··· Московский спецвыпуск № 2 ···

Н.А.ЗОТОВА,
МОУ Щёлковская гимназия, г. Щёлково, Московская обл.

Испарение и конденсация

Урок «Путешествие в мир неизвестных явлений». 8-й класс

Образовательные цели урока: сформировать понятия «испарения» и «конденсация»; раскрыть причины, от которых зависит скорость испарения (с помощью опытов); выяснить роль явлений испарения и конденсации в жизни человека.

Оборудование: баночки со спиртом, маслом, водой и эфиром; опорные конспекты; деревянный брусок; металлическая крышка; медицинская груша; веер; магнитофон; кассета; стенгазеты; весы; горячая и холодная вода; пипетка; компьютер; мультимедийный проектор; виртуальная лаборатория «Физикона»; презентация.

Ход урока

ІІ. Целевая установка

Учитель. Сегодня мы отправимся в путешествие в мир неизвестных явлений – испарения и конденсации. нам необходим экскурсовод. Начать экскурсию хочется словами А.С.Пушкина: «О, сколько нам открытий чудных...» Этими прекрасными строками поэт выразил процесс познания природы. На экскурсии мы познаем и откроем для себя такие явления природы, как испарение и конденсация, побывав на четырёх станциях. Первая остановка – «Познавательная», – где узнаем, что такое испарение и конденсация, чем они сопровождаются. Вторая остановка – «Экспериментальная», – где с помощью опытов выясним, от чего зависит интенсивность испарения. Третья остановка – «Лирическая», – где узнаем о связи физики с лирикой. Четвёртая остановка – «Практическая», – где познаем роль испарения и конденсации в жизни человека.

У каждого ученика есть план нашего путешествия – это опорный конспект. Над нами голубое небо и яркое приветливое солнышко.

III. Объяснение нового материала

• Станция «Познавательная»

Демонстрация 1: на весах уравновешиваются холодная и горячая вода равной массы.

Учитель. Останутся ли в равновесии весы через некоторое время?

Ученик. Равновесие весов нарушается, т.к. масса горячей воды через некоторое время становится меньше массы холодной воды из-за испарения.

Учитель. Испарение – это парообразование, происходящее при любой температуре со свободной поверхности жидкости. Вспомним основные положения молекулярно-кинетической теории: 1) все вещества состоят из мельчайших частиц (молекул и атомов), которые разделены промежутками; 2) молекулы находятся в беспрерывном хаотическом движении; 3) между молекулами существуют силы взаимодействия: притяжения и отталкивания.

Таким образом, все молекулы воды непрерывно движутся с разными скоростями. Если какая-нибудь достаточно «быстрая» молекула воды окажется у поверхности, то она может преодолеть притяжение соседних молекул и вылететь из воды. И такой процесс происходит с поверхностью жидкости при любой температуре. В каком стакане – с холодной или с горячей водой – испарение происходит быстрее?

Ученик. В стакане с горячей водой.

Учитель. Мы выявили одну из причин, от которой зависит скорость испарения: чем выше температура жидкости, тем быстрее испарение. Почему скорость испарения зависит от температуры?

Ученик. Чем выше температура, тем молекулы движутся быстрее и тем больше молекул, способных преодолеть силу притяжения со стороны других молекул и вырваться с поверхности жидкости.

Учитель. Обратите внимание на весы: теперь чётко видно, что масса горячей воды стала меньше массы холодной воды. Что произошло бы, если бы мы накрыли стаканы крышками?

Ученик. Масса вода в каждом стакане не изменилась бы.

Учитель. Почему? Какое явление мы бы с вами наблюдали? Явление конденсации, обратное испарению, т.е. явление превращения пара в жидкость.

Демонстрация 2: учитель наливает в металлический колпачок немного эфира, ставит на влажный деревянный брусок и с помощью резиновой медицинской груши продувает воздух над поверхностью эфира.

Учитель. Что произойдёт с металлическим колпачком после испарения эфира? Для чего я использую грушу?

Ученик. Медицинская груша используется для увеличения скорости испарения эфира.

Учитель. Посмотрите: колпачок примёрз к деревянному бруску и покрылся инеем. Это свидетельствует о понижении температуры испаряющейся жидкости. Какой делаем вывод?

Ученик. Испарение жидкости сопровождается понижением температуры.

Учитель. Если конденсация – обратный процесс испарению, то чем она сопровождается?

Ученик. Конденсация сопровождается выделением энергии.

РЕКЛАМНАЯ ПАУЗА «Охлаждающие кувшины». Пейте воду в жаркий летний день из кувшинов из слабообожжённой глины! Вода в таких кувшинах на 1–2 °С ниже температуры окружающего воздуха.

(Учащиеся с помощью наводящих вопросов учителя приходят к выводу, что вода в кувшинах из слабообожжённой глины просачивается на поверхность кувшина и быстро испаряется, а испарение сопровождается понижением температуры, поэтому температура воды в таком кувшине будет ниже температуры воды в обычном кувшине.)

• Станция «Экспериментальная»

Учитель. Мы уже знаем, что скорость испарения зависит от температуры жидкости. Проведём опыт (задание даётся двум группам).

Группа 1: проверка зависимости скорости испарения от наличия ветра.

Приборы и материалы: баночка со спиртом; кисточка; два чистых листа бумаги, на которые наносятся мазки; веер.

Задание. Опустите кисточку в спирт и нанесите мазок на один лист бумаги, а второй, приблизительно такой же, – на другой лист бумаги. Первый отложите в сторону, а второй интенсивно обмахивайте веером, стараясь, чтобы ветер не попадал на первый лист. Пронаблюдайте, какой из двух мазков испарится быстрее, и сделайте вывод.

(Учащиеся делают вывод: чем сильнее ветер, тем быстрее испаряется спирт, т.к. ветер уносит испарившиеся молекулы и они не возвращаются.)

Группа 2: проверка зависимости скорости испарения от рода жидкости.

Приборы и материалы: лист чистой бумаги (с надписью, где какой мазок делать); подписанные кисточки; баночка со спиртом; баночка с водой; баночка с подсолнечным маслом).

Задание. Нанесите на белый лист бумаги в указанные места с помощью кисточек мазки жидкостей в следующем порядке: подсолнечное масло, вода, спирт. Каждый мазок наносите отдельной кисточкой, чтобы не допустить смешивания жидкостей. Пронаблюдайте, какой мазок испарится быстрее всего, а какой – медленнее, и сделайте вывод.

(Учащиеся делают вывод: интенсивность испарения зависит от рода жидкости, т.к. между молекулами различных веществ существуют разные силы притяжения. Вещество, у которого сила притяжения между молекулами наименьшая, испаряется быстрее – это спирт. А вещество, у которого сила притяжения между молекулами наибольшая, испаряется медленнее – это подсолнечное масло.)

Учитель. Выясним последнюю причину, влияющую на скорость испарения. Почему в деревне пьют чай так: наливают его в блюдце и дуют, держа блюдце на кончиках пальцев?

Ученик. У чая в блюдце большая поверхность соприкосновения с воздухом, поэтому вода интенсивно испаряется и быстро остывает. Для ускорения процесса на поверхность чая дуют. Площадь соприкосновения кончиков пальцев и блюдца мала, поэтому руке не так горячо.

Учитель. Давайте пронаблюдаем за процессами испарения и конденсации в виртуальной лаборатории.

РЕКЛАМНАЯ ПАУЗА «Охлаждающий веер». Берите с собой, идя в общественные места, веер! Обмахивайтесь им – вам будет прохладнее!

(Учащиеся с помощью наводящих вопросов учителя приходят к выводу, что при обмахивании веером женщины непрерывно удаляют от своего лица нагретый воздух и заменяют его ненагретым.)

• Станция «Лирическая» (звучит фрагмент из цикла «Времена года» П.И.Чайковского).

Учитель. Вот какие чувства вызывало созерцание природы у нашего великого композитора Петра Ильича Чайковского. Владимир Солоухин в одном из произведений писал: «Раннее утро… Стоит густой туман, воздух влажный. И вдруг показалось солнце. Его первые лучи пронзили облако тумана, и стало сразу ясно. Трава, деревья, кусты покрылись капельками сверкающих бриллиантов». Какое явление описано в произведении? Что вы скажете об этом описании, какие чувства пробудило в вас описание утренней росы?

Ученик. Природа прекрасна, надо её любить, восхищаться ею, отдыхать у неё в гостях, но и беречь её, защищать, ведь обидчиков у неё много.

Учитель. Отгадайте загадку: «Заря-заряница, красная девица по миру ходила, слёзы обронила; месяц видел – солнце скрало». Почему «месяц видел – солнце скрало»?

Ученик. Роса выпадает к утру, когда воздух становится прохладнее, поэтому месяц её ещё видел, а как только солнышко взошло, роса испарилась.

Учитель. Послушаем сказку «Хитроумный Иван» (читает ученик).

Захотел Иван жениться на красавице-царевне. Он знал, что многие сватались к ней, но никто не мог решить задачи, которые она задавала каждому жениху. А всех, кто не справлялся с задачами, выгоняли из царства вон. Иван решился и пришёл к царевне. Красавица говорит: «Вот тебе первая задача: сделай так, чтобы то, что тебя окружает, но невидимо, стало видимым».

«Это пара пустяков, – отвечает Иван. – Дай-ка зеркальце, я сделаю так… А ты посмотри в него».

Учитель. Что сделал Иван? И что могла увидеть царевна?

Ученик. Иван подышал на холодное зеркальце, и царевна увидела дотоле невидимые капельки воды, находившиеся в окружающем воздухе, – они сконденсировались на стекле.

Удивилась царевна и молвила: «Хорошо ты справился с первой задачей, посмотрю, что будет со второй. Вот тебе кувшин с водой. Сделай так, чтобы через пять минут вода испарилась».

«Нет ничего проще, – ответил Иван. – Это часто делают слуги в вашем дворце».

Учитель. Что имел в виду Иван?

Ученик. Иван предложил разбрызгать воду по полу.

«Умён ты и образован, добрый молодец! Видно, судьба выйти мне за тебя замуж», – молвила напоследок царевна.

• Станция «Практическая»

Учитель. В двух одинаковых тарелках поровну налиты жирные и постные щи. Какие быстрее остынут?

Ученик. Постные, потому что жировая плёнка на поверхности жирных щей препятствует испарению.

Учитель. Оставаясь продолжительное время в мокрой одежде и обуви, можно простудиться. Почему?

Ученик. Вода с мокрой одежды и обуви испаряется, а испарение сопровождается понижением температуры, поэтому можно быстро замёрзнуть.

Учитель. Почему в доме, автобусе или трамвае на стёклах окон при сильных морозах лёд появляется с внутренней стороны?

Ученик. Водяной пар, который мы выдыхаем, попадая на внутренние стенки стёкол окон, сначала конденсируется, а затем замерзает, поэтому лёд появляется с внутренней стороны окон.

Учитель. Скорость испарения также зависит от того, какой воздух – сухой или влажный, – т.е. от влажности воздуха. Влажность воздуха напрямую воздействует на самочувствие человека... Если влажность высока, то говорят, что воздух влажный и удушливый. Высокая влажность действует угнетающе, поскольку испарение происходит очень медленно. При этом организм может перегреться, т.к. нарушается теплорегуляция, поэтому следует в жару больше пить воды.

На карнавале в Бразилии произошёл несчастный случай с «золотым» мальчиком, который был покрыт золотой краской, – она закупорила поры, испарение с поверхности кожи не происходило, мальчик перегрелся и умер.

IV. Подведение итогов

Учитель. Итак, закончив путешествие в мир неизвестных явлений, мы узнали, что все явления испарения и конденсации нам стали понятны. Вспомним, от чего зависит скорость испарения?

Ученик. Скорость испарения зависит от рода жидкости, от наличия ветра, от температуры и от площади поверхности, с которой испаряется жидкость. В своей практической деятельности будем использовать эти правила.

Учитель. Спасибо вам за это путешествие, за вашу любознательность, активность, приветливость. Запишите задание на дом.

ДЗ. По учебнику А.В.Пёрышкина «Физика-8»: § 17, 18 (вопросы); упр. 10 (устно); задание 4 на с. 41 (письменно). Для желающих – творческая задача: на раскалённую пластинку, плиту или сковороду брызните каплю воды и пронаблюдайте за скоростью её испарения. Объясните, почему при очень высокой температуре пластинки капля держится неожиданно долго, не испаряясь?