Методическая разработка урока физики на тему "Испарение и конденсация. Насыщенный пар и его свойства. Влажность воздуха"

Для студентов 1 курса.

Цели урока:

• сформировать у обучающихся научное, на основе молекулярно-кинетической теории, представление о влажности воздуха;
• создать условия для активизации познавательной деятельности обучающихся в процессе использования ЭОР.

Задачи урока:

• способствовать усвоению понятий парообразования, испарения, конденсации, насыщенного и ненасыщенного пара, кипения, влажности воздуха, точки росы;
• ознакомить учащихся с принципом действия приборов для определения влажности воздуха;
• показать значение физических знаний в жизни человека для объяснения явлений природы, развитие самостоятельности, умения сотрудничать, уважать мнение своих товарищей.

Тип урока: урок изучения нового материала.

Оборудование урока: компьютер, мультимедийный проектор, планшеты (на каждого студента), презентация, психрометр.

Ход урока

Организационный момент

Рефлексия "Мое настроение"
Перед обучающимся два смайла красный и зеленый, каждый приветствует преподавателя смайлом, который соответствует его настроению:

- зеленый – все хорошо, готов к активной деятельности на уроке,

- красный – не готов, есть трудности.

Если показан красный смайл, студент аргументирует свой выбор.

Проверка домашнего задания
Тест по теме "Основы термодинамики" (Обучающиеся отвечают на вопросы теста, используя планшеты)

Актуализация опорных знаний

Преподаватель: в продолжение нашей работы, предлагаю вам посмотреть на экран (демонстрируются под музыку картинки с физическими явлениями, которые заложены в тему урока). Какие явления вам были продемонстрированы?

После этого обсуждаются возникшие ассоциации и определяются цель, задачи урока. Запись темы урока в тетрадь.
Ответы студентов (предполагаемые): испарение, конденсация, влажность, пар.

Преподаватель: мы уже определились чем будем заниматься на уроке. А может нам нет необходимости изучать новую тему? Давайте попробуем ответить на вопросы. (Карточки с вопросами выбирает один из студентов. Остальные дают краткий ответ в тетради)

• Почему при выходе из реки мы ощущаем холод?
• Как выбудете жарить картошку: накрывая сковородку крышкой или нет? А если хотите получить хрустящий картофель?
• Для чего необходимо потогонное средство?
• Для осушения болот в субтропиках сажают эвкалипты. Куда девается вода, жадно впитываемая этими растениями?
• Зачем зимой вспотевшую лошадь после езды покрывают попоной?
• Постиранная одежда на морозе замерзает. Почему через некоторое время она становится сухой?

Вы видите, что не все смогли сразу дать ответы. Мы сейчас все ответы проверять не будем, проверим их в конце урока.

Изучение нового материала

Объяснение нового материала происходит в форме диалога с обучающимися, сопровождается презентацией.

Преподаватель: Явление перехода вещества в пар называется парообразованием. В природе парообразование происходит в виде двух процессов: испарения и кипения. Парообразование с открытой поверхности жидкости называется испарением. Испаряются не только жидкости, но и твердые тела. Испарение твердых тел называется сублимацией или возгонкой.

- С точки зрения молекулярно-кинетической теории строения вещества испарение жидкости объясняется следующим образом. Молекулы жидкости, участвуя в непрерывном движении, имеют разные скорости. Наиболее быстрые молекулы, находящиеся на границе поверхности воды и воздуха и имеющие сравнительно большую энергию, преодолевают притяжение соседних молекул и покидают жидкость. Таким образом, над жидкостью образуется пар.

- Поскольку из жидкости при испарении вылетают молекулы, обладающие большей внутренней энергией по сравнению с энергией молекул, остающихся в жидкости, то средняя скорость и средняя кинетическая энергия молекул жидкости уменьшаются и, следовательно, температура жидкости уменьшается.

Скорость испарения жидкости зависит:

1. От рода жидкости;
2. От движения воздуха над поверхностью жидкости;
3. От температуры жидкости;
4. От площади поверхности жидкости.

- Процесс превращения вещества из газообразного состояния в жидкое называется конденсацией. Если сосуд открыт, то процесс испарения происходит быстрее, чем конденсация, и масса жидкости в сосуде уменьшается. Пар, образующийся над жидкостью, называется ненасыщенным.

- Если за одно и то же время число испаряющихся и конденсирующихся молекул пара одинаково, то число молекул пара над жидкостью будет оставаться постоянным. Такое состояние называют динамическим равновесием пара и жидкости. Пар, находящийся в состоянии динамического равновесия со своей жидкостью, называется насыщенным паром.

Свойства насыщенного пара:

• Давление насыщенного пара над свободной поверхностью жидкости при постоянной температуре не зависит от объема.
• Давление насыщенного пара не зависит от его объема, но зависит от температуры.

Абсолютной влажностью воздуха (ρ) называют массу водяного пара, содержащегося в 1 м³ воздуха, или плотность водяного пара, содержащегося в воздухе.
Степень насыщения воздуха паром характеризуется величиной - относительная влажность. Относительной влажностью воздуха (φ) называют величину, равную отношению плотности водяного пара (ρ), содержащегося в воздухе (абсолютной влажности), к плотности насыщенного водяного пара (ρ0) при этой температуре:

Относительную влажность выражают в процентах.

При понижении температуры ненасыщенный нар может превратиться в насыщенный. Температуру, при которой водяной пар, содержащийся в воздухе, становится насыщенным, называют точкой росы.

Приборы для измерения относительной влажности воздуха:

• Волосной гигрометр.
• Психрометр.

Значение влажности:

• Предсказание погоды,
• Хранение продуктов,
• Различные производства,
• Библиотеки, музеи и т.д.
• Точка росы в строительстве.

Преподаватель: Процесс парообразования, происходящий во всем объеме жидкости при определенной температуре, называют кипением. Температуру, при которой жидкость кипит, называют температурой кипения. Эта температура зависит от атмосферного давления. При повышении атмосферного давления температура кипения возрастает.

Закрепление изученного материала

Преподаватель: Я предлагаю вам вернуться в начало нашего урока и еще раз ответить на задачи-вопросы. Давайте сравним ответы и определим, что мы узнали сегодня, какие выводы можно сделать. (Студенты дают ответы, которые они записали вначале урока. Исправляют ошибки друг друга, с учетом изученного материала)

Дополнительно:

• Почему в болотистой местности жаркая погода переносится труднее, чем в сухой?
• Почему в жару собаки высовывают язык?
• Почему если на горячий чай дуть, то он остывает быстрее?
• Почему в жару не надо носить кожаную, клеенчатую или синтетическую одежду
• Почему в каменистых пустынях на камнях появляется вода?
• Почему стекло покрывается тонким слоем влаги, если на него подышать?
• Почему вода в бутылке, завернутой в мокрую ткань, особенно на сквозняке имеет температуру ниже, чем температура окружающего воздуха?

Контроль знаний: Кроссворд по теме "Свойства паров"

Кроссворд "Свойства паров"

По горизонтали:

2. Прибор для измерения влажности воздуха. 

5. Парообразование, происходящее на свободной поверхности жидкости.
6. Наличие водяного пара в воздухе.
7. Переход вещества из твердого в газообразное состояние.

По вертикали:

1. Переход вещества из газообразного в жидкое состояние.
3. Прибор для измерения температуры и влажности воздуха.
4. Процесс интенсивного парообразования не только со свободной поверхности, но и по всему объему жидкости.

Подведение итогов

Давайте вспомним нашу работу на уроке.

• Какова была цель урока?
• Как вы считаете, достигли мы цели?

Домашнее задание

Стр. 147-153. Подготовить сообщение или презентацию на тему "Природные проявления влажности" или "Учет влажности в строительстве".

Рефлексия

Преподаватель: Мы подошли к концу урока. Возьмите планшеты и ответьте на вопросы. (анкета разработана при помощи сервиса Google формы)

Анкета

Демонстрация ответов на экране и комментарий к ним.