Урок 1
Тема лабораторной работы: Изучение процесса охлаждения
Цель работы:
- Ученики должны понять принцип изменения темепратур веществ
- Ученики должны понять механизм смены агрегатных состояний
Руководство для учителя:
- Задания выполняется в группах по 3-4 человека
- Работа с электроплиткой требует повышенного внимания
- Лед должен быть максимально свежим
Ожидаемые результаты:
- Ученики понимают, как идет смена агрегатных состояний
- Ученики умеют чертить обратный график охлаждения
Теория
Кривая охлаждения показывает, как изменяется температура вещества по мере его остывания при поддержании постоянного давления. Чтобы проиллюстрировать этот процесс, мы сосредоточимся на охлаждении и кристаллизации воды.
1. Начальная высокая температура: Первоначально вода имеет высокую температуру, часто в жидком виде. По мере отвода тепла из системы температура воды начинает снижаться. Кривая охлаждения начинается с крутого наклона вниз.
2. Переохлаждение: В некоторых случаях вода может оставаться в жидком состоянии, даже если она остыла ниже своей обычной точки замерзания. Это явление известно как переохлаждение. Температура продолжает падать, но вода остается в жидком состоянии, поскольку в ней нет мест зарождения кристаллов льда.
3. Замораживание: Наиболее важной особенностью кривой охлаждения является резкое падение температуры, поскольку вода претерпевает фазовый переход из жидкого состояния в твердое. Этот переход представляет собой образование кристаллов льда по мере того, как молекулы воды замедляются и выстраиваются в кристаллическую структуру. Во время этого фазового перехода выделяется скрытое тепло, которое поддерживает температуру постоянной до завершения процесса кристаллизации.
4. Плато: Плато на кривой охлаждения соответствует периоду, когда вода активно кристаллизуется в лед. Пока происходит фазовый переход, температура остается постоянной. Как только вода полностью кристаллизуется в лед, температура снова начинает снижаться.
5. Устойчивое снижение: После завершения фазового перехода температура продолжает неуклонно снижаться по мере дальнейшего остывания льда. Скорость охлаждения зависит от таких факторов, как теплопроводность льда и температура окружающей среды.
Понимание кривой охлаждения и процесса кристаллизации имеет фундаментальное значение во многих областях применения, таких как образование льда в холодильной технике, производство высококачественных кристаллических материалов в таких отраслях, как фармацевтика и полупроводники, и даже изучение природных явлений, таких как образование снежинок и кристаллов льда в атмосфере. Плато на кривой охлаждения, где во время кристаллизации выделяется тепло, является критической особенностью, отличающей этот процесс от простого охлаждения.
Оборудование
- Пластиковые стаканчики
- Термометр
- Лед
- Вода
- Секундомер
- Ручка
- Бумага
Практическая часть
Для начала наберите 30-40 мл воды в пластиковый стаканчик.
Поставьте градусник в воду. Подождите 30 секунд и запишите температуру.
Засыпьте лед в воду и запустите таймер.
Записывайте температуру каждые 30 секунд.
Как только температура достигнет 0-1 граудсов по Цельсию записывайте наблюдения еще в течении 2-3 минут.
Постройте график зависимости температуры от времени в рабочем листе
Правила оформления работы
Лабораторная работа должна содержать пункты в следующем порядке:
- Номер лабораторной работы
- Название темы
- Цель работы
- Гипотеза
- Краткое описание теоретической части
- Оборудование
- Шаги в правильной последовательности
- Добавить фото из эксперимента(если не получается вставить фото, то можно добавить рисунок)
- Дать краткое описание
- Написать краткое обсуждение и объяснение пройдённой темы
- Написать заключение работы
- Рабочее место должно быть убрано и приведено в порядок
Рабочий лист
Оцени работу
Техника безопасности