Қаныққан және қанықпаған бу, ауа ылғалдығы, қайнау, Фазалық диаграммалар, үштік нүкте, заттың критикалық күйі. Физика, 10 сынып, сабақ жоспары.

Ұзақмерзімді жоспар бөлімі:

Сұйық және қатты денелер

Мектеп: ХББ НЗМ Петропавл қаласы

Күні:

Мұғалімнің аты-жөні:

Сынып:

Қатысқандар саны:

Қатыспағандар саны:

Сабақ тақырыбы:

Қаныққан және қанықпаған бу, ауа ылғалдығы, қайнау, Фазалық диаграммалар, үштік нүкте, заттың критикалық күйі

Осы сабақта қол жеткізілетін оқу мақсаттары (оқу бағдарламасына сілтеме):

10.3.4.1 Гигрометр және психрометр көмегімен ауа ылғалдылығын анықтау

 Бағалау критерийлері

Оқушылар:

• Қаныққан және қанықпаған бу, қайнау, ауа ылғалдылығы, шық нүктесі түсініктерін түсіндіреді;
• Қаныққан бу қысымының температураға тәуелділігін тәжірибе жүзінде анықтайды;
• Психрометр мен гигрометр көмегімен ауа ылғалдылығын эксперименталды анықтау техникасы дағдыларын қалыптастырады.

 Тілдік мақсаттар

Студенттер:/Students can:

Шық нүктесі, ауа ылғалдылығы, қайнау, қаныққан және қанықпаған бу, үштік нүкте, психрометр, гигрометр.

Диалог үшін пайдалы баянды сөйлемдер:

Егер газ температурасы критикалықтан жоғары болса, онда газ …

Егер газ температурасы критикалыққа тең босла, онда газ…

Егер газ температурасы критикалықтан кем босла, онда газ…

Сыртқы қысым жоғары болған сайын, …

Қайнау температуарсын төмендетуге болады, егер…

Құндылықтарды дарыту

 (жаһандық азаматтықтың маңызды белгілері) (АЖ)

Құндылықтарды дарыту арқылы оқушылардың бойында ұйымшылдық, ынтымақтастық, құрмет сезімдерін сіңіру. Мысалы топтық және жұптық жұмыстар барысында оқушылар арасында жауапкершілік және сыйластық тәрбиелері қалыптасады.

Нәтижелі қарым-қатынас дағдысын дамыту ,сыныптастарының көзқарастық пікірлеріне сыйластықпен қарау,функционалдық сауатылықты дамыту, өз біліміне деген жауапкершілік пен өзбетімен оқу дағдысын арттыру

АЖ білімі мен түсінігі: ұжымдық істеріне, әрекеттеріне жауапкершілік

АЖ бағалау: қоршаған ортаға деген дұрыс көзқарас, ұжымдық іс-әрекетке жеке жауапкершілік

АЖ дағды:диалог құра білу,басқалардың пікіріне сыйластықпен қарау

Тақырыптың шешуші сәттерін жұптық және топтық талқылау кезіндегі құндылықтарды дарыту

 Пәнаралық байланыстар

Химия пәнімен байланыс, газдар

 АКТ қолдану дағдылары

Ресурстармен жұмыс, презентация Power Point

Рандомды доңғалақ

https://castlots.org/razdelit-na-gruppy/ https://www.jamestease.co.uk/team-generator/

Бастапқы білім

Заттардың (ауа) молекулалық құрылымы, қайнау, булану, ауа ылғалдығы.

Сабақ барысы

Сабақтағы жоспарланған іс-әрекет

1-сабақ

Мұғалім мен оқушылардың өзара сәлемдесуі (алдымен мұғалім кезекпен оқушылардың саусақтарына өзінің сәйкес саусақтарын тигізеді, бас бармақтан бастап:

• әрқашан (басбармақты тигізіп);
• және әр нәрседе (cұқ саусақ);
• үлкен (ортаншы саусақ);
• жетістік (аты жоқ саусақ );
• тілеймін (кішкене саусақ);
• Сәлеметсіздер ме! (толық алақанмен жанасу)

(G) Әрі қарай жұпта оқушылар дәл солай қайталайды.

Осылайша сыныпта бірлесе жұмыс істеу үшін жағымды орта туындайды.

Мұғалім сұрақ-жауап арқылы білімдерін актуалдауды ұсынады:

•  Неліктен біздің қалада аяз бен ыстықты көтеру қиынға соғады?
•  Неліктен біздің қалада ыстық 25 ⁰С-тың өзінде өте ауыр өтеді, ал басқа қалаларда одан да жоғары температура жеңілірек өтеді?

– Неліктен қыста терезелерде оюлар пайда болады?

– Неліктен ыстық шайға үрлегенде, ол тезірек суиды?

– Неліктен ауыратын адамдар ауа ылғалдығы жайлы болжауға аса назар аударады?

Мұғалім осылай оқушыларды жаңа тақырыпқа бағыттайды. Оқушылармен сабақ мақсаттары мен жетістік критерийлерін талдайды.

Презентациямен жұмыс. Мұғалім қаныққан бу ерекшеліктері, қанықпаған будың қанығуына демонстрациялар көрсетеді. Осыларға байланысты қорытындылар жасалады.

Оқушылар өздігінен қорытады.

Қорытынды дәптерге:

• Өз сұйығымен термодинамикалық тепе –теңдікте болатын бу қаныққан бу деп аталады.
• Сұйық өз буымен тепе-теңдікте болатын бу қысымы қаныққан бу қысымы деп аталады.
• Қаныққан бу қысымы тек оның химиялық құрамы мен температурасына тәуелді және өзі алатын көлем шамасына тәуелсіз.
• Температура артқанда, молекулалар жылдамдығы ғана емес, олардың концентрациясы да артады.

Мұғалім кей шектік жағдайларда тоқталады және оқушылармен бірлесі қорытындыға келеді.

Қорытынды дәптерге:

• Егер газ температуарсы критикалықтан жоғары болса, ешқандай қысымда газ сұйық күйге ауыспайды;
• Егер газ температурасы критикалыққа етң босла, онда газ қанығусыз, сұйық күйге өтеді.
• Егер газ температуарсы критикалықтан төмен болса, онда изотермиялық сығылу оны қаныққан бу күйіне ауыстырады, содан соң сұйыққа айналдырады.

Қайнау және төмен қысымдағы қайнау қарасытраылады.

Қорытынды дәптерге:

• Қайнау көпіршіктердегі қаныққан бу қысымы сұйық қысымымен теңескенде басталады.
• Сыртқы қысым жоғары болған сайын, қайнау температурасы да жоғары.
• Қайнау температурасын сыртқы қысымды төмендету арқылы түсіруге болады.

Содан соң, ауа ылғалдылығы, шық нүктесін қарасытрады.

Мұғалім: «Ауада әрқашан су буының қандай да бір мөлшері бар. Егер су буы көп болса, біз ауа ылғал деп айтамыз, егер аз болса, құрғақ дейміз. Бірақ «көп» немесе «аз» деген не екендігін анықтап көрейік.

Есеп шарты. 1 м³ ауада 20^oС; 5^oС-та ең көп дегенде су буының қандай мөлшері бола алады? Нәтижелерді салыстыру барысында ауаның абсолют және салыстырмалы ылғалдылығы, шық нүктесі түсініктері енгізіледі.

Қорытынды дәптерге:

• Басқа газдар болмағандағы, су буының қысымы су буының парциал қысымы деп аталады.
• 1 м³ ауадағы су буының мөлшері абсолюттік ылғалдылық деп аталады;
• Ауаның салыстырмалы ылғалдығы деп ауадағы су буының парциал қысымының сол температурадағы қаныққан бу қысымына қатынасын атайды.
• Су буы қанығатын температура шық нүктесі деп аталады.

Содан соң, мұғалім ауаның салыстырмалы ылғалдылығын анықтауға арналған құралдармен таныстырады.

Мұғалім оқушыларда практикалық дағдыларды дамыту үшін зертханалық жұмысты орындауды ұсынады. «Ауаның салыстырмалы ылғалдылығын анқытау» және физика кабинеті үшін «жайлылық аймағын» анықтайды.

Содан соң, есептер

Есеп 1.  Егер 19^oС –та ауадағы су буының парциал қысымы 1,1 кПа болса, ауаның салыстырмалы ылғалдылығын анықтаңдар.

Есеп 2. Егер 10^oС температурада шық пайда болса, 18^oС бөлме температурасындағы ауаның салыстырмалы ылғалдылығын анықтаңдар.

Рефлексия. Бағалау критерийлері (оқу мақсатын талдау)

Мұғалім оқушыларға сұрақ қояды:

«Сабақ барысында қандай қиындықтар туындады?Біз үшін әлі нені түсіну қиын?»

Қиындықтарды талдау.

2-сабақ

Зертханалық жұмыс

Тақырыбы: Психрометрдің көмегімен ауа ылғалдығын анықтау

Мақсаты: ауаның абсолютті және салыстырмалы ылғалдығын анықтау;

• Құралдар: Психрометр,мата, суы бар стақан, психрометрлік кесте

Теория.

Өзен, теңіз, мұхиттардың беттерінен буланған бу атмосфералық ауада таралады.

Су буы бар ауаны ылғалды деп атайды.

Ауаның ылғалдығы Жер бетіндегі көптеген процесстерге әсер етеді: флора мен фаунаны дамуына, ауыл шаруашылығының кәсіптеріне және т.б.

Ауа ылғалдылығы халықтың денсаулығы үшін өте маңызды, одан адам ағзасының қоршаған ортамен жылу алмасуына байланысты.

Төмен ылғалдылық кезінде, сұйық бетінен жылдам булану және мұрынның шырышты қабатының кебуі, бұл жағдайдың нашарлауына әкеледі.

Демек, ауа ылғалдылығын өлшеу керек. Абсолютті және салыстырмалы ылғалдылық концепциясы ауаның ылғалдылығын анықтау үшін қолданылады.

Абсолютті ылғалдылық - бұл 1 м³ ауада қанша су буының бар екенін көрсетеді (яғни су буларының тығыздығы). Бұл белгілі бір температурада ауадағы будың парциал қысымына тең.

Будың парциал қысымы - бұл барлық басқа газдар болмаған жағдайда ауадағы су буының қысымы болады.

  Салыстырмалы ауа ылғалдылығы - будың қанығу деңгейінен қаншалықты алыс екенін көрсетеді. Бұл ауадағы су буының парциал қысымының p-ның осы температурадағы қаныққан бу қысымының p_{0 –} ге қатынасы пайызбен есептелген:

   Салыстырмалы ылғалдықты психрометр көмегімен анықтауға болады.

Психрометр немесе Август психрометрі (суретті қараңыз) екі термометрден тұрады: құрғақ және ылғалды.

Ылғалдандырылған термометрдің резервуары матамен оралған, оның соңы суы бар ыдысқа түсірлген. Матадан буланған су термометрден жылу алады, демек, ылғалданған термометрдің көрсеткіші құрғақ термометрге қарағанда төмен болады.

Құрғақ термометрдің көрсеткен температурасы және құрғақ және ылғалданған термометрлердің температураларының айырымына сәйкес, ауа салыстырмалы ылғалдылығы психометриялық кесте арқылы анықталады.

Жұмыс барысы

  1 тапсырма. Ауаның ылғалдығын психрометрдің көмегімен өлшеу. Өлшеу нәтижелеріне кесте сызыңдар:

• Психрометрдің құрамасын қараңдар.
• Кабинеттің бірнеше жерінен психрометрмен ауа ылғалдығын анықтаңдар
• Құрғақ термометрмен сыныптағы ауаның температурасын t_құрғақ өлшеңдер.
• Резервуары матамен оралған ылғалды термометрдің температурасын t_ылғал өлеңдер, кестеге жазыңдар.
• Екі термометрлердің көрсетулерінің айырымын Δt = t_құрғақ - t_ылғал есептеңдер.
• Психрометриялық кестеден ауаның салыстырмалы ылғалдығын φ анықтаңдар.
• Өлшеулердің және есептеулердің нәтижелерін кестеге жазыңдар.
• Кабинеттегі ауа ылғалдығы туралы қортынды жасаңдар.
• Бақылау сұрақтарға жауап беріңдер.

Бақылау сұрақтар.

• Эфир арқылы ауаны үрлеген кезде неге гигрометр камерасының қабырғасының жылтыратылған бетінде шық пайда болады? Қай мезетте шық пайда болады?
• «Ылғалды» термометрдің көрсеткіші неге «құрғақ» термометрдің көрсеткішінен кем болады?
• «Ылғалды» және «құрғақ» термометрлердің көрсеткіштері тең болуы мүмкін бе?
• Қандай жағдайда термометрлердің температуралар айырымы ең үлкен болады?
• «Ылғалды» термометрдің көрсеткіші «құрғақ» термометрдің көрсеткішінен үлкен болуы мүмкін бе?
• Психрометрдің «ылғалды» және «құрғақ» термометрлері бірдей температура көрсетсе ауаның ылғалдығы қандай?

Психрометриялық кесте.

Рефлексия. Бағалау критерийлері (оқу мақсатын талдау)

Мұғалім оқушыларға сұрақ қояды:

«Сабақ барысында қандай қиындықтар туындады?Біз үшін әлі нені түсіну қиын?»

Қиындықтарды талдау.

3-сабақ

Зертханалық жұмыс

Тақырыбы: «Ауаның ылғалдығын шық нүктесін тәсілімен анықтау»

Мақсат: гигрометр көмегімен салыстырмалы ылғалдықты анықтауды үйрену.

Құралдар: гигрометр

Теория.

Жердің атмосферасында су буы әрқашан бар. Ауадағы олардың шамасы абсолютті және салыстырмалы ылғалдылықпен сипатталады.

Ауаның абсолютті ылғалдығы _а – деп белгілі температурада ауадағы су буының тығыздығы аталады

, .

Ауаның салыстырмалы ылғалдығы   көрсетілген температура кезінде қаныққан су буларының тығыздығынан абсолютті ылғалдылықтың қанша пайызы екендігін көрсетеді:

,  .,

мында ρ₀- берілген температурада қаныққан су буларының тығыздығын анықтайды және «Қаныққан су буының қысымы және оның әр түрлі температурада тығыздығы» кестесінен алынады. Осылайша салыстырмалы ылғалдылық ауаның су буларына қаныққан дәрежесін сипаттайды.

Тұрғын үй-жайлар үшін салыстырмалы ылғалдылығы 40-60% қалыпты ылғалдылық болып саналады. Ауа ылғалдылығы тек салыстырмалы ылғалдылықпен ғана бағалануы мүмкін, себебі белгілі бір ауа температурасында бірдей абсолютті ылғалдылықта ауа құрғақ немесе дымқыл болуы мүмкін.

Шық нүктесін анықтау

Салқындатылған ауа қаныққан су буына айналу температурасы шық нүктесі Т _р деп аталады

Шық нүктесінде ауаның абсолютті ылғалдылығы қаныққан будың тығыздығына тең болады

ρ₀= ρ_a

Шық нүктесін анықтау кезінде «Әртүрлі температурада қаныққан су буларының қысымы мен тығыздығы» кесте пайдаланылады және абсолютті ылғалдылық мәні ρ_a

Тығыздық бағанында берілген абсолютті ылғалдықа ρ_a ең жақын мәнді таңдайды және температураның бағанына сәйкестіндіреді, нәтиже - шық нүктесі Т_р болады.

Мысалы:

Ауаның абсолютті ылғалдығы: 

Тығыздық бағанында ρ_a ең жақын мәнді таңдаймыз - болады. Температура бағанымен сәкестендірсе Т - 13⁰С осы шық нүктесі болады.

Т_р=13⁰С

Ылғалдықты анықтауға гигрометрді қолданады.

Конденсация гигрометрі.  Ол стендте орнатылған жалтырақ тегіс беткі қабаты бар металл дөңгелек қораптан тұрады. Қораптың жоғарғы жағында екі тесік бар. Олардың біреуі арқылы қорапқа эфир құйып, термометрді салады, екіншісі резеңке сорғыға қосылады. Конденсация гигрометрінің әрекеті шық нүктесін анықтауға негізделген.

   Эфирден ауаны сорғымен үрлейді, осы кезде эфир тез буланады және қорабты салқындатады. Жылу тасымалының арқасында қораптың бетіне жақын орналасқан су буының қабаты да салқындайды.

Белгілі бір температурада бұл су буы тығыздана бастайды, қораптың жылтыратылған бетінде су тамшылары пайда болады.

Бұл температура термометрмен анықталады, бұл шық нүктесі болады

Теория.

Жердің атмосферасында су буы әрқашан бар. Ауадағы олардың шамасы абсолютті және салыстырмалы ылғалдылықпен сипатталады.

Ауаның абсолютті ылғалдығы _а – деп белгілі температурада ауадағы су буының тығыздығы аталады

, .

Ауаның салыстырмалы ылғалдығы   көрсетілген температура кезінде қаныққан су буларының тығыздығынан абсолютті ылғалдылықтың қанша пайызы екендігін көрсетеді:

,  .,

мында ρ₀- берілген температурада қаныққан су буларының тығыздығын анықтайды және «Қаныққан су буының қысымы және оның әр түрлі температурада тығыздығы» кестесінен алынады. Осылайша салыстырмалы ылғалдылық ауаның су буларына қаныққан дәрежесін сипаттайды.

Тұрғын үй-жайлар үшін салыстырмалы ылғалдылығы 40-60% қалыпты ылғалдылық болып саналады. Ауа ылғалдылығы тек салыстырмалы ылғалдылықпен ғана бағалануы мүмкін, себебі белгілі бір ауа температурасында бірдей абсолютті ылғалдылықта ауа құрғақ немесе дымқыл болуы мүмкін.

Шық нүктесін анықтау

Салқындатылған ауа қаныққан су буына айналу температурасы шық нүктесі Т _р деп аталады

Шық нүктесінде ауаның абсолютті ылғалдылығы қаныққан будың тығыздығына тең болады

ρ₀= ρ_a

Шық нүктесін анықтау кезінде «Әртүрлі температурада қаныққан су буларының қысымы мен тығыздығы» кесте пайдаланылады және абсолютті ылғалдылық мәні ρ_a

Тығыздық бағанында берілген абсолютті ылғалдықа ρ_a ең жақын мәнді таңдайды және температураның бағанына сәйкестіндіреді, нәтиже - шық нүктесі Т_р болады.

Мысалы:

Ауаның абсолютті ылғалдығы: 

Тығыздық бағанында ρ_a ең жақын мәнді таңдаймыз - болады. Температура бағанымен сәкестендірсе Т - 13⁰С осы шық нүктесі болады.

Т_р=13⁰С

Ылғалдықты анықтауға гигрометрді қолданады.

Конденсация гигрометрі.  Ол стендте орнатылған жалтырақ тегіс беткі қабаты бар металл дөңгелек қораптан тұрады. Қораптың жоғарғы жағында екі тесік бар. Олардың біреуі арқылы қорапқа эфир құйып, термометрді салады, екіншісі резеңке сорғыға қосылады. Конденсация гигрометрінің әрекеті шық нүктесін анықтауға негізделген.

   Эфирден ауаны сорғымен үрлейді, осы кезде эфир тез буланады және қорабты салқындатады. Жылу тасымалының арқасында қораптың бетіне жақын орналасқан су буының қабаты да салқындайды.

Белгілі бір температурада бұл су буы тығыздана бастайды, қораптың жылтыратылған бетінде су тамшылары пайда болады.

Бұл температура термометрмен анықталады, бұл шық нүктесі боладыЖұмыс барысы

Тапсырма.  Гигрометр көмегімен салыстырмалы ылғалдығымен анықтау.

• Өлшеулермен есептеулерге арналған кестені толтырыңдар:

• Гигрометр құрылысымен танысу.
• Кабинеттің әрбір жерінде құралмен өлшеулерді жүргізу
• Гигрометр резервуарындағы термометрмен шық тамшылары пайда болған температураларды өлшеп жазыңдар.
• «Қаныққан будың қысымдары» кестесінен ауаның салыстырмалы ылғалдығын φ анықтаңдар.
• Өлшеулермен есептеулердің нәтижесін кестеге жазыңдар.
• Кабинеттегі ауа ылғалдығы туралы қорытынды жазыңдар.
• Бақылау сұрақтарға жауап беріңдер.

Бақылау сұрақтары.

• Неге ыстық күннен кейін таңертең шық көп түседі?
• Егер 20⁰С температурадағы салыстырмалы ылғалдық 58% тең. Қандай температурада шық түседі?
• Ауаның 293 К температурадағы салыстырмалы ылғалдығы 44 % болды. Психрометрдің ылғалды термометрі қандай температура көрсетеді?
• Көлемі 150 м³ бөлмеде температурасы 300 К ауада массасы 2,07 кг су буы бар. Салыстырмалы және абсолютті ылғалдықты анықтаңдар.

Жұмыс барысы

Тапсырма.  Гигрометр көмегімен салыстырмалы ылғалдығымен анықтау.

• Өлшеулермен есептеулерге арналған кестені сызыңдар:

• Гигрометр құрамасын анықтау.
• Кабинеттің әрбір жерінде құралмен өлшеулерді жүргізу
• Гигрометр резервуарындағы термометрмен шық тамшылары пайда болған температураларды өлшеп жазыңдар.
• «Қаныққан будың қысымдары» кестесінен ауаның салыстырмалы ылғалдығын φ анықтаңдар
• Өлшеулермен есептеулердің нәтижесін кестеге жазыңдар.
• Кабинеттегі ауа ылғалдығы туралы қортынды жазыңдар
• Бақылау сұрақтарға жауап беріңдер.

Бақылау сұрақтары.

• Неге ыстық күннен кейін таңертең шық көп түседі?
• Егер 20⁰С температурадағы салыстырмалы ылғалдық 58% тең. Қандай температурада шық түседі?
• Ауның 293 К температурадағы салыстырмалы ылғалдығы 44 % болды. Психрометрдің ылғалды термометрі қандай температура көрсетеді?
• Көлемі 150 м³ бөлмеде температурасы 300 К ауада массасы 2,07 кг су буы бар. Салыстырмалы және абсолютті ылғалдықты анықтаңдар.

Әртурлі температурадағы қаныққан будың қысымы және тығыздығы.

  Ауаның салыстырмалы ылғалдылығын табу үшін шық нүктесінің температурасында қаныққан будың қысымын қоршаған ортаның ауа температурасындағы қаныққан бу қысымына бөліп, 100% -ға көбейту қажет.

Рефлексия. Бағалау критерийлері (оқу мақсатын талдау)

Мұғалім оқушыларға сұрақ қояды:

«Сабақ барысында қандай қиындықтар туындады?Біз үшін әлі нені түсіну қиын?»

Қиындықтарды талдау.

Қиындықтарға байланысты мұғалім үй жұмысын анықтайды.

Егер барлығы түсінікті болса, дәптер бойынша өткен тақырыпты қайталау жеткілікті.

Егер материалды түсінуде қиындықтар болса, қосымша ақпарат реітнде оқулыққа жүгінуді ұсынады.

Саралау – оқушыларға қалай көбірек қолдау көрсетуді жоспарлайсыз? Қабілеті жоғары оқушыларға қандай міндет қоюды жоспарлап отырсыз?

Бағалау – оқушылардың материалды меңгеру деңгейін қалай тексеруді жоспарлайсыз?

Денсаулық және қауіпсіздік техникасының сақталуы

Барлық оқушылар:

Көпшілік оқушылар:

Кейбір оқушылар:

-сұрақ-жауап арқылы бағалау;

-екі жұлдыз – бір тілек арқылы топтық жұмысты бағалау;

-өзара бағалау.

Мектептегі қауіпсіздік техника ережелерінің түсіндірме жұмыстарын жүргізу;

Сабақбойынша рефлексия

Сабақ мақсаттары/оқу мақсаттары дұрыс қойылған ба? Оқушылардың барлығы ОМ қолжеткізді ме?

Жеткізбесе, неліктен?

Сабақта саралау дұрыс жүргізілді ме?

Сабақтың уақыттық кезеңдері сақталды ма?

Сабақжоспарынан қандай ауытқулар болды, неліктен?

Жалпыбаға

Сабақтың жақсы өткен екі аспектісі (оқыту туралы да, оқу туралы да ойланыңыз)?

1:

2:

Сабақты жақсартуға не ықпал ете алады (оқыту туралы да, оқу туралы да ойланыңыз)?

1:

2:

Сабақ барысында сынып туралы немесе жекелеген оқушылардың жетістік/қиындықтары туралы нені білдім, келесі сабақтарда неге көңіл бөлу қажет?