«Кипение»
план-конспект урока по физике

План-конспект открытого урока

Учитель: Ткачук Лидия Прокопьевна

Предмет: физика

 Учебник: Перышкин А.В. Физика-8 – М.: Дрофа, 2017

Класс:8  

Дата проведения: 18 ноября 2021г.

Тема урока:           «Кипение»

Место урока: Глава "Тепловые явления", тема "Кипение"

Тип урока:          открытие новых знаний

Главной методической идеей является построение урока на деятельностной основе,  с использованием элементов  ТРИЗ-технологии. (метод сравнения, экспериментальный метод исследования, синквейн)

Пропедевтика темы данного урока осуществлялась:

2-6 классы -  естествознание

7 класс- физика   -   Различные  состояния вещества на основе    молекулярного строения

Цель урока:  раскрыть физическую сущность процесса кипения жидкости; объяснить постоянство температуры жидкости в процессе кипения; дать сравнительную характеристику двум способам парообразования.

Задачи урока:

в предметном направлении (образовательные)

-изучить механизм кипения, ввести понятия «кипения»

-выявить основные особенности кипения: образование пузырьков, шум, предшествующий кипению, постоянство температуры кипения.

-продолжить формировать умение учеников применять основные положения МКТ в объяснении физических явлений.

-продолжить формирование представлений о единстве и взаимосвязи явлений природы.

-продолжить формирование знаний на основе использования межпредметных связей.

в метапредметном направлении(развивающие)  -  развивать интеллектуальные (умение выделять главное, сравнивать, обобщать, логически излагать свои мысли)   и коммуникативные  способности, развивать познавательный интерес. Продолжить развитие владения речью, умения участвовать в диалоге (понимать точку зрения собеседника, признавать право на иное мнение), способности отражать результаты своей деятельности в устной и письменной форме.

в личностном направлении (воспитывающие) -  содействовать формированию основных мировоззренческих идей: познаваемость мира и его закономерностей; причинно-следственные связи явлений.  Воспитывать, доброжелательность, умение слушать и слышать друг друга.

Методы обучения: проблемный, частично-поисковый, опытно-экспериментальный.

Формы организации познавательной деятельности: фронтальная, индивидуальная, групповая

Планируемые результаты:

Оборудование: компьютер, мультимедийный проектор, презентация «Кипение», спиртовка, термометр, стеклянная колба, штатив универсальный, резиновая медицинская груша, насос воздушный ручной.

Демонстрации:

1. Наблюдение процесса нагревания и кипения воды в стеклянной колбе.

2. Кипение воды при повышенном и пониженном давлениях.

План урока

ХОД УРОКА

«Ум заключается не только в знании,

но и в умении прилагать знания на деле»

 Аристотель

1.Организационный момент (приветствие, проверка готовности к уроку, эмоционального настроя)

Учитель: Здравствуйте, ребята! Я рада приветствовать вас на уроке.  И вы поприветствуйте друг друга., улыбнувшись друг, другу.

 Попробуй пар не выпускать–                        

И чайник может бомбой стать!                                                            

                                В. Марков.

О каком явлении говорится в данном двустишии ?

Сегодня мы познакомимся со вторым способом парообразования –(предлагает отгадать ребус) кипением. (см. приложение 1)

II. Актуализация опорных знаний (фронтальный опрос)

Учитель:

Прежде чем приступить к изучению новой темы мы должны вспомнить, что изучали на прошлом уроке.

Проведем тестовую работу. Ваша задача выбрать необходимый ответ.

Парообразованием называют….
А) переход из состояния «твердое тело» в состояние «газообразное»
И) переход из состояния газообразного в состояние жидкости
Е) переход из жидкого состояния в газообразное

Единицей измерения количеством теплоты называют…
К) Джоуль
Л) Дж/кг
М) Дж/°С

Удельная теплота парообразования показывает, что какое …
Н) количество теплоты при парообразовании поглощается и конденсации выделяется при массе вещества 1 килограмм
И) количество теплоты при парообразовании поглощается при массе вещества 1 килограмм
Е) количество теплоты при конденсации выделяется при массе вещества 1 килограмм

Что называют испарением?
Б) парообразование с берегов рек
П) парообразование с поверхности жидкости
И) такого определения дать нельзя

Когда происходит испарение?
Ч) никогда
И) всегда
У) при определенных условиях

По какой формуле можно рассчитать количество теплоты при конденсации:
Г) Q=
Д) Q=
И) Q= Lm

Почему происходит испарение?
М) потому что повышается температура
У) появляется ветер
Е) разрываются связи между частицами жидкости

Учитель: вы ответили на все вопросы, а теперь поменялись листочками взяли карандаш и проверим другу друга.

К доске выходит один ученик, и проверяем вместе с классом.

У вас получились буквы, которые нужно собрать слово. Какое слово получилось? (КИПЕНИЕ)

• У слона в коже нет ни одной потовой железы. А так и перегреться на жаре, да ещё работая, можно! Но водоём у слона всегда «под рукой», т.е. под хоботом. Набирает слон слюны изо рта хоботом и размазывает по телу. Сразу облегчение чувствуется. Объясните, почему слюна помогает слону в жару от перегрева?

• Вы забыли, что на плите находится кипящий чайник? Бывает! Прибежав на кухню, вы обнаруживаете с досадой, что часть воды «сбежала». «Расследование» показывает, что вода перекочевала на различные предметы (особенно на холодные): на стёкла окон, стену со стороны улицы... и осела на них в виде мелких капелек. Вся ли сбежавшая вода осела, сказать трудно. Дайте исчерпывающее физическое объяснение происшествию. И купите чайник со свистком!

А пар воды виден или нет?

В полярных странах при сильных морозах люди часто смазывают лицо жиром. Объясните, зачем?

Поглощается или выделяется энергия при испарении? при конденсации?

Почему температура испаряющейся жидкости в обычных условиях остаётся неизменной?

III. Подготовка к усвоению нового материала.

а) мотивация

Учитель: Итак, мы вспомнили один из способов парообразования - испарение и симметричный ему процесс - конденсацию. Я еще раз обращаю ваше внимание на то, что испарение сопровождается уменьшением внутренней энергии жидкости и при отсутствии подвода тепла к жидкости, ее температура неуклонно уменьшается. Однако, существует еще один способ парообразования, открыть тайну которого нам предстоит.

б) формулировка темы,  цели и задач урока.

Учитель:

Каждое утро многие из вас пьют чай (слайд 5). Этому напитку посвящены восточные трактаты. Существует ритуал чаепития. А сколько способов приготовления чая! И вы, я надеюсь, знаете, как правильно заварить чай. Проблема. Какой процесс лежит в основе приготовления чая? (Далее следует обсуждение). Да, действительно, перед тем, как заварить чай, воду предварительно кипятят. Я предлагаю вам рассмотреть на уроке материал, который поможет посмотреть на этот процесс с научной точки зрения.

 Как вы думаете, какая тема урока «ожидает» нас сегодня?  

Можно ли сказать , что у вас достаточно знаний о понятии «кипения»?  

Что необходимо узнать на уроке ? (Учащиеся самостоятельно формулируют тему  и цель урока).

Тема урока: Кипение (Учащиеся записывают тему урока в тетрадь) (слайд 6).

Цель:  раскрыть физическую сущность процесса кипения жидкости; объяснить постоянство температуры жидкости в процессе кипения; дать сравнительную характеристику двум способам парообразования. 

IV. Первичное восприятие и усвоение новых знаний.  

Учитель: Проведем экспериментальное исследование. Очень удобно показать зарождение этого процесса при нагревании воды. Нагревая колбу с водой на горелке, попробуем открыть тайну кипения воды.

    а) Экспериментальная работа №1 «Кипение воды» (слайд 8)

Работа в группах

Каждая группа получает соответствующее оборудование для эксперимента. В колбе находится вода при комнатной температуре. Опустим в колбу термометр, закрепленный на штативе, и начнем нагревание. Учащиеся наблюдают за процессом нагревания воды на каждом этапе,  отвечают на вопросы, обсуждают результаты, выполняют рисунок, делают выводы, представляют отчет по выполненному исследованию, включая ответы на вопросы, в виде таблицы.

1 этап  - Этап образования пузырьков

Вопросы:

Почему по мере нагревания вода поднимается вверх?

Что происходит при дальнейшем повышении температуры воды?

Откуда берутся пузырьки?

Что происходит с пузырьками  при дальнейшем увеличении температуры? Объяснить причину.

В процессе беседы выясняется:

1. Плотность горячей воды меньше, чем холодной, поэтому конвекционные потоки теплой жидкости поднимаются вверх.

2. В воде образуются пузырьки.

3. Пузырьки воздуха всегда присутствуют в воде в растворенном виде.

4.Температура продолжает расти. Пузырьки увеличиваются в объеме и начинают всплывать.

5. С ростом объема пузырьков выталкивающая сила Архимеда, действующая на них, увеличивается, и пузырек начинает всплывать.

2 этап – Этап появления шума

Вопросы: 

Почему пузырьки лопаются?

Почему слышен шум?

В процессе беседы выясняется, что одновременно с испарением в пузырьке происходит процесс конденсации. Образуется насыщенный пар. Попадая в вышележащие, еще не достаточно прогретые, слои воды, пузырек быстро «захлопывается».  Это происходит из-за разницы давления насыщенного пара, заполняющего пузырек, и внешнего давления. Захлопывание одновременно большого числа таких пузырьков воспринимается как шум.

3 этап – Этап кипения воды

Вопросы:

Что происходит при дальнейшем нагревании воды?

Какую температуру фиксирует термометр?

Что образуется над колбой?

В процессе беседы выясняется, что постепенно вся вода нагревается настолько, что пузырьки перестают захлопываться, т.к. давление внутри пузырьков становится больше внешнего. Пузырьки начинают всплывать. С этого момента шум становится тише. Достигнув поверхности воды, пузырек лопается, и пар из него уходит в воздух. Мы видим, что вода кипит! Температура кипения воды 100ºС. Над колбой происходит интенсивное образование пара над поверхностью и в пузырьках.

Учитель: обобщим результаты исследований. Что же такое кипение?

Итак, признаки кипения: много пузырьков, лопающихся на поверхности; много пара.

Условие кипения: давление насыщенного пара внутри пузырька больше атмосферного давления. Значит, температура кипения зависит от внешнего давления на жидкость.

Учащиеся: Кипение - это интенсивный переход жидкости в пар, происходящий с образованием пузырьков пара по всему объёму жидкости при определённой температуре.

Учитель: известный вам процесс испарения – это тоже переход жидкости в пар. Чем же отличается процесс кипения от испарения?

При дальнейшем наблюдении кипения жидкости учащиеся приходят к пониманию того, что температура уже не изменяется даже при выкипании значительной части жидкости.

Учащиеся делают вывод: Если испарение происходит при любой температуре, то кипение жидкости (от начала и до конца) - при определённой и постоянной для каждой жидкости.

Эта температура держится постоянной до тех пор, пока вся жидкость не выкипит. 

Во время кипения температура жидкости не меняется!

 Поэтому, например, при варке пищи нужно уменьшать огонь после того, как вода закипит. Это даёт экономию топлива, а температура воды всё равно сохраняется постоянной во все время кипения.

Учитель: на что расходуется энергия, подводимая к жидкости в процессе кипения?

Учащиеся: на парообразование.

Учитель: итак, мы пришли к пониманию того, что такое кипение. Найдите в учебнике §18 стр. 54 определение этого процесса, прочитайте и попробуйте пересказать.

Кипение – это интенсивный переход жидкости в пар, происходящий с образованием пузырьков пара по всему объему жидкости при определенной температуре (слайд 10).

  б) Экспериментальная работа №2 «Температура кипения различных жидкостей» (демонстрационно)

В кипящую воду насыпают поваренную соль. Перемешивают стеклянной палочкой, получают насыщенный раствор. Вода перестаёт кипеть. Через некоторое время солёная вода закипает, и термометр показывает температуру выше 100°С.

Учитель: какой можно сделать вывод?

Учащиеся: соль повышает температуру кипения.

 Учитель: Опытные хозяйки при консервировании продуктов стерилизуют банки подсоленной водой. Соль, содержащаяся в воде, не испаряется, но стерилизация будет эффективнее, т.к. температура кипения повышена.

Учащиеся: у различных жидкостей температура кипения различна.

Учитель: температура кипения - табличная величина (стр. 55 учебника) (слайд 11). Из таблицы видно, что вещества, которые находятся в обычных условиях в твердом состоянии, обращаются при плавлении в жидкости, кипящие при очень высокой температуре А вещества, которые в обычных условиях являются газами, при достаточном охлаждении обращаются в жидкости, кипящие при очень низкой температуре. На стр. 55 учебника вы найдете таблицу «Температура кипения некоторых веществ (при нормальном атмосферном давлении)».

Работа в парах (использование таблиц температур кипения и плавления веществ) (слайд 12 по щелчку).

Необходимо определить: в каком агрегатном состоянии находятся вещества, имеющие температуру:         кислород при t= - 200° С, железо при t = 1500° С, спирт при t = 100° С, вода при t = 173° С? Можно ли получить золотой пар? (Ответы учащихся проверяются с информацией на слайде. Соответствие выделяется одним цветом).

Учитель:. Да, наиболее чистые пары золота образуются при его кипении.

Температура кипения жидкостей остаётся постоянной (даже если жидкость продолжает получать энергию от нагревателя) потому, что вся подводимая к ней энергия расходуется на превращение её в пар, т.е. на переход вещества из одного состояния в другое. Если нагревание прекратить, то вода перестанет кипеть, а температура начнёт падать.

 Учитель: От чего зависит температура кипения? А вы знаете, что кипением можно управлять?

• Исследуем температуру кипения от внешнего давления. Проведём демонстрацию: колбу с кипящей жидкостью закроем пробкой с вставленной в неё грушей. При нажатии на грушу кипение в колбе прекращается.

Как вы думаете, почему?

Учащиеся. Нажав на грушу, мы увеличили давление в колбе, и условие кипения нарушилось.

Учитель. Таким образом, мы показали, что с увеличением давления температура кипения жидкости увеличивается.

Значит, мы можем предположить, что в глубокой шахте -вода закипит при температуре выше 100 °С, т.к. атмосферное давление будет больше. Действительно, на глубине 300 м вода кипит при 101 °С. А при давлении 14 атм
-при 200 °С.

    в) Экспериментальная работа №3 «Кипение при повышенном давлении» (демонстрационно)

Колбу с кипящей водой закроем пробкой с вставленной в нее  грушей.  При нажатии на грушу кипение в колбе прекращается.

Учитель: Как вы думаете, почему? Попробуйте сделать вывод.

Учащиеся: нажав на грушу,  мы увеличили давление в колбе, и условие кипения нарушилось. Вывод: с увеличением давления температура кипения жидкости увеличивается.

   г) Экспериментальная работа №3 «Кипение при пониженном давлении» (демонстрационно)

Наполняем колбу наполовину водой комнатной температуры, закрываем ее пробкой, в которую плотно входит стеклянная трубка, соединенная резиновой трубкой с воздушным насосом, и откачиваем воздух.

Учитель: что мы наблюдаем?

Учащиеся: жидкость закипает при комнатной температуре.

Учитель: Как вы думаете, почему? Попробуйте сделать вывод.

Учащиеся: с уменьшением давления температура кипения жидкости уменьшается

Учитель: теперь давайте посмотрим, как изображается процесс превращения жидкости в пар на графике на примере воды (вода при t = 20°С - пар при t = 110°С) (слайд 14 по щелчку). Учитель рассказывает, учащиеся слушают и делают выводы.

V. Первичная проверка понимания. (слайд 15).

Учащимся предлагается сравнить процессы испарения и кипения с последующей взаимопроверкой (учащиеся проверяют работы друг друга).

Итак, давайте сравним два способа парообразования. Общие признаки: 1) и испарение, и кипение - это явления парообразования, которые зависят от внешнего давления и рода вещества; 2) кипение, как и испарение, происходит с поглощением теплоты. Различия: 1) при испарении пар образуется только на свободной поверхности жидкости, а при кипении жидкости - и на свободной поверхности, и внутри пузырьков воздуха, непрерывно рождающихся в толще; 2) испарение происходит при любой температуре, а кипение (от начала и до конца) - при определённой и постоянной для каждой жидкости

Учащиеся сверяют с образцом. Если правильно – ставят «+», если нет «-».

Задание: заполни второй столбик.

VI. Физкультминутка:

Быстро поморгать, закрыть глаза и посидеть спокойно, медленно считая до 5. Повторить 4–5 раз.

Крепко зажмурить глаза (считать до 3), открыть глаза и посмотреть вдаль (считать до 5). Повторить 4–5 раз.

В среднем темпе проделать 3–4 круговых движения глазами в правую сторону, столько же в левую сторону. Расслабив глазные мышцы, посмотреть вдаль на счет 1–6. Повторить 1–2 раза.

Сидя руки вперёд, посмотреть на кончики пальцев, поднять руки вверх (вдох), следить глазами за руками, не поднимать головы, руки опустить (выдох). Повторить 5-6 раз.

VII. Первичное закрепление новых знаний.

Учитель. Ученикам предлагается рассмотреть опорный конспект. Еще раз вспомнить основные моменты материала. А потом ответить на вопросы. Кто ответит, поднимает руку. Учитель проверяет, ставит оценку. Ученик записывает опорный конспект в тетрадь. Внизу конспекта записано домашнее задание. (Раздаёт карточки с вопросами. Желающие поднимают руку и отвечают. Класс обсуждает ответ.)

  Вопросы на карточках.

• Как вы думаете, на чём основано действие кастрюли-скороварки? Почему она «скоро варит»? {Ответ. При увеличении внешнего давления увеличивается и температура кипения жидкости, а при большей температуре пища готовится быстрее. Давление в такой скороварке около 200 кПа, вода закипает при температуре 120 °С.)

 • Зачем в крышке чайника делают дырочку?

• Что опаснее: 100-градусный пар или 100-градусная вода? {Ответ. Пар, т.к. при соприкосновении с холодным телом - 36 °С против 100 °С - он конденсируется, при этом выделяется дополнительное количество теплоты.)

 • Можно ли сварить яйцо вкрутую, если вода закипает при температуре ниже 100 °С?

• Почему спиртовым термометром измеряют температуру до 100 °С, хотя в таблице указано, что спирт кипит при 78 °С? {Ответ. Трубка со спиртом запаяна. Расширяясь, спирт создаёт повышенное давление, и температура его кипения повышается.)

• «Вода кипит при 100 °С» - ошибочное утверждение. Как сказать правильно, что нужно добавить?

• Раз прокипячённая вода закипает не так бурно, как сырая. Почему?

Готовя пищу, пастухи-горцы закрывают котёл крышкой, а сверху кладут камни. Зачем?

• Для стерилизации медицинского инструмента кипячением используют стерилизаторы (биксы) - металлические коробки с плотно подогнанной крышкой. Почему? Почему эти коробки нужно открывать очень осторожно?

( или Видео вопрос «Что такое кипение» (слайд 16 по щелчку).  Просмотр видео с последующим отключением звука. Что будет дальше? (видео останавливается на моменте образования пузырьков). Подумали, обсудили в парах. Учащимся предлагается прокомментировать видеоролик. )

VIII. Итоги урока.

Учитель:. Итак, какое новое явление мы сегодня изучили?

Учащиеся. Кипение.

Учитель. Давайте придумаем три прилагательных к слову кипение.

Учащиеся. Бурное, равномерное, постоянное.

Учитель. Придумаем два глагола: что делает кипящая жидкость?

Учащиеся. Бурлит, шумит, булькает.

Учитель. Попробуйте выразить своё отношение к  слову.

Что запомнилось больше всего? Что понравилось / не понравилось? Какие цели к уроку мы ставили в самом его начале? Мы их достигли? (Если не достигли, или не полностью: то что помешало? Что было сделано или выбрано неправильно?)

 Спасибо за работу всем, но особенно мне понравилось, как работали...

IX. Информация о домашнем задании, инструктаж по его выполнению.

§18, упражнение № 14 стр. 56.

Дополнительное задание: пронаблюдать за процессом приготовления чая дома, найти загадки, стихотворения, связанные с процессом парообразования. Оформление можно выполнить в виде презентации (слайд 18).

Для тех, кому интересна тема сегодняшнего урока, предлагаю расширить свои познания и объяснить следующие вопросы, заглянув на книжную полку. (Физическая смекалка. Занимательные задачи и опыты по физике для детей. - М.: Омега, 1994):

• Почему убегает молоко?
• Можно ли воду вскипятить кипятком?
• Можно ли воду вскипятить снегом?

           Всегда ли кипяток горяч?

X. Рефлексия учебных действий.

Учитель: в ходе нашего урока вы показали себя наблюдательными экспериментаторами, способными не только подмечать вокруг себя все новое и интересное, но и самостоятельно проводить научное исследование. Наш урок подошёл к концу. Учащимся предлагается закончить предложения (дается оценка своей учебной деятельности на уроке):

•  Сегодня  я узнал…

•  Было интересно…

•  Было трудно…

•  Я понял, что…

•  Я научился…

                   •  Меня удивило…

                   • Мне захотелось...

 Мне бы хотелось знать, с каким настроением вы уходите. У вас на партах есть три цветных стикера, которые отражают следующие настроения: зеленый – мне очень понравился урок, синий – мне было интересно, красный – мне было скучно. Уходя, прикрепите на доску стикер, отражающий ваше настроение (Слайд 18).

(слайд 17)

Учитель: Урок окончен  .Спасибо, ребята, за совместную работу. До встречи!

Учебно-методическая литература

1. Пёрышкин А.В. Физика. 8кл. : учеб. для общеобразоват. учреждений / – М. : Дрофа, 2017.-238, [2] с. : ил.

2. Пёрышкин А.В.. Сборник задач по физике для 7–9 классов общеобразовательных учреждений / ФГОС (к новым учебникам)/А.В. Пёрышкин; сост. Г.А. Лонцова. - 21-е  изд., перераб. и доп.– М.: Издательство «Экзамен», 2018.-271., [1] с.  

3. Марон А.Е., Марон Е.А. Физика. 8 класс: Дидактические материалы. - М. : Дрофа, 2013. - 128 с. : ил.

4. Марон А.Е., Марон Е.А. Контрольные тесты по физике. 7–9 кл. – М.: Просвещение, 2013. – 79 с. : ил.

5. А.И. Сёмке. -М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2006.-152с.-(Портфель учителя)

6. Полянский С.Е.   Поурочные разработки по физике. 8 класс. М. : «ВАКО», 2004, 304с.

Методические комплекты

1. Интерактивный курс физики для 7-11 классов

2. Электронная библиотека наглядных пособий «Физика 7-11»

Источники Интернета:

1. http://school-collection.edu.ru 

2. class-fizika@narod.ru

3. http://www.physics.kgsu.ru/