Тема: Розв’ язування задач з урахуванням процесів випаровування і конденсації.
Мета: Сформувати вміння розв’ язувати кількісні і якісні задачі з врахуванням процесів випаровування і конденсації. Систематизувати знання про властивості речовин у різних агрегатних станах.
Тип уроку: урок формування вмінь і навичок.
Обладнання: таблиці питомої теплоти пароутворення речовин за температури кипіння і нормального тиску, збірник задач В.І.Лукашика.
План уроку.
1. Організаційний момент.
2. Актуалізація опорних знань і перевірка домашнього завдання.
1) Як називається явище переходу речовини з рідкого стану в газоподібний ?
2) При яких умовах відбувається це явище ?
3) Дайте визначення питомої теплоти пароутворення. Який ї фізичний зміст ?
4) Питома теплота пароутворення гліцерину 830 кДж/кг. Що це означає ?
5) Як називається процес, зворотний до випаровування ? Чим вони відрізняються з енергетичної точки зору ?
6) Наведіть приклади процесів випаровування і конденсації.
3. Розв’язування задач.
Задача 1. Посудина, в якій міститься 2 кг води при 20 С, передано 1050 кДж теплоти. Скільки води при цьому випарувалось?
Дано: Розв’язування:
m1 = 2 кг Оскільки в умові задачі не сказано, як відбувався
r20 = 2450 Дж/кг процес випаровування - з нагріванням до температури
r100= 2260 Дж/кг кипіння чи без, розглянемо обидва випадки:
t1 = 200C 1) Q=r•m, звідки m2=
t2 = 1000C m2= = 0,43 кг
c = 4200 Дж/кг•К 2) Q= c m1(t2-t1) + r m2 , звідки
m2=
m1 - ? m2= = 0,17 кг.
Відповідь: залежно від способу випаровування за допомогою 1050 кДж теплоти можна випарувати 0,43 кг або 0,17 кг води.
Задача 2. В алюмінієвий калориметр масою 0,5 кг , в якому знаходиться 1 кг води при 100С, впустили 100 г водяної пари температурою 1000С. Яка температура буде в калориметрі після встановлення теплової рівноваги? Втратами теплоти знехтувати.
Дано: Розв’ язування:
m1 = 0,5 кг Складаємо рівняння теплового балансу: у лівій його
m2 = 1 кг частині запишемо кількість теплоти, яку отримали
m3 = 0,1 кг калориметр і вода в ньому; у правій частині - кількість
r = 2,3•106 Дж/кг теплоти, яку віддали пара і вода, утворена х неї, у
t1=t2= 100C процесі охолодження:
t3= 1000C cm1(t-100C)+cm2(t-100C) = rm3+cm3(1000C-t)
c = 4200 Дж/кг•К Звідси 5060t = 318400C , t = 630C.
Відповідь: у калориметрі встановиться температура 630С.
t - ?
Самостійно варіанти 1 і 2 виконують задачі із збірника Лукашика: № 902 і № 904. Потім учні міняються завданнями і перевіряють один одного.
Задача 3. Яку кількість теплоти треба надати 50 г води, температура якої 00С, щоб довести її до кипіння і перетворити половину її в пару ?
Дано: Розв’ язання:
m1= 50 г = 0,05 кг Шукана кількість теплоти визначається сумою теплот
m2= 25 г = 0,025 кг для нагрівання 50 г води до 1000С і випаровування
c = 4200 Дж/кг•К 25 г води:
r = 2,3•106 Дж/кг Q = c m1t + r m2
t = 1000C Q = 4200 Дж/кг•К • 0,05 кг • 1000С +
+ 2,3•106 Дж/кг • 0,025 кг = 78,5 кДж
Q - ? Відповідь: для проходження даного процесу необхідно
78,5 кДж теплоти.
Задача 4. Яка кількість теплоти виділяється під час конденсації водяної пари, маса якої 10 кг при температурі 1000С, та охолодженні води, що утворилася, до 200С ?
Дано: Розв’ язування:
m = 10 кг Шукана теплота є сумою теплот, які виділяються при
r = 2,3•106 Дж/кг конденсації води і подальшому її охолодженні до 200С:
t = 800C Q = r m + c m t
Q = 2,3•106 Дж/кг • 10 кг + 4200 Дж/кг•К • 10 кг •
Q - ? • 800С = 2,6•107Дж = 26 МДж
Відповідь: виділяється 26 МДж теплоти.
Завдання додому: вивчити § 16, стор.54, впр.10(2,3).