Урок 27

Тема: Кипіння.

Мета уроку: пояснити процес кипіння з точки зору молекулярно-кінетичної теорії. Зۥясувати залежністьтемператури кипіння рідини від тиску.

Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу.

Демонстрації: 1.Процес кипіння.

                              2. Кипіння за зниженого тиску.

План викладення  1.Особливості вивчення процесу кипіння.

нового матеріалу:  2.Кипіння – особливий вид випарування

                                        3.Залежністьтемператури кипіння рідини від тиску.

                                        4.Застосування процесу кипіння в техніці.

Перевірка знань

1. Чому випарування рідини відбувається за будь-якої температури?
2. Чорнило на папері висихає швидко у відкритій чорнильниці – довго а в закритій – практично не висихає. Чому?

Викладення нового матеріалу

1.      Особливості вивчення процесу кипіння. Під час вивчення процесу кипіння  у 8 класі увага учнів зверталася на зовнішні ознаки кипіння: в міру нагрівання  води зۥявляються дрібні бульбашки, розміри яких поступово ростуть; на поверхні води бульбашки лопають й пара, яка міститься вних, виходить в атмосферу.  

Під час вивчення кипіння рідини в 10 класі повинні бути розۥясненні суть процесу   й умови, за яких він  протікає. Велику зацікавленість викликає в учнів незвичність протікання процесу  кипіння за підвищеного й зниженого тиску, а також практичне застосування цих явищ( перегрів води, заморожування води кипۥятінням тощо).

2.      Кипіння – особливий вид випарування.  У разі досягнення рідиною певної температури, яку називають температурою кипіння, утворення пари починається не тільки з вільної поверхні, але й усередині рідини. Усередині рідини виникають, ростуть і піднімаються на поверхню бульбашки повітря з парою, що міститься в них. Під час пояснення цього явища слід зазначити, що рідина ніколи не буває фізично однорідною. У ній завжди є бульбашки газів або повітря. Крім того, поверхня стінок посудини має властивість утримувати молекули повітря, які ніби прилипають до неї.

 Газ, звۥязаний із поверхнею твердого тіла, називається адсорбованим. Розчинене в рідинні повітря, адсорбований газ, а також різні неоднорідності є центрами пароутворення.

3.      Залежність температури кипіння рідини від тиску. Залежність тиску насиченої пари від температури пояснює, чому температура кипіння рідини залежність від тиску на її поверхні. Бульбашки пари може рости, коли тиск насиченої пари всередині неї трохи перевищує тиск в рідині, який складається з тиску повітря на поверхні рідини(зовнішній  тиск) і гідростатичного тиску стовпа рідини.

          Кипіння починається за температури, за якої тиск насиченої пари в бульбашках зрівнюється з тиском в рідині.

     Чим більший зовнішній тиск, тим вища температура кипіння. І навпаки, зменьшуючи зовнішній тиск, тим самим можна знизити температуру кипіння. У кожної рідини своя температура кипіння, яка залежить від тиску насиченої пари. Чим він вищий, тим нижча температура кипіння відповідної рідини.

   Для ілюстрації залежності температури кипіння води від тиску можна навести таку таблицю:

4.      Застосування процесу кипіння в техниці. Процес кипіння за підвищеного тиску використовується  в парових казанах і парових акамуляторах, а також  в медицині для стерилізації хірургичних інструментів і перевۥязувальних матеріалів, в автоклавах. Кипіння за зниженого тиску застосовується для отримання наднизьких температур.

         У курсі фізики 11 класу під час вивчення бульбашкової камери використовується  поняття перегрітої рідини. Якщо рідина позбавлена домішок і не містить бульбашок газу, то можна нагрівати цю рідину до температури, яка помітно перевищує температуру її кипіння.

Запитання до учнів  уході викладення нового матеріалу

1. Чим відрізняється процес кипіння рідини від її випарування?
2. За якої умови починається кипіння рідини?
3. Чому кипіння рідини відбувається за сталої температури, а випаровування супроводжується зниженням температури?

                                  Задачі, розвۥязувані на уроці

1. Чим для кипіння важливе підвіщення тиску насиченої пари в бульбашках, а не підвіщення тиску повітря, яке є в них?
2. Космонавт на поверхні Місяця відкрив ампулу з водою. Що відбуватиметься з водою?
3. Якою є густина насиченої пари за температури 100^0С?

Для конспекту  учня

Кипіння починається за температури, за якої тиск насиченої пари в бульбашках зрівнюється з тиском у рідині.

Чим більший зовнішній тиск, тим вище температура кипіння.І навпаки, зменшуючи зовнішній тиск, тим самим можна знизити температуру кипіння.

                                   Домашнє завдання

§24

Задача 1. До якого значення треба знизити тиск, щоб вода кипіла за температуру 90⁰С? За температури 50⁰С? (Відповідь: до 70 кПа; до 12 кПа.)

Задача 2. Скільки газу буде потрібно спалити для отримання 15л нипۥятку з льоду, температура якого дорівнює -10⁰С? ККД нагрівника 50%. (Відповідь: 0,5 кг.)