График плавления и отвердевания кристаллических тел. Удельная теплота плавления - ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ

Тип урока: урок открытия нового знания.

Используемые технологии: здоровьесбережения, обучения на основе проблемных ситуаций, информационно-коммуникационные, развития критического мышления.

Цели: продолжить формирование знаний о процессах плавления и кристаллизации; познакомить учащихся с понятием удельная теплота плавления, со способами расчета количества теплоты, необходимого для плавления вещества.

Формируемые УУД: предметные: научиться строить графики зависимости температуры от времени нагревания; анализировать построенные графики; делать выводы; вычислять количество теплоты, необходимое для плавления кристаллического тела; рассчитывать количество теплоты при изменении агрегатного состояния вещества; метапредметные: осознанно планировать и регулировать свою деятельность; составлять план и последовательность учебных действий; выдвигать гипотезы и обосновывать их; ставить и решать проблемы; анализировать объекты с целью выделения их признаков; личностные: воспитание прилежания и ответственности за результаты обучения; развитие интеллектуальных способностей учащихся.

Приборы и материалы: справочные таблицы “Температура плавления и кристаллизации”, “Удельная теплота плавления”, электронное приложение к учебнику.

Ход урока

I. Организационный этап

(Учитель и ученики приветствуют друг друга, выявляются отсутствующие.)

II. Актуализация знаний. Проверка домашнего задания

(Учитель разбирает решение домашних задач, вызвавших затруднение. Ученики выполняют самостоятельную работу.)

Вариант 1

1. Какие агрегатные состояния вещества вы знаете?

2. Что происходит с внутренней энергией пара при конденсации?

3. Лед, который плавили в воде, имеет температуру 0 °С. Будет ли таять лед?

4. Какой процесс перехода соответствует переходу вещества из жидкости в газ?

5. Изменяется ли температура вещества в процессе плавления твердого тела? Если да, то как?

6. Что такое десублимация? Приведите примеры.

Вариант 2

1. Приведите примеры веществ, находящихся в разных агрегатных состояниях.

2. Как изменяется внутренняя энергия вещества при испарении?

3. Воду охладили до температуры 0 °С. Будет ли она отвердевать?

4. Какой процесс перехода соответствует переходу из газа в жидкость?

5. Изменяется ли температура вещества при переходе из жидкого состояния в твердое? Если да, то как?

6. Что такое сублимация? Приведите примеры.

III. Изучение нового материала

Вспомним опыт по плавлению льда, проведенный на прошлом уроке.

— Как изменялась температура в процессе наблюдения?

Построим график зависимости температуры от времени (рис. 4). Участок АВ — нагрев льда. Вся энергия идет на увеличение внутренней энергии вещества. Колебания молекул льда увеличиваются. Участок ВС — плавление льда. Этот процесс во времени более длительный, чем нагрев льда, и он идет при постоянной температуре. Следующий участок — нагревание воды.

(Учитель демонстрирует учащимся анимационный ролик 29 “Определение тепловых характеристик свинца по графику” из электронного приложения к учебнику.)

При плавлении нет изменения температуры вещества, в то же время внутренняя энергия вещества возрастает. Это соответствует закону сохранения энергии. Все количество теплоты от нагревания идет на разрушение кристаллических решеток и, значит, на увеличение скорости движении молекул.

Процесс кристаллизации вещества будет иметь симметричный график только для убывающей температуры. И во время всего процесса кристаллизации температура также будет оставаться неизменной, а внутренняя энергия тела будет уменьшаться, так как уменьшается скорость движения молекул.

Так как различные тела состоят из различных атомов и молекул, то для плавления разного количества различных веществ требуется разное количество теплоты. Для 1 кг льда это количество теплоты равно 334 кДж, для стали — 84 кДж.

Под удельной теплотой плавления понимают то количество теплоты, которое необходимо для превращения 1 кг твердого тела в жидкость при температуре плавления. Удельную теплоту плавления обозначают буквой λ (“лямбда”) и измеряют в Дж/кг.

Лямбда — табличная величина, и при решении задач можно пользоваться таблицей 4 “Удельная теплота плавления некоторых веществ” (при нормальном атмосферном давлении) (учебник, с. 45).

Для расчета количества теплоты для плавления тела произвольной массы используют формулу

Q = λm.

где m — масса тела.

Эта формула вытекает из следующих соображений: если значение λ численно равно тому количеству теплоты, которое необходимо для плавления 1 кг твердого тела, то для плавления, например, 3 кг вещества потребуется тепла в три раза больше, чем для 1 кг.

Если рассчитывается количество теплоты, которое выделяется при кристаллизации тела, используется формула

Q = -λm.

Знак “-” указывает на то, что вещество при кристаллизации уменьшает свою внутреннюю энергию.

При решении задач необходимо понимать, что выведенные формулы используются для расчета количеств теплоты лишь тогда, когда температура тела равна температуре плавления.

IV. Закрепление изученного материала. Решение задач

(Учитель разбирает задачу № 1065 или 1069 из сборника задач В.И. Лукашика, Е.В. Ивановой (или аналогичную).)

1. Какое количество теплоты выделится в окружающую среду при кристаллизации 200 г олова?

Ответ: 11,8 кДж.

2. Какое количество теплоты необходимо для плавления 0,5 кг льда? Начальная температура льда -10 °С.

Ответ: 180,5 Дж.

(Примечание для учителя. При решении задачи 2 обратить внимание учащихся на то, что процесс плавления льда начнется только при достижении температуры плавления. Именно поэтому будет затрачено дополнительное количество теплоты на нагрев льда.)

V. Рефлексия

(Ученики оценивают свою работу на уроке и качество усвоения материала, заполнив анкету.)

Вопросы анкеты:

1. Вспомни и запиши тему урока.

2. Какие термины, факты, закономерности ты усвоил(а) на уроке?

3. Считаешь ли ты полезными, интересными полученные знания?

4. Какую оценку за урок ты бы себе поставил(а)?

Домашнее задание

1. § 14, 15 учебника, вопросы к параграфам.

2. Выполнить упр. 12 нас. 47 учебника.

3. Выполнить задание на с. 47 учебника (по желанию).