Применение методики ключевых учебных ситуаций к решению задач по теме: "Изменение агрегатных состояний вещества или фазовые переходы»
Цель: подготовка учащихся к выполнению заданий ГИА.
Задача: отработка способов решения задач методом ключевых ситуаций.
Ключевая ситуация – Изменение агрегатных состояний вещества или фазовые переходы.
I уровень:
На рисунке изображен график плавления кристаллического тела массой 2 кг.
Рассмотрев график, ответьте на следующие вопросы:
Какая температура была вначале наблюдения?
Какой процесс на графике характеризует участок АВ?
В какой точке окончился процесс нагревания, и при какой температуре?
Какой процесс на графике характеризует участок ВС?
При какой температуре начался процесс плавления?
Чему равна температура плавления?
Какое время тело плавится?
Изменяется ли температура во время плавления тела?
Какому веществу соответствует график плавления?
Какой процесс на графике характеризует участок СД?
II уровень:
Определите по графику, какое количество теплоты требуется для нагревания и плавления льда массой 2 кг.
III уровень:
На какую высоту можно поднять автомобиль массой 1 тонна, совершив работу численно равную количеству теплоты, которое пошло на нагревание и плавление льда массой 2 кг?
№ 2.
I уровень:
На рисунке изображен график зависимости силы тока в проводнике от напряжения на нем.
Определите по графику:
Силу тока в проводнике, при напряжении равном 10 В; 40 В.
При каком напряжении на проводнике Ј=6А?
Найдите сопротивление проводника для этих значений.
II уровень:
На этой же координатной плоскости постройте график зависимости силы тока от напряжения при условии, что сопротивление проводника увеличивается в 2 раза, при неизменном напряжении. Сравните расположение графиков и сделайте вывод.
III уровень:
Из второго проводника необходимо изготовить реостат. Какой массы надо взять никелиновый проводник площадью поперечного сечения S=1мм2 , чтобы из него изготовить реостат. Плотность никелина =8800. Удельное сопротивление никелина уд=0,4 .
3. Методология решения задач ключевой ситуации – изменение агрегатных состояний вещества.
После изучения графика плавления и расчета количества теплоты для плавления предлагается решение следующих задач, в трех уровнях сложности.
№1. I уровень сложности.
Условие I задачи:
На рисунке изображен график плавления кристаллического тела массой 2 кг.
Рассмотрев график, ответьте на следующие вопросы:
Какая температура была вначале наблюдения?
Какой процесс на графике характеризует участок АВ?
В какой точке окончился процесс нагревания, и при какой температуре?
Какой процесс на графике характеризует участок ВС?
При какой температуре начался процесс плавления?
Чему равна температура плавления?
Какое время тело плавится?
Изменяется ли температура во время плавления тела?
Какому веществу соответствует график плавления?
Какой процесс на графике характеризует участок СД?
Описание фрагмента урока:
Зависимость, каких величин изображена на графике?
Ответ: Зависимость температуры от времени при условии, что телу ежесекундно передается одно и тоже количество теплоты.
Какая температура была вначале наблюдения?
Ответ: t1= - 20ºС.
Какой процесс на графике характеризует участок АВ?
Ответ: Нагревание вещества.
В какой точке окончился процесс нагревания, и при какой температуре?
Ответ: В точке В. При температуре t2= 0ºС.
Какой процесс на графике характеризует участок ВС?
Ответ: Процесс плавления тела.
При какой температуре начался процесс плавления?
Ответ: При t = 0ºС.
Чему равна температура плавления?
Ответ: tпл.= 0ºС.
Определите цену деления шкалы времен. Какое время тело плавится?
Ответ: Ц.д. одно деление соответствует 10ºС. Время плавления 20 мин.
Изменяется ли температура во время плавления тела?
Ответ: Не изменяется.
Объясните почему?
Ответ: Так как все подводимое тепло идет на разрушение кристаллической решетки, а не на увеличение кинетической энергии молекул.
Какому веществу соответствует график плавления?
Ответ: Льду, так как ВС участок плавления, температура плавления 0ºС.
Какой процесс на графике характеризует участок СД?
Ответ: Нагревание.
№1. II уровень сложности.
Условие задачи:
Определите по графику, какое количество теплоты требуется для нагревания и плавления льда массой 2 кг.
Что нужно сделать, чтобы лед взятый при температуре t = - 20ºС расплавился.
Ответ: Сначала нагреть до t плавления, а затем расплавить.
Как рассчитать количество теплоты необходимое для осуществления процесса нагревания участка АВ?
Ответ: Q1 = cm∆t
Как рассчитать количество теплоты для плавления?
Ответ: Q2 = mλ
Чему равно общее количество теплоты?
Ответ: Q = Q1 + Q2
Запишем условие задачи.
Дано: 1. И.О - лед 2. И.О – вода m = 2 кг. t1 = -20ºС t2 = 0ºС С = 4200 λ = 3,4∙105 Найти: Q - ? | Анализ Так как процесс нагревания, то количество теплоты необходимое для нагревания льда до температуры плавления Q1 = c∙m∙(t2 –t1) Количество теплоты необходимое для плавления льда Q2 = m∙λ Общее количество теплоты Q = Q1 + Q2 Решение Q1 = = 168000Дж = 1,68 ∙ 105 Дж. Q2 = = 6,8 ∙ 105 Дж. Q = 1,68 ∙ 105 Дж. + 6,8 ∙ 105 Дж. = (1,68+6,8) ∙ 105 Дж. = 8,48 ∙ 105 Дж. Ответ: Q = 8,48 ∙ 105 Дж. |
Усложним задачу.
№1. III уровень.
На какую высоту можно поднять автомобиль массой 1 тонна, совершив работу численно равную количеству теплоты, которое пошло на нагревания и плавления льда массой 2 кг?
Какое количество теплоты пошло на нагревание и плавление льда?
Ответ: Q = 8,48 ∙ 105 Дж.
Вспомним формулу механической работы A = F ∙ S; F =m ∙ g; S = h; A = mgh
Записываем условие задачи.
Дано: m = 1 т. Q=8,48∙105 Дж. g ≈ 10 Найти: h - ? | Си 1т.=103 кг | Формулы Q=A A = mgh Q = mgh h = | Решение h= = 84,8 м. |
Ответ: h = 84,8 м.
На дом можно дать задание.
Сколько нужно сжечь дров, чтобы расплавить лед m=2 кг, взятый при t = -20ºС?
5
