Вода в критическом состоянии. Критическая точка (термодинамика)
Лелюк Оксана Васильевна
МБОУ СОШ № 143 г. Красноярска
Учитель начальных классов
Предмет : окружающий мир.
Класс: 1 .
Тема урока : «Как путешествует письмо?»
Тип урока : первичное восприятие новых знаний.
Цели урока :
образовательные : раскрыть роль почтовой связи в жизни людей; познакомить учащихся с работой почты, видами почтовых отправлений;
развивающие : развивать коммуникативные способности учащихся; развивать информационную грамотность учащихся; развивать способность к самооценке на основе критерия успешной деятельности;
воспитательные : формировать целостный, социально ориентированный взгляд на мир; формировать ориентацию на успех в учебной деятельности и понимание его причин.
Формируемые УУД:
регулятивные: умение принимать и сохранять учебную задачу; умение адекватно воспринимать предложения и оценку учителя, товарищей; умение вносить необходимые коррективы;
коммуникативные: умение допускать возможность существования различных точек зрения; умение договариваться и приходить к общему решению;
предметные: умение проявлять понимание, что реальная ситуация может быть представлена схемой; умение находить и сопоставлять предметы и их назначение; умение ориентироваться в сферах труда;
личностные: умение проявлять способность к самооценке на основе критерия успешной деятельности;
познавательные: умение осуществлять поиск необходимой информации; умение использовать знаково-символические средства; умение устанавливать причинно-следственные связи.
Оборудование: презентация Microsoft Power Point «Как путешествует письмо?», большой конверт с заготовками для оформления, письмо, бандероль, посылка, заготовка для групповой и парной работой.
Ход урока.
Орг. момент.
Актуализация знаний.
Кто стучится в 1 «Е» С толстой сумкой на ремне, Это он, э то он, красноярский почтальон! — У нас гость.
Читает ребенок в начале урока (почтальон).
| В квартире Услышав про адрес, Я, дядя, Направилась Сестрёнка ему | Сказал почтальон Но Слава, Идёт письмоносец Тарелки Сказал почтальон, | Спустился во двор И здесь Присел почтальон, Письмо Два слова И я вас прошу: |
— И что, уважаемый почтальон, Вы думаете, что Неумейка среди нас?
— Нет (отвечают дети).
— А как помочь Неумейке! Что мы можем ему посоветовать.
— А давайте тоже напишем ему письмо. Можно?
— Вы знаете, я уже устал его искать и поэтому написал уже ему письмо. Вот оно. Вы приготовьте его, чтобы я зашел, забрал и отнес его на почту. Да, вот еще его вещи. Я их уже упаковал, конечно, пусть пока полежат у вас. Здесь: фотография, шарф, конструктор (достает из сумки конверт, бандероль, посылку, листок с письмом, при этом их не называет). Все это я приготовил для Неумейки, чтобы он хоть чему-нибудь научился глядя на них. А я пойду пока, доделаю свои дела, да на обратном пути это все и заберу.
Постановка цели.
— Тогда давайте скорее начнем. Кто умеет писать письма? Кто знает, как их подписывать? Куда нести? Когда и как оно дойдет до Неумейки? Что будем делать? А все это умеют?
— Кто же мне скажет, чем сегодня нам придется заняться на уроке. О чем мы будем сегодня говорить? (Сегодня на уроке нам предстоит разобраться, что такое письмо и как путешествует письмо, как работает почта).
Первичное восприятие и усвоение нового теоретического материала.
Собираем письмо.
— Что такое письмо? (Письмо — это написанный текст, посылаемый для сообщения кому-нибудь).
Что нужно, чтобы письмо смогло дойти до Неумейки? (Нужен конверт и марка).
Конверт — пакет для вкладывания, хранения и пересылки бумаг. Изготавливается из разных материалов.
Давайте его рассмотрим. Найдите слова «От кого», «Кому».
«Отправитель» — это тот, кто отправляет письмо (тот, от кого оно приходит). В нашем случае – это мы.
«Адресат» — это тот, кто получает письмо» – Неумейка.
(На конверте указывается адрес: имя, фамилия, название организации, улица, дом, квартира, почтовый индекс).
Почтовый индекс. Слово означает «указатель». «Индекс» — это последовательность букв и цифр, которые облегчают сортировку писем. В России принята шестизначная система цифр в индексе: первые три цифры — это код города, ещё три номер почтового отделения. Пишут индекс особыми цифрами, смотрите на образец. Дело в том, что индекс расшифровывает машина. Особое устройство с бегающим лучом считывает все вертикальные, горизонтальные и наклонные линии. Поэтому цифры должны быть определенного образца.
На письме должна быть марка. Марка — это проездной билет письма, оно оплачивает его путешествие. Но марки бывают очень интересными и красивыми, многие люди их коллекционируют — это филателисты.
Вот мы закончили оформлять конверт. Теперь его можно отправить, но куда?
Определяем участников, которые занимаются почтовой рассылкой?
Письма готовы. Отправляем их в путешествие. Но как это сделать.
Загадки к каждой картинке. (Дети по очереди читают загадки, а на доске поочередно закрываются нужные окошечки).
1 загадка
Вишу на стене
И много приветов
Хранится во мне. (Почтовый ящик)
2 загадка
Все вести
Собрались вместе. (Мешок с письмами)
3 загадка
На столе на видном месте
Собирают вести вместе.
А потом его жильцы
Полетят во все концы. (Письма на столе)
4 загадка
Что за птица
Песен не поет
Гнезда не вьет
Людей и груз везет? (Самолет )
5 загадка
Полотно, а не дорожка
Конь не конь – сороконожка
По дороге той ползет
Весь обоз один везет. (Поезд)
6 загадка
Кто стучится в дверь ко мне
С толстой сумкой на ремне … (Почтальон)
7 загадка
Дома из жести,
А жильцы в них – вести . (Почтовые ящики)
Физминутка .
Применение теоретических положений в условиях выполнения упражнений и решения задач.
Работа в группах . Определение последовательности в работе почты.
— Все эти предметы участвуют в путешествии письма. Сейчас у себя на парте вместе со своим соседом по парте расположите их в той последовательности, как вы считаете.
По очереди выходят учащиеся и определяет последовательность каждого этапа. Все остальные сравнивают со своими схемами.
Кривая фазового равновесия (в плоскости Р, Т) может в некоторой точке окончиться (рис. 16); такая точка называется критической, а соответствующие ей температура и давление - критической температурой и критическим давлением. При температурах выше и при давлениях, больших не существует различных фаз, и тело всегда однородно.
Можно сказать, что в критической точке исчезает различие между обеими фазами. Понятие о критической точке было впервые введено Д. И. Менделеевым (1860).
В координатах Т, V диаграмма равновесия при наличии критической точки выглядит так, как это изображено на рис. 17. По мере приближения температуры к ее критическому значению удельные объемы находящихся друг с другом в равновесии фаз сближаются и в критической точке (К на рис. 17) совпадают. Аналогичный вид имеет диаграмма в координатах Р, V.
При наличии критической точки между всякими двумя состояниями вещества может быть произведен непрерывный переход, при котором ни в какой момент не происходит расслоения на две фазы - для этого надо менять состояние вдоль какой-либо кривой, огибающей критическую точку и нигде не пересекающей кривую равновесия. В этом смысле при наличии критической точки становится условным самое понятие о различных фазах, и невозможно во всех случаях указать, какие состояния являются одной фазой, а какие - другой. Строго говоря, можно говорить о двух фазах лишь тогда, когда они существуют обе одновременно, соприкасаясь друг с другом, т. е. в точках, лежащих на кривой равновесия.
Ясно, что критическая точка может существовать лишь для таких фаз, различие между которыми имеет лишь чисто количественный характер. Таковы жидкость и газ, отличающиеся друг от друга лишь большей или меньшей ролью взаимодействия между молекулами.
Такие же фазы, как жидкость и твердое тело (кристалл) или различные кристаллические модификации вещества, качественно различны между собой, так как отличаются своей внутренней симметрией. Ясно, что о всяком свойстве (элементе) симметрии можно сказать только либо, что оно есть, либо, что его нет; оно может появиться или исчезнуть лишь сразу, скачком, а не постепенно. В каждом состоянии тело будет обладать либо одной, либо другой симметрией, и потому всегда можно указать, к которой из двух фаз оно относится. Критическая точка, следовательно, для таких фаз не может существовать, и кривая равновесия должна либо уходить на бесконечность, либо заканчиваться, пересекаясь с кривыми равновесия других фаз.
Обычная точка фазового перехода не представляет собой в математическом отношении особенности для термодинамических величин вещества. Действительно, каждая из фаз может существовать (хотя бы как метастабильная) и по другую сторону от точки перехода; термодинамические неравенства в этой точке не нарушаются. В точке перехода химические потенциалы обеих фаз равны друг другу: ; для каждой же из функций эта точка ничем не замечательна.
Изобразим в плоскости Р, V какую-либо изотерму жидкости и газа, т. е. кривую зависимости Р от V при изотермическом расширении однородного тела на рис. 18). Согласно термодинамическому неравенству есть убывающая функция V. Такой наклон изотерм должен сохраниться и на некотором протяжении за точками их пересечения с кривой равновесия жидкости и газа (точки b и участки изотерм соответствуют метастабильным перегретой жидкости и переохлажденному пару, в которых термодинамические неравенства по-прежнему соблюдаются (полностью же равновесному изотермическому изменению состояния между точками b не отвечает, конечно, горизонтальный отрезок на котором происходит расслоение на две фазы).
Если учесть, что точки имеют одинаковую ординату Р, то ясно, что обе части изотермы не могут перейти друг в друга непрерывным образом, и между ними должен быть разрыв. Изотермы заканчиваются в точках (с и d), в которых нарушается термодинамическое неравенство, т. е.
Построив геометрическое место точек окончания изотерм жидкости и газа, мы получим кривую АКБ, на которой нарушаются (для однородного тела) термодинамические неравенства; она ограничивает область, в которой тело ни при каких условиях не может существовать как однородное. Области между этой кривой и кривой равновесия фаз отвечают перегретой жидкости и переохлажденному пару. Очевидно, что в критической точке обе кривые должны касаться друг друга. Из точек же, лежащих на самой кривой АКБ, реально существующим состояниям однородного тела отвечает лишь критическая точка К - единственная, в которой эта кривая соприкасается с областью устойчивых однородных состояний.
В противоположность обычным точкам фазового равновесия критическая точка является в математическом отношении особой точкой для термодинамических функций вещества (то же самое относится ко всей кривой АКВ, ограничивающей область существования однородных состояний тела). Характер этой особенности и поведение вещества вблизи критической точки будут рассмотрены в § 153.