Методика изучения фазовых переходов в курсе физики 8 класса.





Этапы урока по теме «Фазовые переходы»

I этап.На данном этапе учитель знакомит учащихся с понятием «фаза» как областью пространства, физические свойства которого одинаковы во всем объеме. Здесь и далее для эффективного включения механизмов воображения уместно «поэксплуатировать» воду.

II этап.Учитель предлагает учащимся начертить три прямоугольника с названиями фаз вещества, как это сделано на рисунке 1, предупредив их о необходимости оставить над прямоугольниками место в 4—5 строк (сам учитель делает данную заготовку перед началом урока)

Рис. 1

Далее учитель задает учащимся вопрос: «Из какой фазы в какую может переходить вещество, на пример вода?»

Практика показывает, что учащиеся легко называют следующие переходы: из твердой фазы — в жидкую; из жидкой фазы — в газообразную; из газообразной фазы — в жидкую; из жидкой фазы — в твердую.

Не исключено, что кто-либо из учащихся добавит и еще два перехода: из твердой фазы — в газообразную; из газообразной фазы — в жидкую.

В таком случае следует обратиться к классу с вопросом: «Все ли согласны с возможностью осуществления двух последних переходов?»

Чаще всего в результате возникающей дискуссии учащиеся сами приходят к мнению о том, что, прежде чем превратиться в газ, твердое вещество, пусть на самое короткое время, должно перейти в жидкую фазу и т. д.

Если учащиеся все же не придут к такому мнению, учитель должен их подтолкнуть к нему посредством наводящих вопросов.

Далее учитель предлагает все «узаконенные» переходы обозначить на схеме стрелками (рис. 2).

Рис. 2

Теперь учащимся предлагается дать названия обозначенным фазовым переходам, начав с перехода вещества из твердой фазы в жидкую.

Зачастую учащиеся называют данный переход таянием (поскольку в качестве примера мы договорились использовать воду). Здесь следует напомнить учащимся, что на примере процессов, происходящих с водой, мы исследуем явления, которые могут происходить с самыми разными веществами. После такого напоминания учащиеся быстро дают данному переходу правильное название — «плавление».

Не вызывает затруднений и название перехода вещества из жидкой фазы в газообразную — «испарение».

С оставшимися переходами может произойти заминка. Тем не менее следует дать возможность учащимся высказать свои версии, ни в коем случае не подвергая их резкой критике. В случаях, когда учащиеся предлагают названия, имеющие право на существование, но отличающиеся от общепринятых (например, можно услышать вместо «кристаллизация» — «отвердение»), следует заметить им, что мы все же не первооткрыватели и будем называть соответствующие переходы так, как это было принято до нас — «конденсация» и «кристаллизация».

Далее учащимся предлагается над стрелками, обозначающими фазовые переходы, написать соответствующие названия, после чего наша схема принимает вид, показанный на рисунке 3.

Рис. 3

III этап.Учитель предлагает учащимся с помощью имеющейся схемы сформулировать определения четырех фазовых переходов. Опыт показывает, что они легко справляются с данной задачей:

IV этап. Учитель предлагает учащимся ответить на вопросы:

1) Отличаются ли чем-либо молекулы льда, воды и водяного пара, взятые в количестве 1 шт.?

2) Чем отличаются по молекулярному строению лёд, вода и водяной пар?

3) Чем определяется внутренняя энергия тела?

4) Чем определяется температура тела?

5) Может ли вещество в разных фазах иметь одну и ту же температуру?

Обычно на первые четыре вопроса учащиеся легко дают ответы:

1) Не отличаются.

2) Взаимным расположением молекул.

3) Внутренняя энергия тела определяется движением и взаимодействием частиц, из которых состоит тело.

4) Температура определяется средней кинетической энергией молекул тела.

Если учащиеся затрудняются ответить на пятый вопрос, следует предложить им проделать следующий мысленный эксперимент.

В помещение, в котором поддерживается постоянная температура 0°С, вносят лед, температура которого меньше нуля, и воду, температура которой выше нуля.

Вопрос.Какой физический процесс происходит в ходе эксперимента? (Теплопередача.)

Вопрос.Каков механизм теплопередачи? (Теплопроводность.)

Вопрос.До какого момента будет происходить теплопередача?

Ответ. Теплопередача будет происходить до тех пор, пока температуры льда, воды и воздуха в помещении не сравняются. Поскольку в условии эксперимента оговорено, что температура воздуха постоянна и равна 0°С, теплопередача прекратится, как только лёд и вода достигнут температуры 0°С.

Вывод.Вещество в разных фазах может иметь одну и ту же температуру.

Вопрос.Что больше — внутренняя энергия одного килограмма льда, взятого при температуре 0°С, или внутренняя энергия одного килограмма воды, взятой при той же температуре?

Ответ. Внутренняя энергия воды больше.

Вывод.Для перехода вещества из твердой фазы в жидкую веществу следует передать некоторое количество теплоты.

Аналогично приходим к выводам о том, что при испарении тело также поглощает, а при конденсации и кристаллизации — выделяет некоторое количество теплоты.

Теперь учащимся предлагается усовершенствовать схему так, как это сделано на рис. 4.

Рис. 4

Логика вводимых дополнений понятна учащимся: фазовые переходы, при которых количество теплоты поглощается телом, дополняются символом «+Q», переходы же, при которых количество теплоты выделяется, дополняются символом «–Q».

V этап.

Вопрос.От чего, кроме удельной теплоты плавления, зависит количество теплоты, необходимой для перехода тела из твердой фазы в жидкую?

Ответ. От массы тела.

Вывод.Количество теплоты, необходимой для перехода тела из твердой фазы в жидкую, рассчитывается по формуле Q = λ·m. По аналогии вводятся понятие удельной теплоты парообразования L и формула Q = L·m.


 





Читайте также:
Общие формулы органических соединений основных классов: Алгоритм составления формул изомеров алканов...
Термины по теме «Социальная сфера»: Общество — сумма связей, система отношений, возникающая...
Как оформить тьютора для ребенка законодательно: Условием успешного процесса адаптации ребенка может стать...
Что такое филология и зачем ею занимаются?: Слово «филология» состоит из двух греческих корней...

Рекомендуемые страницы:


Поиск по сайту

©2015-2020 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-02-12 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту:

Обратная связь
0.014 с.