Методическая разработка комбинированного занятия для преподавателя Тема 2. 4 «Кипение. Критическое состояние вещества»

ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

НОВОСИБИРСКОЙ ОБЛАСТИ

«БАРАБИНСКИЙ МЕДИЦИНСКИЙ КОЛЛЕДЖ»

Рассмотрено на заседании ЦМК

Протокол № ____от__________________

Председатель: Хританкова Н. Ю.

(Ф. И. О.)

(подпись)

(подпись)

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА

комбинированного занятия

для преподавателя

Специальность 34.02.01 Сестринское дело (с базовой подготовкой)

Дисциплина: Физика

Раздел 2 «Молекулярная физика»

Тема 2. 4 «Кипение. Критическое состояние вещества»

Разработчик – Вашурина Т. В.

курс 1

Барабинск, 2017 г

Содержание

Методический лист

Тема 2. 4 «Кипение. Критическое состояние вещества»

Вид занятия: комбинированный урок.

Методы обучения: объяснительно-иллюстративный с использованием информационных технологий, репродуктивный.

Уровень усвоения информации: первый (узнавание ранее изученных объектов, свойств) + второй (выполнение деятельности по образцу, инструкции или под руководством).

Образовательные цели: сформировать представления о роли и месте физики в современной научной картине мира; понимание физической сущности наблюдаемых во Вселенной явлений через изучение понятий испарение и кипение, зависимости температуры кипения жидкости от внешнего давления; понимание роли физики в формировании кругозора и функциональной грамотности человека для решения практических задач; способствовать формированию умения владеть основополагающими физическими понятиями, уверенно пользоваться физической терминологией и символикой. Способствовать формированию умения организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения упражнений (ОК 2).

Воспитательные цели: развивать коммуникативные способности; создавать условия для развития скорости восприятия и переработки информации, культуры речи; формировать умение работать в коллективе и команде (ОК 6).

Развивающие цели: способствовать формированию умения решать физические задачи.

Мотивация значимости темы

Тема «Кипение. Критическое состояние вещества» входит в программу по учебной дисциплине «Физика» и занимает значительное место, т.к. знания, полученные при изучении данной темы необходимы для изучения многих тем как в рамках программы по физике, так и при изучении смежных дисциплин (химия).

На данное занятие отводится 2 учебных часа. Во время комбинированного занятия проводится актуализация знаний в форме устного опроса, с целью проверки остаточных знаний, которые необходимых при изучении нового материала; непосредственное изучение нового материала; первичного закрепление нового материала с помощью решения задач по данной теме. Контроль уровня усвоения нового материала проводится в форме тестирования студентов.

В связи с этим необходимо каждому образованному человеку пополнять свои знания в области физики, научиться организовывать свою деятельность, уметь выбирать методы и способы выполнения задач и в дальнейшем оценивать их качество (ОК2), а также необходимо для будущего медицинского работника научится работать в коллективе и команде (ОК6).

Изучение темы 2.4 способствует формированию у обучающихся следующих общих компетенций:

ОК 2. Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения задач, оценивать их выполнение и качество.

ОК 6. Работать в коллективе и команде.

Выписка из тематического плана

дисциплины «Физика»

специальность Сестринское дело

Примерная хронокарта занятия по теме «Кипение. Критическое состояние вещества»

(время занятия 90 минут)

Блок информации по теме

«Кипение. Критическое состояние вещества»

  Актуализация знаний. Демонстрируется модель 3.9 «Испарение и конденсация», после чего учащимся задаются вопросы:

Какой процесс называют испарением? От каких факторов зависит скорость испарения жидкости?

Какой процесс называется конденсацией?

Как объяснить процессы испарения с точки зрения МКТ?

Почему испарение сопровождается понижением температуры жидкости?

Насыщенный пар. В закрытом сосуде с жидкостью при неизменном объеме и постоянной температуре количество пара над ней не изменяется с течением времени. Это говорит о том, что число молекул, покинувших жидкость в единицу времени, в среднем равно числу молекул, возвратившихся обратно. Таким образом, в закрытом сосуде устанавливается динамическое равновесие между процессами испарения и конденсации.

Пар, находящийся в динамическом равновесии со своей жидкостью, называют насыщенным.

Если воздух из сосуда с жидкостью предварительно откачан, то над поверхностью жидкости будет находиться только насыщенный пар.

Число молекул, вылетающих с единицы площади поверхности жидкости за одну секунду, зависит от температуры жидкости. Число молекул, возвращающихся из пара в жидкость, зависит от концентрации молекул пара и от средней скорости их теплового движения, которая определяется температурой пара. Отсюда следует, что для данного вещества концентрация молекул пара при равновесии жидкости и ее пара определяется их равновесной температурой. Установление динамического равновесия между процессами испарения и конденсации при повышении температуры происходит при более высоких концентрациях молекул пара. Так как давление газа (пара) определяется его концентрацией и температурой, то можно сделать вывод: давление насыщенного пара p₀ данного вещества зависит только от его температуры и не зависит от объема. Поэтому изотермы реальных газов на плоскости (p, V) содержат горизонтальные участки, соответствующие двухфазной системе (рис. 3.4.1).

При повышении температуры давление насыщенного пара и его плотность возрастают, а плотность жидкости уменьшается из-за теплового расширения. При температуре, равной критической температуре T_кр для данного вещества, плотности пара и жидкости становятся одинаковыми. При T T_кр исчезают физические различия между жидкостью и ее насыщенным паром.

Если изотермически сжимать ненасыщенный пар при T T_кр, то его давление будет возрастать, пока не станет равным давлению насыщенного пара

Из газообразного состояния в жидкое можно перейти, минуя двухфазную область. Для этого нужно совершить процесс в обход критической точки K. Один из возможных процессов такого рода показан на рис. 3.4.1 ломаной линией ABC.

Кипение. Демонстрируется процесс кипения. Учащиеся наблюдают и записывают внешние признаки кипения:

• Образуются пузырьки на дне и стенках сосуда;

• Увеличивается количество пузырьков, вода «мутнеет», появляется характерный шум;

• Пузырьки увеличиваются в размере и всплывают на поверхность

Объяснение процесса кипения: с увеличением температуры воды давление пара в пузырьках возрастает и их объем увеличивается. Выталкивающая сила, действующая на пузырек, по закону Архимеда возрастает с ростом его объема. Когда она становится больше силы сцепления между пузырьками и твердой стенкой, пузырек отрывается от стенки.

Кипением называется интенсивное превращение жидкости в пар, происходящее с образованием пузырьков пара по всему объему жидкости.

Почему кипение происходит при определенной температуре?

Кипение жидкости происходит при такой температуре, при которой давление насыщенного водяного пара становится равным внешнему атмосферному давлению.

P_нп =P_ат

Так, при атмосферном давлении вода кипит при 100°С, эфир – при 35°С, спирт – при 78°С, ртуть – при 357°С.

Выясним, зависит ли температура кипения от внешнего давления. Демонстрация кипения при низком давлении, после которого учащиеся должны сделать вывод, что с уменьшением внешнего давления температура кипения понижается, а увеличением – повышается.

Вывод: с уменьшением внешнего давления температура кипения понижается, а увеличением – повышается.

Например в паровом котле при давлении 15 атм температура кипения близка к 200°С. При подъеме в горы атмосферное давление уменьшается, на высоте 7134м вода кипит примерно при 70°С.

Температура кипения жидкости зависит не только от внешнего давления, но и от примесей, которые находятся в ней. Так, вода, содержащая 40% поваренной соли, кипит при 108°С. Вода, содержащая растворенный газ, взвешенные частицы(например, чаинки), кипит при более низкой температуре, чем чистая вода. Тщательно очищенная от примесей и газов жидкость кипит при более высокой температуре.

Для поддержания процесса кипения необходимо постоянно к жидкости подводить энергию, которая затрачивается на совершение работы по преодолению сил притяжения молекул жидкости друг к другу. При переходе жидкости в пар среднее расстояние между молекулами увеличивается, возрастает их потенциальная, а следовательно, внутренняя энергия, а также совершается работа расширения пара.

План самостоятельной работы студентов

«Кипение. Критическое состояние вещества»

Приложение №1

Устный опрос по теме «Строение газообразных, жидких и твердых тел»

1. Как расположены молекулы газов и как они движутся?

Молекулы расположены на расстояниях, меньших размеров самих молекул, и перемещаются свободно относительно друг друга.

Молекулы расположены на расстояниях, во много раз больше размеров самих молекул, и движутся беспорядочно.

Молекулы расположены в строгом порядке и колеблются около определённых положений.

1. Какие из приведённых свойств принадлежат твёрдым телам?

Трудно изменить форму

Занимают весь предоставленный им объём

Сохраняют постоянную форму

Легко меняют форму

Трудно сжимаются

1. Изменится ли объём газа, если его перекачать из баллона вместимостью 20 литров в баллон вместимость.40 литров?

Увеличится в 2 раза

Уменьшится в 2 раза

Не изменится

1. Есть ли такое вещество, у которого молекулы расположены на больших расстояниях, сильно притягиваются друг к другу и колеблются около определённых положений?

Газ

Жидкость

Твёрдое тело

Такого вещества не существует

1. В каком состоянии может находиться ртуть?

Только в жидком

Только в твёрдом

Только в газообразном

Во всех трёх состояниях

Приложение №2

Вопросы для первичного закрепления материала

1. Что называется кипением?

2. Объясните физический процесс кипения на рисунке.

3. Запишите и объясните условия кипения жидкости.

4. От чего зависит температура кипения жидкости?

5. Почему во время кипения температура жидкости не изменяется?

Приложение №3

Тестовые задания для итогового контроля

1.Парообразование –

А) процесс перехода вещества из газообразного состояния в жидкое;

Б) процесс перехода вещества из жидкого состояния в газообразное;

В) процесс перехода вещества из жидкого состояния в твердое.

2. Интенсивность процесса испарения зависит

А) от площади свободной поверхности; Б) от температуры жидкости;

В) от наличия вентиляции; Г) от рода жидкости;

Д) от температуры окружающей среды; Е) от величины архимедовой силы.

3.Температура кипения

А) с ростом атмосферного давления увеличится; Б) с ростом атмосферного давления уменьшится;

В) не зависит от атмосферного давления.

4. Насыщенный пар – это

А) пар, находящийся в динамическом равновесии со своей жидкостью;

Б) пар, образующийся над кипящей жидкостью;

В) пар, не находящийся в динамическом равновесии со своей жидкостью.

5. Давление насыщенного пара

А) зависит от занимаемого им объема; Б) не зависит от занимаемого им объема. В) нет ответа

Эталоны ответов к заданиям итогового контроля

Критерии оценки: за 3 правильно выполненных задания – «3» балла;

за 4 правильно выполненных задания – «4» балла;

за 5 правильно выполненных заданий – «5» баллов.

Домашнее задание

Цель: Определить объем информации для самостоятельной работы, обратить внимание на значимые моменты.

Создание мультимедийной презентации «Испарение и кипение», работа с конспектом лекции.

Перечень оборудования и оснащения

1. Доска

2. Компьютерное и мультимедийное оборудование

3. Электронное учебное пособие (приложение к учебнику)

4. Мультимедийная презентация (32 слайда)

5. Задания для первичного закрепления знаний и итогового контроля

Список использованных источников

1. Инфоурок / infourok.ru [Электронный ресурс] // Режим доступа: https://infourok.ru/otkritiy-urok-po-fizike-na-temu-isparenie-kipenie-nasischenniy-i-nenasischenniy-par-vlazhnost-vozduha-kriticheskoe-sostoyanie-ve-765573.html

2. Социальная сеть работников образования / nsportal.ru [Электронный ресурс] // Режим доступа: http://nsportal.ru/npo-spo/estestvennye-nauki/library/2012/06/14/nasyshchennyy-par-kipenie

3. Физика. 10 класс [Текст]: учебник для общеобразоват. учреждений с прил. на электронном носителе: базовый и профил. уровни / Г. Я. Мякишев, Б. Б. Буховцев, Н.Н. Соцкий.-11-е изд. - М. : Просвещение, 2003. – 336 с.

4. Физика-10. Разноуровневые самостоятельные и контрольные работы [Текст] / Л. А. Кирик ; Харьков: «Гимназия», 2002. – 192 с.

5. Электронное учебное пособие (приложение к учебнику Г.Я. Мякишев, Б. Б. Буховцев, Н. Н. Соцкий, Физика. 10 класс)

Тестовые задания для итогового контроля (для преподавателя)

1.Парообразование –

А) процесс перехода вещества из газообразного состояния в жидкое;

Б) процесс перехода вещества из жидкого состояния в газообразное;

В) процесс перехода вещества из жидкого состояния в твердое.

2. Интенсивность процесса испарения зависит

А) от площади свободной поверхности; Б) от температуры жидкости;

В) от наличия вентиляции; Г) от рода жидкости;

Д) от температуры окружающей среды; Е) от величины архимедовой силы.

3.Температура кипения

А) с ростом атмосферного давления увеличится; Б) с ростом атмосферного давления уменьшится;

В) не зависит от атмосферного давления.

4. Насыщенный пар – это

А) пар, находящийся в динамическом равновесии со своей жидкостью;

Б) пар, образующийся над кипящей жидкостью;

В) пар, не находящийся в динамическом равновесии со своей жидкостью.

5. Давление насыщенного пара

А) зависит от занимаемого им объема; Б) не зависит от занимаемого им объема. В) нет ответа