Помощь по Теле2, тарифы, вопросы

Урок по теме "Плавление и кристаллизация тел".

Цели: формирование понятия о плавлении и кристаллизации тел, температуре плавления и кристаллизации; развитие умений применять полученные знания к решению простейших задач, развитие кругозора учащихся, воспитание интереса к предмету, воспитание всесторонне развитой личности.

Задачи:

Образовательная - раскрыть понятия плавления и отвердевания; экспериментально подтвердить полученные теоретические знания.

Развивающая – создать условия для развития исследовательских и творческих навыков; навыков общения и совместной деятельности.

Воспитательная – способствовать привитию культуры поведения, создать условия для повышения интереса к изучаемому материалу.

Необходимое оборудование: интерактивная доска, проектор, монитор.

Пояснения: ответы учащихся в тексте выделены курсивом.

План урока:

Организационный момент – 2мин

Актуализация знаний и изучение нового материала - 18мин

Закрепление – 10мин

Домашнее задание – 3мин

Итоги урока и выставление оценок – 10мин

Рефлексия – 2 мин

ХОД УРОКА

1. Организационный момент

– Сегодня на уроке мы поговорим о различных состояниях вещества, узнаем, при каких условиях вещество может находиться в том или ином состоянии и что необходимо сделать для превращения вещества из одного состояния в другое. И так, тема сегодняшнего урока «Плавление и кристаллизация тел». Как вы думаете, что будет целью нашего занятия? Н уроке мы узнаем: Объяснение процессов плавления и отвердевания кристаллических тел;

Что такое температура плавления и кристаллизации; Как выглядит график плавления и отвердевания кристаллических тел.

2. Актуализация знаний и изучение нового материала

Учитель: Давайте рассмотрим рисунки (слайд 4). Как вы думаете, что их объединяет?

Ученики: На рисунках показана вода в трех различных состояниях: твердом, жидком и газообразном.

Учитель: Верно. Не только у воды, но и у любого другого вещества есть три состояния. Как называют эти состояния?

Ученики: Их называют агрегатными состояниями.

Происходить игра с картинками, на которых изображены физические величины.

Во время показа картинки с изображением λ(удельной теплоты плавления):

Учитель: а что изображено на этой картинке?

Ученики: мы не знаем .

Учитель: сегодня мы познакомимся с новой для нас физической величиной которая называется удельная теплота плавления. Но для начала давайте подумаем и скажем, а что такое плавление?

Ученики: процесс перехода вещества из твердого состояния в жидкое .

Учитель: верно! Процесс перехода вещества из твердого состояния в жидкое называется плавлением.

Учитель: У вас на столах стоят 2 стакана. Что в них посмотрите и скажите?

Ученики: лед и металлические шарики .

Учитель: как вы думаете что произойдет с этими веществами к концу урока?

Ученики: лед расплавится .

Учитель: молодцы. Рассмотрим процесс плавления с помощью фрагмента. Ваша задача – обратить внимание, меняется ли температура в течение этого процесса.

Ученики: Температура в процессе плавления не меняется .(слайд 5)

Учитель: А что же такое температура плавления давайте найдем в учебниках на стр.146?

Ученики: Температура, при которой вещество плавится называется температура плавления.

Учитель: Верно. А как вы думаете, возможен ли обратный переход вещества из жидкого состояния в твердое?

Ученики: да .

Учитель: Переход вещества из жидкого состояния в твердое называется отвердеванием, или кристаллизацией (слайд 6)

Учитель: Рассмотрим и этот процесс с помощью видео. Менялась ли температура в течение всего процесса отвердевания?

Ученики: Температура в процессе отвердевания не менялась.

Учитель: Запомним, что в процессе плавления и отвердевания температура вещества не меняется . Значит, температура плавления – это температура, выше которой вещество в твердом состоянии находиться не может. Посмотрите в таблице температур, которая у вас на столах и ответьте мне на вопросы:

1)Какое из веществ, указанных в таблице, имеет наиболее высокую температуру плавления? (Вольфрам)

2)Какая температура плавления алюминия? (660)

3)Какая температура плавления меди? (1083)

4)Можно ли в алюминиевом сосуде расплавить медь? (нет)

5) Какие металлы можно расплавить в медном сосуде? (железо, платина, чугун)

6)В каком состоянии(твердом или жидком) находится серебро и вольфрам при температуре 1000°С?(серебро – жидкое, вольфрам – твердое).

Учитель: С помощью графика (слайд 7) рассмотрим процесс перехода льда из твердого состояния в жидкое.
Наблюдение за процессом началось с того момента, когда температура льда была –20 о С. При дальнейшем нагревании температура льда росла до тех пор, пока не достигла 0 о С. В этот момент лед начал плавиться, а его температура перестала расти. В течение всего времени плавления температура льда не менялась, хотя ему продолжали сообщать энергию.
При достижении 20 о С веществу перестали сообщать энергию: вода стала охлаждаться, и при 0 о С начался процесс кристаллизации воды. В течение всего времени отвердевания температура вещества снова не менялась. Также из графика видно, что температура плавления равна температуре кристаллизации.

Ребята, существует такая легенда:

Молодой бизнесмен купил по низкой цене в Африке контейнер ртутных термометров и решил получить большие деньги, продав эти термометры в Норильске, где, как он слышал, очень нуждаются зимой в термометрах для каждодневного определения температуры наружного воздуха. Приехав в Норильск, он получил контейнер и решил в течение недели распродать все ртутные термометры по организациям.

Как вы думаете, получил он деньги?

Ученики: говорят свои варианты .

Учитель: когда он распечатал содержимое контейнера, он обнаружил, что практически разорен. Температура в Норильске была в этот зимний день минус 45 градусов.

Он обнаружил, что ртутные термометры всего контейнера лопнули.

Как вы думаете почему?

Ученики: (если ученикам тяжело дать ответ на вопрос учитель дает подсказку используя таблицу) Ртуть при минус 39 градусах замерзла и стеклянные трубочки с замерзшей ртутью лопнули.

Учитель: Изучая плавление различных веществ одной и той же массы, можно заметить, что для превращения их в жидкость требуется разное количество теплоты. Например, для того чтобы расплавить 1 кг льда, взятого при температуре 0 градусов, нужно затратить 333 кДж энергии. А для того чтобы расплавить брусок из свинца массой 1 кг сколько нужно затратить энергии? Давайте посмотрим в таблицу.

Ученики: 25 кДж.

Учитель: (Слайд 9) Физическая величина, показывающая, какое количество теплоты необходимо для превращения 1 кг кристаллического вещества, взятого при температуре плавления, в жидкость той же температуры, называется удельной теплотой плавления .

Удельную теплоту плавления измеряют в и обозначают греческой буквой λ (ламбда).

Чтобы найти количество теплоты, необходимое для плавления кристаллического тела произвольной массы, надо удельную теплоту плавления этого тела умножить на его массу:

Q = λ · m .

Количество теплоты, выделяемое телом, считается отрицательным. Поэтому при расчете количества теплоты, выделяющегося при кристаллизации вещества массой m , следует пользоваться той же формулой, но со знаком «минус»: Q = –λ · m .

3. Закрепление

1. Учитель: Давайте посмотрим на листики которые у вас на столах.

На рисунке изображен график изменения температуры нафталина.

а) Какому состоянию нафталина соответствует отрезок графика ВС?(нагревания)

б) Сколько продолжалось нагревания жидкого нафталина? (4минуты)

в) До какой температуры нагрели нафталин?(110градусов)

2. Посмотрим на второй рисунок. На нем изображен график изменения температуры олова.

а) Как изменяется температура олова на участках АВ, ВС и СD?(повышалась, не менялась, повышалась)

б) Какому состоянию олова соответствует отрезок графика ВС?(плавление олова)

3 . У вас на листах написано условие задачи, девайте ее решим.

Какое количество теплоты необходимо для плавления 0,8кг алюминия, взятого при температуре плавления?

m – масса = 0,8 кг

λ – удельная теплота
плавления алюминия =
= 391 кДж/кг= 391 000 Дж/кг.

Решение:

Из таблицы, в которой указаны температуры плавления разных веществ, видим, что температура плавления алюминия равна 660 °С. Значит, алюминий взят при температуре плавления, поэтому задача решается в одно действие:

Q = λ · m = 391 Дж/кг · 0,8 кг =

312 800 Дж.

Ответ: Q = 135 000 Дж тепла.

4. Разделимся на две команды и какая команда быстрее решит задачу та и победила. Условия задач на листике.

4. Домашнее задание

Задача: Какое количество теплоты необходимо для плавления 7 кг меди, взятой при температуре плавления? Начертите график зависимости температуры меди от времени.

*Дополнительное задание : Используя полученные знания на уроке создайте кроссворд.

5. Итоги урока

– Что вы сегодня изучали на уроке?

Какую новую физическую величину изучили?

Какие единицы измерения удельной теплоты плавления вещества?

Какую новую формулу сегодня изучили?

Давайте посмотрим в наши стаканчики. Что там изменилось с начала урока?

Что же называется плавлением?

Какая температура плавления льда?

Какая температура плавления парафина? (демонстрация парафина)

– Выставление оценок за работу на уроке.

– Молодцы! Урок окончен!(слайд 11)

6. Рефлексия (слайд 10) :

" Улыбочка "

Учащимся предлагаются картинки с изображением: проникнута грустным, печальным настроением; другая - радостным, веселым. Ученики выбирают ту картину, которая соответствует их настроению.

Все ли понятно с урока или остались вопросы?

Список используемых ресурсов:

Перышкин А.В. Физика. 8 кл. :учеб. для общеобразоват. учреждений. – М.: Дрофа, 2008.

Кирик Л.А. Физика – 8. Разноуровневые самостоятельные и контрольные работы. – М.: «Илекса», 2010.

Удельной теплотой плавления называют количество теплоты, которое требуется для расплавления одного грамма вещества. Удельная теплота плавления измеряется в джоулях на килограмм и рассчитывается, как частное от деления количества теплоты на массу плавящегося вещества.

Удельная теплота плавления для разных веществ

Различные вещества имеют разную удельную теплоту плавления.

Алюминий - металл серебристого цвета. Он легко поддается обработке и широко используется в технике. Его удельная теплота плавления составляет 290 кДж/кг.

Железо - тоже металл, один из самых распространенных на Земле. Железо находит широкое применение в промышленности. Его удельная теплота плавления равняется 277 кДж/кг.

Золото - благородный металл. Оно используется в ювелирном деле, в стоматологии и фармакологии. Удельная теплота плавления золота составляет 66.2 кДж/кг.

Серебро и платина - также благородные металлы. Их используют в изготовлении ювелирных украшений, в технике и медицине. Удельная теплота составляет 101 кДж/кг, а серебра - 105 кДж/кг.

Олово представляет собой легкоплавкий металл серого цвета. Оно широко применяется в составе припоев, для изготовления белой жести и в производстве бронзы. Удельная теплота составляет 60.7 кДж/кг.

Ртуть представляет собой подвижный металл, замерзающий при температуре -39 градусов. Это - единственный из металлов, который в нормальных условиях существует в жидком состоянии. Ртуть применяется в металлургии, медицине, технике, химической промышленности. Ее удельная теплота плавления составляет 12 кДж/кг.

Лёд представляет собой твердую фазу воды. Его удельная теплота плавления равняется 335 кДж/кг.

Нафталин - органическое вещество, сходное по химическим свойствам с . Он плавится при 80 градусах и самовоспламеняется при 525 градусах. Нафталин широко используется в химической промышленности, фармацевтике, производстве взрывчатых веществ и красителей. Удельная теплота плавления нафталина составляет 151 кДж/кг.

Газы метан и пропан используются в качестве энергоносителей и служат сырьем в химической промышленности. Удельная теплота плавления метана составляет 59 кДж/кг, а - 79.9 кДж/кг.

Много внимания было уделено взаимным превращениям жидкостей и газов. Теперь рассмотрим превращение твердых тел в жидкости и жидкостей в твердые тела.

Плавление кристаллических тел

Плавлением называется превращение вещества из твердого состояния в жидкое.

Между плавлением кристаллических и аморфных тел есть существенное различие. Чтобы кристаллическое тело начало плавиться, его необходимо нагреть до вполне определенной для каждого вещества температуры, называемой температурой плавления.

Например, при нормальном атмосферном давлении температура плавления льда равна О °С, нафталина - 80 °С, меди - 1083 °С, вольфрама - 3380 °С.

Чтобы тело расплавилось, недостаточно его нагреть до температуры плавления; необходимо продолжать подводить к нему теплоту, т. е. увеличивать его внутреннюю энергию. Во время плавления температура кристаллического тела не меняется.

Если тело продолжать нагревать и после того, как оно расплавилось, температура его расплава будет расти. Сказанное можно проиллюстрировать графиком зависимости температуры тела от времени его нагревания (рис. 8.27). Участок АВ соответствует нагреванию твердого тела, горизонтальный участок ВС - процессу плавления и участок CD - нагреванию расплава. Кривизна и наклон участков графика АВ и CD зависят от условий процесса (массы нагреваемого тела, мощности нагревателя и т. п.).

Переход кристаллического тела из твердого состояния в жидкое происходит резко, скачком - либо жидкость, либо твердое тело.

Плавление аморфных тел

Совсем не так ведут себя аморфные тела. При нагревании они постепенно, по мере повышения температуры, размягчаются и в конце концов становятся жидкими, оставаясь в течение всего времени нагревания однородными. Никакой определенной температуры перехода из твердого состояния в жидкое нет. На рисунке 8.28 изображен график зависимости температуры от времени при переходе аморфного тела из твердого состояния в жидкое.

Отвердевание кристаллических и аморфных тел

Переход вещества из жидкого состояния в твердое называется отвердеванием или кристаллизацией (для кристаллических тел).

Между отвердеванием кристаллических и аморфных тел тоже имеется существенное различие. При охлаждении расплавленного кристаллического тела (расплава) оно продолжает оставаться в жидком состоянии, пока температура его не снизится до определенного значения. При этой температуре, называемой температурой кристаллизации, тело начинает кристаллизоваться. Температура кристаллического тела во время отвердевания не изменяется. Многочисленные наблюдения показали, что кристаллические тела плавятся и отвердевают при одной и топ же определенной для каждого вещества температуре. При дальнейшем охлаждении тела, когда весь расплав отвердеет, температура тела снова будет уменьшаться. Сказанное иллюстрируется графиком зависимости температуры тела от времени его охлаждения (рис. 8.29). Участок А 1 В 1 соответствует охлаждению жидкости, горизонтальный участок В 1 С 1 - процессу кристаллизации и участок C 1 D 1 - охлаждению твердого тела, получившегося в результате кристаллизации.

Вещества из жидкого состояния в твердое при кристаллизации переходят тоже резко без промежуточных состояний.

Затвердевание аморфного тела, например смолы, происходит постепенно и одинаково во всех своих частях; смола при этом остается однородной, т. е. затвердевание аморфных тел - это только постепенное загустевание их. Определенной температуры отвердевания нет. На рисунке 8.30 изображен график зависимости температуры застывающей смолы от времени.

Таким образом, аморфные вещества не имеют определенной температуры, плавления и отвердевания.

Нафталин имеет чрезвычайно резкий запах, его получают из каменноугольной смолы методом перегонки, в ней его содержание может варьироваться в пределах от 8 до 10%, нафталин можно выделить и из продуктов пиролиза нефти, который в значительной степени чище, чем каменноугольный.

Нафталин был открыт миру в 1820 году Гарденом в каменноугольной смоле. В том же году изучением его физических характеристик занялся Дж. Кидд, который и предложил ныне известное название. В 1826 году Фарадей установил эмпирическую формулу вещества C5H4, а в 1866 году Эрленмейер предложил структуру из пары бензольных конденсированных колец.

Применение нафталина

Так как нафталин характеризуется отличными антисептическими свойствами, его используют в хирургии. Помогает он и при болезнях кишечника, воспалении мочевого пузыря, при борьбе и брюшным тифом, зарекомендовал он себя еще и в роли жаропонижающего. Сегодня нафталин уступил место в борьбе с молью наиболее эффективным инсектицидам.

Нафталин способен предохранять от укусов насекомых, среди которых: мухи, оводы, слепни и др. Его часто используют в качестве предохранительного средства при ухаживании за скотом, страдающим сибирской язвой.

Химические и физические свойства

По своим химическим характеристикам нафталин схож с бензолом: он столь же легко сульфируется и нитруется, а также взаимодействует с галогенами. В качестве от бензола можно выделить то, что нафталин легче способен вступать в реакции.

Его плотность равна 1,14 г/см³, вещество начинает плавиться при отметке в 80,26°C, температура его кипения равна 217,7°C, в воде его растворимость равняется 30 мг/л, самовоспламеняется он при 525°C, а температура его вспышки равна диапазону от 79 до 87°C, составляет 128,17052 г/моль.

Влияние нафталина на здоровье человека

Длительное воздействие вещества способствует повреждению или разрушению красных кровяных телец, которые называются эритроцитами. Сотрудники IARC определеяют вещество в качестве возможного канцерогена, который способен привести к раковым заболеваниям у людей и животных.

В человеческом организме нафталин, как правило, скапливается в жировой ткани, где концентрируется до того момента, пока она не начнет сжигаться, а яд не станет проникать в кровь, что станет способствовать отравлению организма, которое может проявиться в виде кровотечений, образования опухолей и пр.