода и спирт. Пронаблюдаем за процессом испарения данных веществ. Сделайте вывод о зависимости скорости испарения от рода жидкости. Теоретическое обоснование найдите в опорном конспекте.

На две чистые пластинки нанесем при помощи ватки по капле спирта, одну из пластин поместим над электрической плиткой. Пронаблюдаем за процессом испарения данных веществ. температуры

На две чистые пластинки нанесем при помощи ватки по капле спирта, одну из пластин поместим над воздуходувкой.. Пронаблюдаем за процессом испарения данных веществ. Сделайте вывод о зависимости скорости испарения от наличия ветра над поверхностью жидкости . Теоретическое обоснование найдите в опорном конспекте.

На две чистые пластинки нанесем при помощи ватки по капле спирта, одну из капель распределим на пластине на максимальной площади. Пронаблюдаем за процессом испарения данных веществ. Сделайте вывод о зависимости скорости испарения от площади поверхности жидкости . Теоретическое обоснование найдите в опорном конспекте.

С открытой поверхности жидкости испарение происходит до тех пор, пока вся жидкость не испарится. Такова судьба всех луж, оставшихся после летнего дождя. Иная картина наблюдается в том случае, когда жидкость находится в закрытом сосуде. Духи могут годами храниться в закрытом флаконе. Процесс испарения не прекращается и в закрытом сосуде. Вопрос: Почему не изменяется масса жидкости в закрытом сосуде? Как называется пар находящийся над жидкостью в закрытом сосуде? Предположим, испарилось 100 молекул. Вопрос: Чтобы количество жидкости не изменилось, сколько молекул должно возвратиться обратно в жидкость? Прочитайте самостоятельно в учебнике на стр.40, какой пар является насыщенным.

Г) НАСЫЩЕННЫЙ ПАР

– пар, находящийся в динамическом равновесии со своей жидкостью. Под динамическим равновесием жидкости и пара понимают такое их состояние, когда число молекул, покидающих поверхность жидкости, равно числу молекул пара, возвращающихся за то же время в жидкость. Название «насыщенный» подчеркивает, что в данном объеме при данной температуре не может находиться большее количество пара.

НЕНАСЫЩЕННЫЙ ПАР

– это пар, не достигший динамического равновесия со своей жидкостью. При данной температуре давление ненасыщенного пара всегда меньше давления насыщенного пара. При наличии над поверхностью жидкости ненасыщенного пара процесс парообразования преобладает над процессом конденсации, и потому жидкости в сосуде с течением времени становится все меньше и меньше.

Вопрос: В магазинах продают хлеб, запакованный в целлофановые пакеты? Почему? Ответ: Хлеб черствеет меньше, так как число молекул, покидающих поверхность хлеба, равно числу молекул пара, возвращающихся за то же время в него. Пар является насыщенным.

Д) Прочитайте самостоятельно на стр 42, что происходит с энергией при конденсации? Конденсация – это переход вещества из газообразного состояния в жидкое (конденсированное). Так как конденсация это процесс обратный испарению, то конденсация происходит при охлаждении или сжатии газа. Конденсация происходит интенсивнее в том случае, если имеются центры конденсации, роль которых выполняют взвешенные в воздухе частицы и т.д. Роса. Туман. Облака.

Первичная проверка понимания и закрепления знаний. Решение качественных задач.

Почему для определения направления ветра жители степей окунают руку в воду и поднимают вверх?

Зачем жители полярных стран смазывают жиром лицо в сильный мороз?

Почему большой сосуд с водой, помещенный в погреб, предохраняет овощи от замерзания?

Зачем покрывают попоной лошадь после длительных скачек зимой?

На чашках весов уравновесьте стаканы с горячей и холодной водой. Почему весы быстро выходят из равновесия?

А теперь давайте проверим, как вы поняли новый материал. Вам выданы карточки с 6 вопросами. Если вы согласны с утверждением, подчеркните «да» , если не согласны подчеркните – « нет».

Согласны ли вы со следующими утверждениями (да / нет):

Испарением называется переход молекул из жидкости в пар? (да).

Испарение происходит только при очень высокой температуре? (нет)

Если нет притока энергии к жидкости из вне, то ее температура при испарении понижается? (да)

Вода, пролитая на пол, испаряется значительно медленнее, чем то же количество воды в стакане? (нет)

Чем выше температура жидкости, тем медленнее идет процесс испарения?(нет)

Конденсацией называется процесс перехода молекул из пара в жидкость? (да)

Вы работали индивидуально, а теперь проверьте сами себя, сравнив ваш результат с правильным ответом, записанным на доске. Если вы ответили на все вопросы, верно, поставьте себе «5», если есть одна ошибка – «4». А те, кто себе оценку не поставил, мы с вами поработаем еще на следующем уроке. И так, без каких явлений не возможен круговорот воды в природе? Что происходит с водой на поверхности рек, озер, морей? Как образуется туман, роса, облака?

Таким образом : Во время круговорота воды в природе, вода с поверхности рек, озер, морей, океанов испаряется. При конденсации водяного пара образуются туман, роса, облака и т.д.

Домашнее задание : §16, 17 Упр: 9(1-4) . Дома посмотреть на чайник, в котором бурно кипит вода, и обратить внимание на то, где начинается струя белого водяного тумана. Вспомнить загадки, пословицы, песни связанные с изученной темой. Подготовить сообщение

866. Температура воды в открытом сосуде, находящемся в комнате, всегда немного ниже температуры воздуха в комнате. Почему?
Потому что с поверхности воды происходит испарение, которое сопровождается потерей энергии, и, следовательно, понижением температуры.

867. Почему температура жидкости при испарении понижается?
При испарении уменьшается внутренняя энергия жидкости, а это ведет и к снижению температуры.

868. В Москве колебание температуры кипения воды составляет 2,5 ° (от 98,5 °С до 101 °С). Чем можно объяснить такую разницу?
Неравномерностью рельефа. С увеличением высоты над уровнем моря вода закипает при температуре ниже 100°С. А если температура кипения выше 100°С, это означает, что она находится ниже уровня моря.

869. Выполняется ли закон сохранения энергии при испарении? при кипении?
Выполняется. Сколько энергии было затрачено на нагревание, столько же энергии выделится в виде пара.

870. Если смочить руку эфиром, вы ощутите холод. Почему?
Эфир испаряется и забирает энергию с рук и воздуха.

871. Почему суп скорее остынет, если на него дуть?
Если дуть на пар, исходящий из супа, теплообмен ускорится, и суп быстрее отдаст свою энергию в окружающую среду.

872. Отличается ли температура воды в кипящей кастрюле и температура пара кипящей воды?
Нет.

873. Почему кипящая вода перестает кипеть, как только ее снимают с огня?
Потому что для поддержания кипения вода должна постоянно получать энергию тепла.

874. Удельная теплота конденсации спирта равна 900 кДж/кг. Что это означает?
Для того, чтобы спирт перешел в жидкое состояние нужно забрать у его паров 900 кДж энергии.

875. Сравните внутреннюю энергию 1 кг водяного пара при 100 °С и 1 кг воды при 100 °С. Что больше? На сколько? Почему?
Энергия пара больше на 2,3 МДж/кг – столько требуется энергии для парообразования.

876. Какое количество теплоты требуется для испарения 1 кг воды при температуре кипения? 1 кг эфира?

877. Какое количество теплоты требуется для обращения в пар 0,15 кг воды при 100 °С?

878. Что требует большего количества теплоты и на сколько: нагрев 1 кг воды от 0 °С до 100 °С или испарение 1 кг воды при температуре 100 °С?

879. Какое количество теплоты требуется для обращения в пар воды массой 0,2 кг при температуре 100 °С?

880. Какое количество энергии выделится при охлаждении воды массой 4 кг от 100 °С до 0 °С?

881. Какое количество энергии необходимо, чтобы 5 л воды при 0 °С довести до кипения и затем ее всю испарить?

882. Какое количество энергии выделит 1 кг пара при 100 °С, если его обратить в воду и затем охладить полученную воду до 0 °С?

883. Какое количество теплоты нужно затратить, чтобы воду массой 7 кг, взятую при температуре 0 °С, довести до кипения и затем полностью ее испарить?

884. Какое количество энергии надо затратить, чтобы 1 кг воды при температуре 20 °С обратить в пар при температуре 100 °С?

885. Определите количество теплоты, потребное для превращения 1 кг воды, взятой при 0 °С, в пар при 100 °С?

886. Сколько теплоты выделится при конденсации 100 г водяного пара, имеющего температуру 100 °С, и при охлаждении полученной воды до 20 °С?

887. Удельная теплота парообразования у воды больше, чем у эфира. Почему же эфир, если им смочить руку, сильнее охлаждает ее, чем вода в таких случаях?
Интенсивность испарения эфира намного больше, чем у воды. Поэтому он быстрее отдает внутреннюю энергию и быстрее остывает, охлаждая руку.

888. В сосуд, содержащий 30 кг воды при 0 °С, вводится 1,85 кг водяного пара, имеющего температуру 100 °С, вследствие чего температура воды становится равной 37 °С. Найдите удельную теплоту парообразования воды.

889. Какое количество теплоты необходимо, чтобы превратить 1 кг льда при 0 °С в пар при 100 °С?

890. Какое количество теплоты необходимо для того, чтобы 5 кг льда при -10 °С обратить в пар при 100 °С и затем нагреть пар до 150 °С при нормальном давлении? Удельная теплоемкость водяного пар при постоянном давлении равна 2,05 кДж/(кг °С).

891. Сколько килограммов каменного угля надо сжечь для того, чтобы превратить в пар 100 кг льда, взятого при 0 °С? Коэффициент полезного действия топки 70%. Удельная теплота сгорания угля 29,3 МДж/кг.

892. Английский ученый Блек для определения удельной теплоты парообразования воды брал определенное количество воды при 0 °С и нагревал ее до кипения. Дальше он продолжал нагревать воду до ее полного испарения. При этом Блек заметил, что для выкипания всей воды требовалось времени в 5,33 раза больше, чем для нагрева такой же массы воды от 0 °С до 100 °С? Чему равна, по опытам Блека, удельная теплота парообразования?

893. Какое количество пара при температуре 100 °С требуется обратить в воду, чтобы нагреть железный радиатор массой 10 кг от 10 °С до 90 °С?

894. Какое количество теплоты требуется, чтобы лед массой 2 кг, взятый при температуре -10 °С, обратить в пар при 100 °С?

895. Пробирка с эфиром погружена в стакан с водой, охлажденной до 0 °С. Продувая через эфир воздух, испаряют эфир, вследствие чего на пробирке образуется ледяная корка. Определите, сколько получилось льда при испарении 125 г эфира (удельная теплота парообразования эфира кДж/кг).

896. Змеевик полностью вмерз в лед. Через змеевик проходит, охлаждаясь и конденсируясь, 2 кг пара, причем вода из змеевика выходит при температуре 0 °С. Какое количество льда можно расплавить таким образом?

897. В калориметр налито 57,4 г воды при 12 °С. В воду пущен пар при 100 °С. Через некоторое время количество воды в калориметре увеличилось на 1,3 г, а температура воды поднялась до 24,8 °С. Для нагрева пустого калориметра на 1 °С требуется 18,27 Дж теплоты. Найдите удельную теплоту парообразования воды.

900. На примусе в медном чайнике массой 0,2 кг вскипятили воду массой 1 кг, взятую при температуре 20 °С. В процессе кипячения 50 г воды выкипело.
Сколько в примусе сгорело бензина, если КПД примуса 30 %?

При испарении жидкость покидают наиболее быстрые молекулы, поэтому средняя скорость остальных молекул жидкости становится меньше. Следовательно, и средняя кинетическая энергия остающихся в жидкости молекул уменьшается. Это означает, что внутренняя энергия испаряющейся жидкости уменьшается . Поэтому, если нет притока энергии к жидкости извне, испаряющаяся жидкость охлаждается .

Охлаждение жидкости при испарении можно наблюдать на опыте. Для этого нужно обмотать шарик термометра ватой (или кусочком материи) и полить её эфиром. Быстро испаряющийся эфир отнимает часть внутренней энергии от шарика термометра, вследствие чего температура последнего понижается. Если эфиром смочить руку, то мы будем ощущать охлаждение.

Выходя из воды даже в жаркий день, мы чувствуем, что нам прохладно. Вода, испаряясь с поверхности нашего тела, отнимает от него некоторое количество теплоты.

Однако при испарении воды, налитой в стакан, мы не замечаем понижения её температуры. Чем это объяснить? Дело в том, что испарение в данном случае происходит медленно и температура воды поддерживается постоянной за счёт количества теплоты, поступающего из окружающего воздуха. Значит, чтобы испарение жидкости происходило без изменения её температуры, жидкости необходимо сообщать энергию. Испарение жидкости сопровождается поглощением энергии.

Известно, что одновременно с испарением происходит переход молекул из пара в жидкость.

Явление превращения пара в жидкость называется конденсацией.

Термин «конденсация» происходит от латинского слова конденсаре - «сгущать».

Конденсация пара сопровождается выделением энергии.

Летним вечером, когда воздух становится холоднее, выпадает роса. Это водяной пар, находившийся в воздухе, при охлаждении конденсируется, и маленькие капельки воды оседают на траве и листьях.

Конденсацией пара объясняется образование облаков. Пары воды, поднимающиеся над землёй, образуют в верхних, более холодных слоях воздуха облака, состоящие из мельчайших капелек воды.

Вопросы

Против каких сил совершают работу молекулы, выходящие из жидкости при испарении?
Как объяснить понижение температуры жидкости при её испарении?
Как можно на опыте показать охлаждение жидкости при испарении?
Как можно объяснить, что при одних и тех же условиях одни жидкости испаряются быстрее, другие - медленнее?
При каких условиях происходит конденсация пара?
Какие явления природы объясняются конденсацией пара? Приведите примеры и объясните их.

Упражнение 13

В какую погоду скорее просыхают лужи от дождя: в тихую или ветреную; в тёплую или холодную? Как это можно объяснить?
Почему горячий чай остывает быстрее, если на него дуют?
Выступающий в жару на теле пот охлаждает тело. Почему?
Почему в сухом воздухе переносить жару легче, чем во влажном?
Чтобы остудить воду в летнюю жару, её наливают в сосуды, изготовленные из слабообожжённой глины, сквозь которую вода медленно просачивается. Вода в таких сосудах холоднее окружающего воздуха. Почему?
В блюдце и в стакан налита вода одинаковой массы. Где вода быстрее испарится? Почему?
Для чего летом после дождей или полива приствольные круги плодовых деревьев покрывают слоем перегноя, навоза или торфа?

Задание

В два одинаковых блюдца налейте по одинаковому количеству воды (например, по три столовых ложки). Одно блюдце поставьте в тёплое место, а другое - в холодное. Запишите, за какое время испарится вода в том и другом блюдце. Объясните разницу в скорости испарения.