Представляем вашему вниманию видеоурок по теме «Плавление и отвердевание кристаллических тел. График плавления и отвердевания». Здесь мы начинаем изучение новой обширной темы: «Агрегатные состояния вещества». Здесь мы дадим определение понятию агрегатного состояния, рассмотрим примеры таких тел. И рассмотрим, как называются и что представляют собой процессы, при которых вещества переходят из одного агрегатного состояния в другое. Более подробно остановимся на процессах плавления и кристаллизации твердых тел и составим температурный график подобных процессов.
Тема: Агрегатные состояния вещества
Урок: Плавление и отвердевание кристаллических тел. График плавления и отвердевания
Аморфные тела - тела, в которых атомы и молекулы упорядочены определенным образом только вблизи рассматриваемого участка. Такой тип расположения частиц называют ближним порядком.
Жидкости - вещества без упорядоченной структуры расположения частиц, молекулы в жидкостях движутся свободнее, а межмолекулярные силы слабее, чем у твердых тел. Важнейшее свойство: сохраняют объем, легко меняют форму и принимают из-за свойства текучести форму сосуда, в котором находятся (рис. 3).
Рис. 3. Жидкость принимает форму колбы ()
Газы - вещества, молекулы которых слабо взаимодействуют между собой и движутся хаотически, часто сталкиваясь друг с другом. Важнейшее свойство: не сохраняют объем и форму и занимают весь объем сосуда, в котором находятся.
Важно знать и понимать, каким образом осуществляются переходы между агрегатными состояниями веществ. Схему таких переходов изобразим на рисунке 4.
1 - плавление;
2 - отвердевание (кристаллизация);
3 - парообразование: испарение или кипение;
4 - конденсация;
5 - сублимация (возгонка) - переход из твердого состояния в газообразное, минуя жидкое;
6 - десублимация - переход из газообразного состояния в твердое, минуя жидкое.
На сегодняшнем уроке мы уделим внимание таким процессам, как плавление и отвердевание кристаллических тел. Начать рассмотрение таких процессов удобно на примере наиболее часто встречающихся в природе плавления и кристаллизации льда.
Если поместить лед в колбу и начать его нагревать с помощью горелки (рис. 5), то можно будет заметить, что его температура начнет повышаться, пока не достигнет температуры плавления (0 o C), затем начнется процесс плавления, но при этом температура льда повышаться не будет, и только после окончания процесса плавления всего льда температура образовавшейся воды начнет повышаться.
Рис. 5. Плавление льда.
Определение. Плавление - процесс перехода из твердого состояния в жидкое. Этот процесс происходит при постоянной температуре.
Температура, при которой происходит плавление вещества, называется температурой плавления и является измеренной величиной для многих твердых веществ, а потому табличной величиной. Например, температура плавления льда равна 0 o C, а температура плавления золота 1100 o C.
Обратный плавлению процесс - процесс кристаллизации - также удобно рассматривать на примере замерзания воды и превращения ее в лед. Если взять пробирку с водой и начать ее охлаждать, то сначала будет наблюдаться уменьшение температуры воды, пока она не достигнет 0 o C, а затем ее замерзание при постоянной температуре (рис. 6), и уже после полного замерзания дальнейшее охлаждение образовавшегося льда.
Рис. 6. Замерзание воды.
Если описанные процессы рассматривать с точки зрения внутренней энергии тела, то при плавлении вся полученная телом энергия расходуется на разрушение кристаллической решетки и ослабление межмолекулярных связей, таким образом, энергия расходуется не на изменение температуры, а на изменение структуры вещества и взаимодействия его частиц. В процессе же кристаллизации обмен энергиями происходит в обратном направлении: тело отдает тепло окружающей среде, а его внутренняя энергия уменьшается, что приводит к уменьшению подвижности частиц, увеличению взаимодействия между ними и отвердеванию тела.
Полезно уметь графически изобразить процессы плавления и кристаллизации вещества на графике (рис. 7).
По осям графика расположены: ось абсцисс - время, ось ординат - температура вещества. В качестве исследуемого вещества примем лед при отрицательной температуре, т. е. такой, который при получении тепла не начнет сразу плавиться, а будет нагревать до температуры плавления. Опишем участки на графике, которые представляют собой отдельные тепловые процессы:
Начальное состояние - a: нагревание льда до температуры плавления 0 o C;
a - b: процесс плавления при постоянной температуре 0 o C;
b - точка с некоторой температурой: нагревание образовавшейся из льда воды до некоторой температуры;
Точка с некоторой температурой - c: охлаждение воды до температуры замерзания 0 o C;
c - d: процесс замерзания воды при постоянной температуре 0 o C;
d - конечное состояние: остывание льда до некоторой отрицательной температуры.
Сегодня мы рассмотрели различные агрегатные состояния вещества и уделили внимание таким процессам, как плавление и кристаллизация. На следующем уроке мы обсудим главную характеристику процесса плавления и отвердевания веществ - удельную теплоту плавления.
1. Генденштейн Л. Э, Кайдалов А. Б., Кожевников В. Б. /Под ред. Орлова В. А., Ройзена И. И. Физика 8. - М.: Мнемозина.
2. Перышкин А. В. Физика 8. - М.: Дрофа, 2010.
3. Фадеева А. А., Засов А. В., Киселев Д. Ф. Физика 8. - М.: Просвещение.
1. Словари и энциклопедии на Академике ().
2. Курс лекций «Молекулярная физика и термодинамика» ().
3. Региональная коллекция Тверской области ().
1. Стр. 31: вопросы №1-4; стр. 32: вопросы №1-3; стр. 33: упражнения №1-5; стр. 34: вопросы №1-3. Перышкин А. В. Физика 8. - М.: Дрофа, 2010.
2. В кастрюле с водой плавает кусок льда. При каком условии он не будет таять?
3. При плавлении температура кристаллического тела остается неизменной. А что происходит со внутренней энергией тела?
4.Опытные садовники в случае весенних ночных заморозков во время цветения плодовых деревьев вечером обильно поливают ветки водой. Почему это значительно уменьшает риск потери будущего урожая?
Назад
Вперёд
Внимание! Предварительный просмотр слайдов используется исключительно в ознакомительных целях и может не давать представления о всех возможностях презентации. Если вас заинтересовала данная работа, пожалуйста, загрузите полную версию.
Тип урока: комбинированный.
Вид урока: традиционный.
Цели урока: выяснить, что происходит с веществом при плавлении и отвердевании.
Задачи:
- Образовательные :
- закрепить уже имеющиеся знания по теме «Строение вещества».
- познакомиться с понятиями плавление, отвердевание.
- продолжить формирование умения объяснять процессы с точки зрения строения вещества.
- объяснить понятия плавления и отвердевания с точки зрения изменения внутренней энергии
- Воспитательные :
- формирование коммуникативных качеств, культуры общения
- формирование интереса к изучаемому предмету
- стимулирование любознательности, активности на уроке
- развитие работоспособности
- Развивающие :
- развитие познавательного интереса
- развитие интеллектуальных способностей
- развитие умений выделять главное в изучаемом материале
- развитие умений обобщать изучаемые факты и понятия
Формы работы: фронтальная, работа в малых группах, индивидуальная.
Средства обучения:
- Учебник «Физика 8» А.В. Перышкин § 12, 13, 14.
- Сборник задач по физике для 7-9 классов, А.В. Перышкин, 610 - 618.
- Раздаточный материал (таблицы, карточки).
- Презентация.
- Компьютер.
- Иллюстрации по теме.
План урока:
- Организационный момент.
- Повторение изученного материала. Заполнение таблицы: твердое, жидкое, газообразное.
- Определение темы урока.
- Переход из твердого в жидкое агрегатное состояние и наоборот.
- Запись темы урока в тетрадь.
- Изучение новой темы:
- Определение температуры плавления вещества.
- Работа с таблицей учебника «Температура плавления».
- Решение задачи.
- Просмотр анимации «плавление и отвердевание».
- Работа с графиком «Плавление и отвердевание».
- Заполнение таблицы: плавление, отвердевание.
- Закрепление изученного материала.
- Подведение итогов.
- Домашнее задание.
| № этапа | Работа учителя. | Работа учащихся. | Записи в тетради. | Что используется. | Время | |
Организационный момент. Приветствие. |
||||||
В 7 классе мы познакомились с различными агрегатными состояниями вещества. Какие агрегатные состояния вещества вы знаете? Примеры? |
Твердое, жидкое, газообразное состояния вещества. Например, вода, лед, водяной пар. |
|||||
Давайте вспомним, какими свойствами и почему обладают вещества в том или ином агрегатном состоянии. Вспоминать будем, заполняя таблицу. (Приложение 1 ). Учитель фиксирует, в каком порядке группы поднимают руки, останавливает работу по истечении 2 минут. |
Класс делится на группы по 3-4 человека. Каждая группа получает лист с незаполненной таблицей и карточки с ответами. За 2 минуты они должны поместить карточки в соответствующие клетки таблицы. По готовности члены группы поднимают руки. Через 2 минуты группы отчитываются в своей работе. Одна группа поясняет, какую карточку, в какую клетку они поместили, почему, а члены остальных групп либо соглашаются, либо исправляют ответ. В результате у каждой группы таблица заполнена правильно. Группа, первой правильно выполнившая задания получает один балл. |
Слайд 2 раздаточный материал |
||||
Итак, что общего и что различного в свойствах твердых тел и жидкостей? |
И твердые тела и жидкости сохраняют объем, но форму сохраняют только твердые тела. |
|||||
Сегодня на уроке мы поговорим о том, каким образом твердое вещество может переходить в жидкое состояние и наоборот. Выясним, какие условия необходимы для этих переходов. |
||||||
Вспомните, как называется переход вещества из твердого в жидкое агрегатное состояние? |
Как правило, ученики вспоминают название процесса – плавление. |
|||||
Как называется обратный процесс: переход вещества из жидкого в твердое агрегатное состояние? Как называется внутренняя структура твердых тел? |
Если ученики сразу не ответят на вопрос, им можно немного помочь, но обычно, ответ дают сами ученики. Процесс перехода вещества из жидкого в твердое состояние называется отвердеванием. Молекулы твердых тел образуют кристаллическую решетку, поэтому процесс можно назвать кристаллизацией. |
|||||
Итак, тема сегодняшнего урока: «Плавление и отвердевание кристаллических тел». |
Записывают тему урока в тетрадь. |
Плавление и отвердевание кристаллических тел |
||||
Еще раз вспомним, что мы уже знаем о агрегатных состояниях вещества и о переходе вещества из одного агрегатного состояния в другое. |
Ученики отвечают на вопросы. За каждый правильный ответ (в этом случае и в дальнейшем) учащийся получает 1 балл. |
|||||
Почему только в твердом агрегатном состоянии тела сохраняют свою форму? Чем отличается внутреннее строение твердых тел от внутреннего строения жидкостей и газов? |
В твердых телах частицы расположены в определенном порядке (образуют кристаллическую решетку) и не могут далеко удаляться друг от друга. |
|||||
Что изменяется при этом во внутреннем строении вещества. |
При плавлении нарушается порядок расположения молекул, т.е. разрушается кристаллическая решетка. |
|||||
Что необходимо сделать, чтобы расплавить тело? Разрушить кристаллическую решетку? |
Тело необходимо нагреть, то есть сообщить ему некоторое количество теплоты, передать энергию. |
|||||
До какой температуры нужно нагреть тело? Примеры? |
Для того, чтобы расплавился лед нужно нагреть его до 0 0С. Для того, чтобы расплавилось железо, нужно нагреть его до более высокой температуры. |
|||||
Итак, для плавления твердого вещества необходимо нагреть его до определенной температуры. Эта температура называется температурой плавления. |
Записывают в тетрадь определение температуры плавления. |
Температура плавления – это температура, при которой плавится твердое вещество. |
||||
У каждого вещества своя температура плавления. При температурах выше температуры плавления вещество находится в жидком состоянии, ниже – в твердом. Рассмотрим таблицу учебника на странице 32. |
Открывают учебники на указанной странице. |
Слайд 5 таблица 3 учебника |
||||
|
|
|||||
При какой температуре отвердевает вода? Железо? Кислород? |
При 0°С, 1539°С, -219°С. |
|||||
Вещества отвердевают при той же температуре, при которой плавятся. |
Температура кристаллизации вещества равна температуре его плавления. |
|||||
Вернемся к вопросу: Что происходит с внутренним строением вещества при его плавлении? Кристаллизации? |
При плавлении разрушается кристаллическая решетка, а при кристаллизации она восстанавливается. |
|||||
Возьмем кусок льда при температуре -10 °С и будем сообщать ему энергию. Что произойдет с куском льда? |
||||||
Задача: Какое количество теплоты необходимо сообщить 2 кг льда для того, чтобы нагреть его на 10 °С? |
Используя таблицу на странице 21, решают задачу. (устно). Потребуется 2100·2·10=42000 Дж=42 кДж |
|||||
На что расходуется в данном случае теплота? |
На повышение кинетической энергии молекул. Повышается температура льда. |
|||||
Рассмотрим, как меняется температура льда при равномерном сообщении ему некоторого количества теплоты, что происходит с внутренним строением льда (воды) в приведенных процессах. |
Смотрят предлагаемую презентацию, отмечают, что происходит с веществом при его нагревании, плавлении, охлаждении, отвердевании. |
Слайды 7 - 10 |
||||
График. Какому процессу соответствует участок АВ, ВС? Будет ли повышаться температура льда при начале его плавления. График ВС. |
Участок АВ соответствует процессу нагревания льда. ВС – плавление льда. При начале плавления температура льда перестает повышаться. |
|||||
Продолжает ли лед получать энергию? На что она расходуется? |
Лед продолжает получать энергию. Она расходуется на разрушение кристаллической решетки. |
Во время процесса плавления температура вещества не изменяется, энергия расходуется на разрушение кристаллической решетки. |
||||
В каком агрегатном состоянии находится вещество в точке В? в точке С? При какой температуре? |
В – лед при 0 °С. С – вода при 0 °С. |
|||||
Что обладает большей внутренней энергией: лед при 0 °С или вода при 0 °С? |
Вода обладает большей внутренней энергией, так как в процессе плавления вещество получало энергию. |
|||||
Почему температура начинает расти на участке СD? |
В точке С заканчивается разрушение решетки и в дальнейшем энергия расходуется на повышение кинетической энергии молекул воды. |
|||||
Заполните таблицу (Приложение 2 ) используя график и предложенную анимацию. Регламент 2 минуты. Учитель следит за процессом заполнения таблицы, фиксирует, кто закончил выполнять задание, останавливает работу по прошествии 2 минут. |
Заполняют таблицу. По окончании заполнения таблицы ученики поднимают руку. По прошествии 2 минут ученики читают свои записи и поясняют их: 1 ученик – 1 строчка, 2 ученик – 2 строчка и т.д. Если отвечающим допущена ошибка, ее исправляют другие ученики. Ученики правильно и полностью справившиеся с заданием за 2 минуты получают 1 балл. |
Раздаточный материал |
||||
Итак, энергия потребляется веществом при плавлении и нагревании, а выделяется при кристаллизации и охлаждении, причем при плавлении и кристаллизации изменения температуры не происходит. Попробуйте применить эти знания при выполнении следующих заданий. |
||||||
Железо, взятое при температуре 20 °С, полностью расплавили. Какой график соответствует этому процессу? |
Выбирают на слайде график, соответствующий указанному процессу, поднимают руки, числом пальцев указывая номер выбранного графика. Один из учащихся (по выбору учителя) объясняет свой выбор. |
|||||
Воду, взятую при температуре 0 °С, превратили в лед при -10 °С. Какой график соответствует этому процессу? |
||||||
Твердую ртуть, взятую при температуре -39 °С, нагрели до температуры 20 0С. Какой график соответствует этому процессу? |
||||||
Будет ли плавиться лед, взятый при 0 °С, в помещении с температурой 0 °С? |
Нет, для разрушения кристаллической решетки необходима энергия, а теплопередача возможна только от тела с большей температурой к телу с меньшей температурой, следовательно в данном случае теплопередача осуществляться не будет. |
|||||
Итоги урока. Учащиеся, набравшие за урок 5 и более баллов, получают положительные оценки. |
||||||
Домашнее задание. |
||||||
Используемая литература:
- Перышкин А.В. учебник «Физика 7»
- Перышкин А.В. «Сборник задач по физике 7 – 9 классы», Москва, «Экзамен», 2006 г.
- В.А. Орлов «Тематические тесты по физике 7 – 8 классы», Москва, «Вербум – М», 2001 г.
- Г.Н. Степанова, А.П. Степанов «Сборник вопросов и задач по физике 5 – 9 классы», Санкт-Петербург, «Валерии СПД», 2001 г.
- http://kak-i-pochemu.ru
Зная время застывания бетона, можно заранее спланировать дальнейшие строительные процессы.
Существует несколько факторов, от которых зависят качественные показатели вновь возведенной постройки:
- температура воздуха;
- атмосферная влажность;
- марка цемента;
- соблюдение технологии монтажа;
- уход за стяжкой в период высыхания.
Полимеризация бетона
Этот сложный многоэтапный процесс, связанный с набором прочности и высыханием, поддается корректировке, но для этого необходимо понимать, что он собой представляет.
Этап затвердевания бетона и других строительных смесей, основой которых является цемент, начинается со схватывания. Раствор и вода в опалубке вступают в реакцию, и это дает толчок приобретению структуры и прочностных качеств.
Схватывание
Время, необходимое для схватывания, будет напрямую зависеть от различных влияний. К примеру, показатель атмосферной температуры равен 20 °C, а фундамент сформирован с применением цемента М200. В таком случае затвердение начнется не ранее, чем через 2 часа и продлится почти столько же.
Отвердение
После фазы схватывания стяжка начинает затвердевать. На данном этапе основная доля гранул цемента и вода в растворе начинают взаимодействовать (происходит реакция цементной гидратации). Наиболее оптимально процесс проходит при атмосферной влажности в 75% и температуре воздуха от +15 до +20 °С.
Если температура не поднялась до +10 градусов, очень велика вероятность того, что бетон не наберет проектной прочности. Именно поэтому в условиях зимы и проведении работ на улице раствор компонуется специальными антиморозными добавками.
Набор прочности
Структурная прочность пола или любой другой конструкции и время на отвердевание цементного раствора находятся в прямой зависимости. Если вода из бетона уйдет быстрее, чем это необходимо для схватывания и цемент не успеет вступить в реакцию, то через определенный период после высыхания мы столкнемся с неплотными сегментами, влекущими за собой трещины и деформацию стяжки.
Эти дефекты можно наблюдать во время резки бетонных изделий болгаркой, когда неоднородная структура плиты свидетельствует о нарушении технологического процесса.
Согласно технологическим правилам, бетонный фундамент сохнет не менее 25 – 28 суток. Однако для конструкций, не выполняющих повышенные несущие функции, этот период разрешено сократить до пяти дней, после которых по ним можно ходить без опасения.
Факторы воздействия
Перед началом строительных работ необходимо взять во внимание все факторы, способные так или иначе оказать влияние на время высыхания бетона.
Сезонность
Конечно же, основное воздействие на процесс высыхания цементного раствора оказывает окружающая среда. В зависимости от температуры и атмосферной влажности период для схватывания и полноценной сушки может ограничиться парой суток в летнее время (но прочность будет невысокой) либо конструкция будет удерживать большое количество воды более 30 дней в период холодов.
Об упрочнении бетона при нормальных температурных условиях лучше расскажет специальная таблица, в которой указано, сколько времени потребуется для достижения максимального эффекта.
Трамбовка
Также многое зависит и от плотности укладки строительной смеси. Естественно, чем она выше, тем медленнее уходит влага из структуры и тем лучше будут показатели гидратации цемента. В промышленном строительстве эту проблему решают при помощи виброобработки, а в домашних условиях обычно обходятся штыкованием.
Стоит помнить, что плотная стяжка сложнее поддается резке и сверлению после трамбовки. В таких случаях используют буры с алмазным напылением. Сверла с обычным наконечником моментально выходят из строя.
Состав
Наличие разнообразных компонентов в строительной смеси также влияет на процесс схватывания. Чем больше в составе раствора пористых материалов (керамзит, шлак), тем медленнее будет происходить обезвоживание конструкции. В случае с песком или гравием, наоборот, жидкость быстрее выйдет из раствора.
Чтобы замедлить испарение влаги из бетона (особенно в условиях высокой температуры) и улучшить его прочность, прибегают к использованию специальных добавок (бетонит, мыльный состав). Это несколько отразится на стоимости массы для заливки, но избавит от преждевременного пересыхания.
Обеспечение условий сушки
Чтобы влага дольше оставалась в растворной смеси, можно уложить гидроизоляционный материал на опалубку. Если формовочный каркас состоит из пластика, дополнительная гидроизоляция не требуется. Демонтаж опалубки проводят через 8 – 10 дней - этого времени застывания достаточно, дальше бетон может сохнуть без опалубки.
Добавки
Также можно удержать влагу в толще бетонного пола путем введения в строительную смесь модификаторов. Чтобы можно было ходить по залитой поверхности как можно скорее, придется добавлять к раствору специальные компоненты для быстрого затвердевания.
Снижение испарения
Сразу после схватывания бетонную поверхность укрывают полиэтиленом, чем существенно снижают испарение влаги в первые дни после монтажа конструкции. Раз в три дня пленку убирают и проверяют наличие пыли и трещин, поливая пол водой.
На двадцатые сутки полиэтилен убирают и дают стяжке окончательно высохнуть в обычном режиме. Через 28 – 30 дней можно не только ходить по фундаменту, но и нагружать его строительными конструкциями.
Прочность бетона
Зная, сколько времени уйдет на полноценное высыхание бетонной заливки, и как правильно организовать столь ответственный процесс, вы сможете избежать ошибок и сохранить крепость строительного элемента. Более подробную информацию о показателях прочности бетона по маркам цемента содержит таблица.
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.
Агрегатные состояния вещества. Плавление и отвердевание кристаллических тел. График плавления и отвердевания
Цель: агрегатные состояния вещества, расположение, характер движения и взаимодействия молекул в разных агрегатных состояниях, кристаллические тела, плавление и отвердевание кристаллических тел, температура плавления, график плавления и отвердевания кристаллических тел (на примере льда)
Демонстрации. 1.Модель кристаллической решетки.
2.Плавление и отвердевание кристаллических тел (на примере льда).
3.Образование кристаллов.
ЭтапВремя, мин
Приемы и методы
1.Постановка задач урока. Вводная беседа.
2. Изучение нового материала.
3.Закрепление
материала
4.Физкультминутка
4.Проверка усвоения темы
4.Подведение итогов
Сообщение учителя
Фронтальная беседа, демонстрационный эксперимент, групповая работа, индивидуальное задание
Групповое решение качественных и графических задач, фронтальный опрос.
Тестирование
Выставление оценок, записи на доске и в дневниках
1.Организация класса
2.Изучение темы
I . Контрольные вопросы:
Что называют агрегатным состоянием вещества?
Для чего надо изучать переход вещества из одного агрегатного состояния в другое?
Что называется плавлением?
II . Объяснение нового материала:
Постигая законы природы и используя, их в своей практической деятельности человек становится все более могущественным. Канули в вечность времена мистического страха перед природой. Современный человек все в большей мере приобретает власть над силами природы, все шире использует эти силы, богатства природы для ускорения научно - технического прогресса.
Сегодня мы с вами будем постигать новые законы природы, новые понятия, которые позволят нам лучше узнать окружающий нас мир, а значит и правильно их использовать на благо человека.
I .Агрегатные состояния вещества
Фронтальная беседа по вопросам:
Что называется веществом?
Что вы знаете о веществе?
Демонстрация : модели кристаллических решеток
Какие состояния вещества вам известны?
Охарактеризуйте каждое состояние вещества.
Объясните свойства вещества в твердом,жидком, газообразном состояниях.
Вывод: вещество может находиться в трех состояниях -жидком, твердом и газообразном, их называют агрегатными состояниями вещества.
II .Для чего нужно изучать агрегатные состояния вещества
Удивительное вещество вода
Вода обладает многими удивительными свойствами, резко отличающими ее от всех других жидкостей. И если бы вода вела себя как положено, то Земля стала бы просто неузнаваемой
Все тела при нагревании расширяются, при охлаждении сжимаются. Все, кроме, воды. При температуре от 0 до + 4 0 С вода при охлаждении расширяется, при нагревании сжимается. При + 4 0 с вода имеет наибольшую плотность, равную 1000 кг\м 3 .При более низкой и более высокой температуре плотность воды несколько меньше. Благодаря этому осенью и зимой в глубоких водоемах конвекция происходит своеобразно. Вода, охлаждаясь сверху, опускается вниз, на дно только до тех пор, пока ее температура не снизится до + 4 0 С. Тогда в стоячем водоеме устанавливается распределение температуры. Чтобы нагреть 1 г воды на 1 0 с ей необходимо отдать в 5, 10, 30 раз большее количество теплоты, чем 1 г любого другого вещества.
Аномалия воды - отклонение от нормальных свойств тел – до конца не выяснены, но главная причина их известна: строение молекулы воды. Атомы водорода присоединяются к атому кислорода не симметрично с боков, а тяготеют к одной стороне. Ученые считают, что если бы не эта несимметричность, то свойства воды резко изменились бы. Например, вода отвердевала бы при -90 0 С и кипела бы при – 70 0 С.
III .Плавление и отвердевание
Великолепными коврами
Блестя на солнце снег лежит
Прозрачный лес один чернеет
И ель сквозь иней зеленеет
И речка подо льдом блестит
А.С.Пушкин
Неотвратимо снег идет
Как маятника мерный ход
Снег падает, кружится, вьется
Ложится мерно на дома
Украдкой проникает в закрома
Летит в машины в ямы и в колодцы
Э.Верхарга
А я все гладил снег рукой
А он все звездами отсвечивал
На свете нет тоски такой
Которой снег бы не излечивал
Он весь как музыка. Он весть
Его безудержность бескрайня
Ах, этот снег.… Не зря в нем есть
Всегда какая – нибудь тайна…
С.Г.Островой
О каком веществе идет речь в этих четверостишиях?
В каком состоянии находится вещество?
V .Самостоятельная работа учащихся в парах
2.Изучить таблицу «Температура плавления некоторых веществ»
3.Рассмотреть график на рис 16
4. Взаимоопрос в парах (каждой паре раздаются вопросы на карточках ):
Что называется плавлением?
Что называется температурой плавления?
Что называется отвердеванием или кристаллизацией?
Какое из веществ указанных в таблице имеет наиболее высокую температуру плавления? Какова температура его отвердевания?
Какие из веществ, указанных в таблице отвердевают при температуре ниже 0 0 С?
При какой температуре отвердевает спирт?
Что происходит с водой в отрезке АВ, ВС, CD , DE , TF , FK .
Как по графику можно судить об изменении температуры вещества при нагревании и охлаждении?
Какие участки графика соответствуют плавлению и отвердеванию льда?
Почему эти участки параллельны оси времени?
VII . Демонстрация: Плавление и отвердевание кристаллических тел (на примере льда).
Наблюдение явления
VIII .Фронтальная беседа по предлагаемым вопросам.
Выводы:
Плавлением называется переход вещества из твердого состояния в жидкое;
Отвердеванием или кристаллизацией называется переход вещества из жидкого в твердое.
Температурой плавления называется температура при которой вещество плавится.
Вещество отвердевает при той же температуре, что и плавится.
Во время процессов плавления и отвердевания температура не меняется.
Физкультминутка
Упражнения для снятия утомления с плечевого пояса, рук и туловища.
VII .Закрепление.
1.Решение качественных задач
Почему для измерения температуры наружного воздуха в холодных районах применяют термометры со спиртом, а не с ртутью?
Какие металлы можно расплавить в медном котелке?
Что произойдет с оловом, если его бросить в расплавленный свинец?
Что произойдет с куском свинца, если его бросить в жидкое олово при температуре плавления?
Что произойдет с ртутью, если ее вылить в жидкий азот?
2.Решение графических задач
Опишите процессы, происходящие с веществом, по нижеприведенному графику. Какое это вещество?
Опишите по нижеприведенному графику процессы, происходящие с алюминием. На каком участке происходит уменьшение внутренней энергии твердого тела?
600
400
200
200
400
На рисунки изображены графики зависимости температуры от времени двух тел одинаковой массы. У какого из тел выше температура плавления? У какого тела больше удельная теплота плавления? Одинаковы ли удельные теплоемкости тел?
Стр.152 «Занимательная физика» Книга 2, Перельман
IX .Проверка усвоения темы- тест
1.Агрегатные состояния вещества отличаются
А. Молекулами, входящими в состав вещества
Б. Расположением молекул вещества
В.Расположением молекул, характером движения и взаимодействием молекул
2.Плавление вещества- это
А. Переход вещества из жидкого состояния в твердое
Б. Переход вещества из газообразного в жидкое
В.Переход вещества из твердого состояния в жидкое
3.Температурой плавления называется
А.Температура, при которой вещество плавится
Б. Температура вещества
В.Температура выше 100 0 С
4. Во время процесса плавления температура
А.Остается постоянной
Б. Увеличивается
В. Уменьшается
5.В алюминиевой ложке можно расплавить
А. Серебро
Б.Цинк
В.Медь
На дом. §12-14, упр.7(3-5), повторить план ответа о физическом явлении.