Кристаллизация и плавление твердых тел - ТВЕРДОЕ ТЕЛО

Цель: объяснить кристаллизацию и плавление на основе молекулярно-кинетической теории.

Ход урока

I. Повторение изученного. Проверка домашнего задания

1. Почему число молекул, приходящееся на единицу поверхности жидкости, не изменяется при увеличении площади?

2. Почему площадь свободной поверхности жидкости минимальна?

3. Отличается ли и почему давление воздуха внутри маленького пузыря от атмосферного?

4. Охарактеризуйте явление смачивания. При каких условиях жидкость смачивает (не смачивает) поверхность твердого тела?

5. Опишите явление капиллярности. Почему смачивающая жидкость образует в капиллярах вогнутый мениск, а несмачивающая - выпуклый.

6. Как высота подъема жидкости в капиллярах зависит от их диаметра?

7. Почему вспахивание и боронование земли способствует сохранению влаги в почве?

II. Кратковременная лабораторная работа «Наблюдение капиллярного поднятия жидкости»

Цель работы: убедиться в существовании капиллярного подъема жидкости.

Приборы и материалы: высокий стакан с подкрашенной водой; две чистые стеклянные трубки с разными диаметрами внутреннего канала; две стеклянные пластинки одинакового размера; спичка.

Ход работы

1. В стакан с подкрашенной водой опустите две чистые стеклянные трубки. Обратите внимание на форму мениска. Сравните высоту поднятия жидкости от диаметра внутреннего канала.

2. Возьмите две стеклянные пластинки и выполните следующие задания.

1) Расположите пластинки параллельно друг другу, как показано на рис. 142. Обратите внимание на уровень воды между пластинками. В таблице изобразите форму поверхности жидкости вблизи пластинок.

2) Аккуратно приблизьте пластинки друг к другу. Обратите внимание на уровень жидкости между пластинками. В таблице изобразите уровень жидкости и форму поверхности жидкости вблизи пластинок.

3) Удалите пластинки друг от друга на расстояние большее, чем в первом опыте. Обратите внимание на уровень жидкости между пластинками. В таблице изобразите уровень жидкости между пластинками и форму поверхности жидкости вблизи пластинок.

4) Сравните три рисунка. Какой вывод вы можете сделать из анализа проведенного эксперимента?

Для более подготовленных учащихся предлагаются следующие задания (3 и 4).

3. Две стеклянные пластинки расположите так, чтобы угол между ними был мал (рис. 143). Аккуратно опустите обе пластинки в стакан с подкрашенной водой. Обратите внимание на форму мениска. Объясните наблюдаемое явление.

4. Результаты наблюдений оформите в виде таблицы.

№ опыта	Схема	Причины наблюдаемого

III. Изучение нового материала

Плавлением называется превращение вещества из твердого состояния в жидкое.

Чтобы тело расплавилось, не достаточно его нагреть до температуры плавления; необходимо продолжать подводить к нему теплоту, тем самым увеличивать внутреннюю энергию. Во время плавления кристаллического тела температура его не меняется.

Переход кристаллического тела из твердого состояния в жидкое происходит резко, скачком - либо тело твердое, либо жидкость.

Переход вещества из жидкого состояния в твердое называется отвердеванием, или кристаллизацией.

Наблюдения показали, что кристаллические тела плавятся и отвердевают при одной и той же, определенной для каждого вещества, температуре.

По мере нагревания кристаллического тела средняя энергия его молекул увеличивается за счет увеличения средней кинетической энергии. Увеличивается и потенциальная, т. к. увеличивается амплитуда колебаний молекул около положения равновесия. После достижения температуры плавления вся подводимая энергия идет на совершение работы по разрушению кристаллической решетки, на увеличение потенциальной энергии, т. к. температура не изменяется, то кинетическая энергия остается постоянной.

При отвердевании потенциальная энергия уменьшается, и происходит отдача тепла. Жидкость может быть охлаждена ниже температуры кристаллизации. Это явление называется переохлаждением.

Эксперимент

Охлаждение гипосульфита. Гипосульфит расплавляется в пробирке (температура плавления 48 °С) и остается в ней в жидком состоянии при охлаждении даже до комнатной температуры. Но если бросить в пробирку кристаллик гипосульфита, встряхнуть, то начнется быстрая кристаллизация.

Переохлаждение чистой воды нередко наблюдается в природе. Капельки тумана могут не замерзать даже при сильных морозах.

Переохлажденная жидкость находится в неустойчивом состоянии и в течение времени под влиянием воздействий переходит в более устойчивое при данной температуре кристаллическое состояние.

Поглощение теплоты при таянии льда и выделении ее при замерзании воды оказывают значительное влияние на изменение температуры воздуха, особенно вблизи водоемов. Во время обильных снегопадов обычно наступает потепление.

Если в бутылку налить воду, то при замерзании объем льда будет больше объема воды и бутылку разорвет. Особенности поведения льда связаны с формой его кристаллической решетки.

Увеличение объема воды при ее замерзании имеет огромное значение в природе. Так как плотность льда меньше, - он плавает в воде, обладает плохой теплопроводностью, поэтому рыбы и другие живые существа не гибнут во время морозов.

Способность воды расширяться при отвердевании должна учитываться при прокладке труб водопровода, водяного отопления.

При увеличении внешнего давления температура плавления вещества повышается.

IV. Повторение изученного

Фронтальная лабораторная работа «Плавление кристаллических тел»

Цель работы: определить температуру плавления льда.

Приборы и материалы: стакан (пробирка), наполненная льдом, термометр, спиртовка (или другой нагреватель), спички, штатив, часы.

Ход работы

1. Расположите приборы, как показано на рис. 144.

2. Зажгите спиртовку и начните наблюдать за изменением температуры льда с течением времени.

3. Обратите внимание на температуру, при которой начнется процесс плавления льда.

4. После того как весь лед расплавился, наблюдайте за изменением температуры еще 5 мин.

5. Погасите спиртовку. Наблюдайте за изменение температуры воды.

6. Результаты наблюдений занесите в таблицу.

Время, мин	Температура, °С

7. По данным таблицы постройте график изменения температуры со временем (по оси абсцисс отложите время, по оси ординат - температуру).

8. Определите по графику:

а) при какой температуре плавится лед;

б) как долго длится плавление льда;

в) до какой температуры было нагрето вещество в жидком состоянии.

Результаты анализа графика запишите в тетрадь.

9. Ответьте на следующие вопросы:

- Какой цвет имел лед до начала плавления, во время плавления, после плавления?

- Какова химическая формула льда?

Домашнее задание

Прочитать конспекты в тетради.