Урок-обобщение "Все начинается с воды" по теме "Агрегатные состояния вещества"

Цель урока: создать условия для исследовательской и познавательной активности учащихся.

Задачи.

Обучающие:

1) повторить и обобщить все известные сведения о воде;

2) формировать исследовательские и коммуникативные навыки;

3) развитие познавательных и творческих способностей учащихся, логического мышления, речи, памяти.

Развивающие:

1) развитие творческой самостоятельности и аналитического мышления при изучении нового материала;

2) развитие интереса к физике – как науке, через музыкально-лирическое восприятие;

3) развитие потребности в изучении природы.

Воспитательные:

1) воспитывать любовь к природе.

Оборудование:

1) ТСО: Компьютер, мультимедийный проектор, экран, интерактивная доска.

2) Оборудование необходимое для экспериментов.

Ход урока

1. Мотивация познавательной активности учащихся.

Ведущий.

Островский как-то сказку написал,
Хорошую, красивую, весеннюю,
Но он не знал, что в сказке описал
Физические разные явления.
Морозом девушка из снега создалась,
Красивая и в физике не дурочка.
Но вся холодная, из снега и из льда,
Скажите, как она звалась?
(Ответ хором) Снегурочка!

Было это зимою, не помню когда,
Когда вьюга все снегом успела заполнить.
Да, а снег – это, кстати, кристаллики льда,
Эту фразу, я очень прошу вас запомнить.
И Снегурочке было неплохо тогда,
Но весною уже до нуля потеплело.
А ведь снег – это что?
(Хором) Кристаллики льда,

И Снегурочка очень весной погрустнела.
Ведь когда на термометре выше нуля,
Тает снег, тает лед (здесь хозяйка-природа).
И Снегурочки сердце (как это не зря),
Из “холодного” льда превращается в воду.
Ах вода, на ней держится весь земной шар,
Тут уж в сказку вступает другое явленье.
При котором вода превращается в пар,
Называют научно его:
(Хором) Испаренье.

По Снегурочке плакали люди, слегка.
Испаряясь, их слезы летели до неба,
Ну, а там превращались они в облака,
Или в тучки и разную прочую небыль.
По снегурочке тучки рыдали дождем,
Облака утверждали, что это – сенсация.
Мы такой переход газа в жидкость зовем,
Может кто-нибудь знает из вас?
(Хором) Конденсация.

(Слайд 1). Презентация

Вопрос: Назовите вещество, из которого была изготовлена снегурочка, и какие физические процессы с ней происходили? (Слайд 2, 3)

Ответ: Как вы правильно заметили, наша снегурочка изготовлена из льда – это одно из трёх состояний воды. Вода может существовать в твёрдом, жидком и газообразном состоянии. И это не единственное превосходство воды. Вода обладает ещё массой свойств, благодаря которым она имеет преимущество над другим веществом. (Слайд 4)

- Жидкость без цвета, запаха и вкуса.

- Соединение водорода и кислорода.

Атомы водорода присоединяются к атому кислорода не симметрично, а тяготея к одной стороне.

- Плотность воды 1000 кг/м³.

- Удельная теплоёмкость воды - 4200 Дж/кг*С^° – хороший теплоноситель.

- При нагревании сжимается, при охлаждении расширяется.

- Вода – растворитель.

“Всё начинается с воды” - утверждал Фалес из Милета, мудрец древней Эллады. И он прав! Назовите вещество, имеющее для нас большее значение чем вода! Все кто привык по утрам умываться, пить чай, кто любит плавать, кататься на коньках и лыжах, бегать под дождём – с водой очень хорошо знаком. Но мало кто знает, что каждый раз соприкасаясь с водой, вы погружаетесь в удивительный мир физики. (Слайд 5)

“Все начинается с воды” - это тема сегодняшнего урока. (Слайд 6)

Задача для учащихся: И я предлагаю вам самостоятельно провести ряд опытов с водой и выполнить экспериментальные работы по определению некоторых характеристик воды. У каждой группы на столе имеются задания на урок. Выполняя работы, вы заполняете таблицы, предложенные вам. По окончании каждого эксперимента необходимо определить наблюдаемое физическое явление и на его основе объяснить выполненные эксперименты. (Слайд 7)

Знакомство с Памяткой по технике безопасности.

Задания группам:

Группа 1

(Слайд 9)

Опыт 1. Примораживание кастрюли к подъемному столику.

На подъемный столик налейте немного воды и поставьте алюминиевый стаканчик, наполненный снегом. В снег подсыпьте соли (3:1) и перемешивайте до тех пор, пока стаканчик не примёрзнет к подъемному столику. Поднимите стаканчик. При этом вместе с ним поднимается подъемный столик. Объясните почему.

Объяснение ребят: Соль вызывает усиленное таяние льда. Этот процесс связан с поглощением теплоты. В результате вода замерзает.

Группа 2

Опыт 1. Растворение соли в воде.

Возьмите стакан с водой. Растворите в ней небольшое количество соли. Вопрос: куда исчезла соль?

Объяснение ребят: Соль — твердое вещество, однако когда она растворяется, то распадается на мельчайшие частицы, которые проникают между частицами воды, и соль становится невидимой. Это значит, что размеры частиц, из которых состоит вещество - малы. Молекулы одного вещества способны проникать между молекулами другого вещества. Такое явление называется диффузией. Явление диффузии – взаимное проникновение молекул одного вещества между молекулами другого.

Группа 3

Опыт 1. Кажется невозможным заставить стальную иглу плавать на поверхности воды, так как плотность стали почти в 8 раз больше, чем воды, между тем это не так уж трудно сделать. Используя оборудование, добейтесь, чтобы игла плавала на поверхности воды. (Подсказка: смажьте иглу вазелином). Объясните происходящее.

Объяснение ребят: Причина плавания металлической иглы в том, что вода плохо смачивает металл, покрытый тончайшим слоем жира. Вокруг плавающей иглы на поверхности воды образуется вдавленность. Поверхностная пленка жидкости, стремясь распрямиться, оказывает давление вверх на плавающий предмет и поддерживает его. (Игла не тонет потому, что поверхность воды покрыта пленкой, которая не прорывается, благодаря малому весу иглы).

Группа 1

(Слайд 10)

Опыт 2. На чистую стеклянную пластинку капните воду. Обратите внимание на форму капли. Затем капните воду на пластинку, поверхность которой смазана вазелином. Обратите внимание на форму капли. Вопрос: Что происходит и почему?

Объяснение ребят: В первом случае силы притяжения между молекулами твердого тела и молекулами жидкости оказались сильнее, чем силы притяжения между молекулами жидкости. Растекание жидкости по поверхности твердого тела тонким слоем называют смачиванием этого тела. Если капнуть воду на пластину, смазанную вазелином, то она не растечется по поверхности пластины, а соберется в каплю. В этом случае силы притяжения между молекулами жидкости больше, чем между молекулами жидкости и молекулами твердого тела, и жидкость твердое тело не смачивает.

Группа 2

Опыт 2. Опустить трубки различного сечения в стакан с водой. Описать и объяснить наблюдаемое.

Объяснение ребят: Опустив в стакан с водой тонкую стеклянную трубочку, можно увидеть, что вода по ней поднялась выше уровня воды в стакане. Такое поднятие воды обусловлено силами притяжения между молекулами воды и молекулами вещества трубки. Стеклянная трубка представляет собой капилляр, и чем тоньше он будет, тем выше поднимется по нему вода. Явление подъема смачивающей жидкости по тонкому капилляру называют капиллярностью.

Группа 3

(Слайд 11)

Опыт 2. Как вызвать кипение воды при температуре ниже 100 °С.

Возьмите круглодонную колбу. Заполните колбу на 1/2 водой. Расположите её на штативе. Воду доведите до кипения и дайте ей кипеть с таким расчётом, чтобы водяные пары полностью вытеснили воздух из колбы. После этого нагреватель уберите, горлышко колбы плотно закройте резиновой трубкой и переверните её. Обливая колбу холодной водой, объясните наблюдаемое явление. Объясните происходящее явление.

Объяснение ребят: Кипение воды в колбе без притока тепла из вне прекращается. Охлаждаем колбу струёй холодной воды. Вода в колбе закипает. Это объясняется тем, что при охлаждении колбы водяной пар быстро конденсируется, и давление над водой в колбе резко падает. При понижении давления вода в колбе кипит при температуре меньше 100⁰С.

Группа 1

Эксперимент: Определение удельной теплоты плавления льда. (Слайд 12)

Оборудование: термометр, вода, лёд, мензурка, калориметр.

Методические указания:

1. Налить в калориметр 100 г воды. Измерить температуру воды t₁

2. Опустите в воду кусок льда при температуре t₂ = 0°C.

Помешивая воду термометром, отмечаем самую низкую температуру, которая при этом будет достигнута в колориметре.

3. Массу льда можно определить с помощью измерительного цилиндра m₂ = M – m₁ , М – масса воды и льда, m₁ – масса воды

4. По уравнению теплового баланса определить удельную теплоту плавления льда:

m₁ – масса воды t₁ – начальная температура воды t₂ – конечная температура воды m₂ – масса льда.

5. Заполните таблицу. Сравните полученный результат с табличным и сделайте вывод.

Объяснение учащихся: В течение нескольких минут мы наблюдали за показанием термометра. При непосредственном плавлении температура не изменялась, изменение стало происходить только в момент, когда весь лёд превратился в воду. При плавлении и кристаллизации температура вещества не изменяется. Измерили температуру воды при полном плавлении льда. Используя уравнение теплового баланса, определили удельную теплоту плавления льда. Полученные результаты, несколько отличаются от табличного значения, это объясняется тем, что часть энергии в результате эксперимента была потрачена на взаимодействие с окружающей средой.

Группа 2

Эксперимент: Определение относительной влажности воздуха в классной комнате. (Слайд 13)

Оборудование: термометр, стакан с водой, ватный тампон, психометрическая таблица.

1. Определите с помощь термометра температуру в классной комнате, это и есть температура сухого термометра t_сух.

2. Оберните термометр ватным тампоном, смоченным в стакане с холодной водой. Следите за показанием термометра. Как только столбик термометра перестанет опускаться, определите показание термометра, это есть температура влажного воздуха t_вл.

3. Найдите разность показаний сухого и влажного термометра: t_сух - t_вл.

4.Используя психометрическую таблицу, определите относительную влажность воздуха в классной комнате. = %.

5. Заполните таблицу, сделайте вывод.

Группа 3

Эксперимент: Определение удельной теплоемкости воды. (Слайд 15)

Оборудование: весы, стакан с водой, мензурка, термометр, латунный цилиндр, калориметр, сосуд с горячей водой.

Методические указания:

1. Налейте в калориметр воды m₁ = 100 г. комнатной температуры. Измерьте начальную температуру воды t₁.

2. С помощью весов определите массу m₂ латунного цилиндра.

3. Нагрейте цилиндр в сосуде с горячей водой. Измерьте её температуру (эта температура и будет начальной температурой цилиндра t₂). Затем опустите его в калориметр с водой.

4. Измерьте температуру воды в калориметре после опускания цилиндра t.

5. Все данные измерений запишите в таблицу.

По уравнению теплового баланса c₁m₁ (t - t₁) = с₂m₂ (t₂ – t) определите удельную теплоёмкость воды:

7. Заполните таблицу. Сравните полученный результат с табличным и сделайте вывод.

Вывод: Мы проделали и дали объяснение шести опытам с водой. И мне хочется думать, что я убедила вас в том, что вода действительно уникальное, простое и в то же время очень сложное вещество.

Подведение итогов урока:

Решим кроссворд. (Слайд 16)

Домашнее задание: Повторить § 13–20

Рефлексия: (Слайд 18)

Сегодня на уроке…