330 likes | 646 Views
Консультант: Архипова О.Л. – учитель физики. МОУ СОШ №1 г. Светлый 2009 г. Исследовательский проект. Авторы :. Ученики 9 б класса. Волшебные превращения воды. физика. Тема проекта :
E N D
Консультант: Архипова О.Л. – учитель физики МОУ СОШ №1 г. Светлый 2009 г. Исследовательский проект Авторы : Ученики 9 б класса Волшебные превращения воды физика
Тема проекта: «Агрегатные состояния воды. Плавление и отвердевание воды. Кипение, испарение»из раздела физики «Изменения агрегатных состояний вещества». Проект предусматривает экспериментальные исследования процесса плавления льда и отвердевания воды, нагревания и кипения, испарения воды с использованием цифровой лаборатории «Архимед».
Вся жизнь из воды происходитВода всё хранит, производит… (И.В.Гёте) Вода – единственное вещество на планете, которое встречается во всех агрегатных состояниях – твердом, жидком и газообразном – в естественных условиях.
План проведения проекта • Осознание проблемы и формулировка основополагающего вопроса • Выдвижение гипотез решения • Формулировка проблемных вопросов • Проведение экспериментов • Обсуждение результатов • Формулировка выводов • Оценка результатов • Создание презентации
Вопросы проекта Основопологающий вопрос Почему лед превращается в воду, а вода – в пар, и наоборот? Проблемные вопросы : Почему температура льда во время плавления перестает повышаться, оставаясь постоянной? Почему температура воды во время кристаллизации перестает понижаться, оставаясь постоянной? Почему температура воды во время кипения перестаёт повышаться, оставаясь постоянной? От чего зависит скорость испарения и почему при испарении вода охлаждается? Как изменяется внутренняя энергия вещества (потенциальная и кинетическая энергия молекул) при переходе льда в воду, воды – в пар, лед?
Этапы проектной работы Экспериментальные исследования: Плавление льда и отвердевание воды. Нагревание и кипение воды. Охлаждения при испарении воды. Исследование процесса испарения.
Юные экспериментаторы Ученики 9 -го класса Группы из 3-х учащихся Срок реализации: 4 занятия Продолжительность занятий 45 минут
Экспериментальная установка Плавление и отвердевание воды 1) Штатив с лапкой; 2) Калориметр; 3) Пластиковая пробирка; 4) Вода, кубики льда; 5) Датчик температуры; 6) NOVA 5000, программное обеспечение MultiLab; 7) Персональный компьютер. Данильчук Станислав,Глушков Валерий,Стародумов Роман
Цель эксперимента Проанализировать таблицу и график в программе MultiLab Определить температуру льда во время плавления. Выяснить ,почему температура плавления перестаёт повышаться Определить температуру воды во время кристаллизации. Выяснить, почему она перестает понижаться.
Результаты эксперимента(датчик температуры,программаMultilab) Время, мин:с Т°С Время, мин:с Т°С Время, мин:с Т°С плавление отвердевание
Графики (программа Multilab) отвердевание температура 0 °С плавление
Анализ результатов эксперимента В кристаллах молекулы находятся в тепловом движении (колеблются). При нагревании средняя скорость движения молекул возрастает и увеличивается размах колебаний молекул. Когда тело нагреется до температуры плавления, то нарушится порядок расположения частиц в кристаллах. Форма теряется и лед переходит из твердого состояния в жидкое. Следовательно, вся энергия, которую получает лед, нагретый до температуры плавления, расходуется на разрушение кристалла. Поэтому, температура тела при плавлении не повышается. При отвердевании вещества все происходит в обратном порядке. Выделяющаяся при нагревании энергия расходуется на поддержание постоянной температуры.
Теперь мы знаем, как ответить на вопросы: -Тающий лед принесли в помещение, температура которого 0° С. Будет ли лед в этом помещении продолжать таять? -Почему весной при таянии снега температура воздуха повышается медленно, а осенью при замерзании больших водоемов медленно понижается?
Экспериментальная установка Кипение. Оборудование: 1) Штатив с лапкой; 2) Спиртовка; 3) Колба с водой; 4) Датчик температуры; 5) Компьютер NOVA 5000 с программным обеспечением MultiLab; 6) Персональный компьютер
Цель эксперимента Проанализировать таблицу и график в программе MultiLab Определить температуру воды во время кипения Выяснить, почему она перестаёт повышаться в процессе кипения Авторы: Дегтярева Дарья , Чоботова Анна, Сидорова Мария.
График (нагревание и кипение воды) температура кипения : 100 °С
Результаты эксперимента Время, с Т°С Время, с Т°С Вода кипит Вода нагревается
Анализ результатов эксперимента При нагревании тела средняя скорость движения молекул возрастает. Следовательно возрастает и их средняя кинетическая энергия и температура. При нагревании излишек воздуха выделяется из воды в виде пузырьков. В них содержится не только воздух, но и водяной пар, так как вода испаряется внутрь этих пузырьков воздуха. По мере дальнейшего нагревания воды пузырьки становятся крупнее, что приводит к росту выталкивающей их из воды силе, и они всплывают. При определенной температуре с приближением к поверхности жидкости объем пузырьков резко возрастает. На поверхности они лопаются, и находившийся в них водяной пар выходит в атмосферу – вода кипит. Следовательно, кипение от начала и до конца происходит при определенной и постоянной температуре, зависящей только от атмосферного давления.
Экспериментальная установка Испарение Оборудование: 1)Штатив с лапкой; 2)Колба с водой; 3)Датчик температуры ,покрытый марлей; 4)Компьютер NOVA 5000 с программным обеспечением MultiLab; 5)Персональный компьютер
Цель эксперимента: Анализ таблицы и графика в программе MultiLab Определение самой низкой температуры в процессе испарения воды Объяснение процесса охлаждения жидкости при испарении Авторы: Маликова Елена, Зыкина Татьяна, Герасимович Ольга.
График Самая низкая температура 25,6 °С
Результаты эксперимента Время, с Т°С Время, с Т°С Время, с Т°С
Анализ результатов эксперимента При вылете более быстрых молекул при испарении средняя скорость молекул жидкости уменьшается, в связи с этим уменьшается кинетическая энергия, а следовательно и температура.
Цель проведения исследований: Наблюдение за процессом испарения воды Определить, от чего зависит скорость испарения воды Объяснение процесса испарения воды
Вопрос: Одинаково ли быстро испаряются различные жидкости? Опыт №1. С помощью пипетки нанесем на лист бумаги рядом две капли: воды и спирта. Быстрее испаряется та жидкость, молекулы которой притягиваются друг к другу с меньшей силой. Вывод: Скорость испарения у разных жидкостей различна.
Вопрос: От чего зависит быстрота испарения воды ? Опыт №2. Какая капля испарится быстрее. С маленькой свободной поверхностью или с большой? Пипеткой наносим две капли воды на лист бумаги. Одну из них размазываем по листу карандашом, чтобы увеличить площадь свободной поверхности. Вывод: С большей свободной поверхности испарение происходит быстрее. Жидкость испаряется с поверхности, и чем больше площадь поверхности жидкости, тем большее число молекул одновременно вылетают в воздух.
Вопрос: Зависит ли скорость испарения воды от температуры? Опыт №3. Какая капля испарится быстрее? Пипеткой наносится по капле воды на лист бумаги и на свою ладонь (ладонь теплее, чем бумага). Вывод: на ладони капля испарится быстрее. Число быстро движущихся молекул всегда имеется в жидкости, поэтому испарение происходит при любой температуре. Чем выше температура жидкости, тем больше в ней быстро движущихся молекул, способных преодолеть силы притяжения окружающих молекул.
От чего зависит скорость испарения воды? Опыт №4. Пипеткой нанесли по капле воды на два листа бумаги, один из них обдуваем при помощи веера. Вывод: При использовании веера испарение происходит быстрее. Ветер уносит молекулы пара.
Анализ результатов опытов Скорость испарения зависит от рода жидкости Испарение происходит тем быстрее, чем выше температура жидкости Скорость испарения жидкости зависит от площади ее поверхности При ветре испарение жидкости происходит быстрее
Теперь мы можем объяснить: Зачем дуют на горячий суп Почему, выйдя из воды после купания, человек ощущает холод. Почему лужи высыхают летом быстрее
Используемая литература • 1) А.В.Пёрышкин Физика.8 кл.:Учеб.для общеобразовательных учеб. Заведений.-М;Дрофа,2008. • 2) Кирик Л.А. Физика-8.Разноуровневые самостоятельные и контрольные работы-М.: Илекса 2008 • 3) Цифровая лаборатория Архимед-М.:Институт Новых Технологий 2007