Конспект урока по теме
«Диффузия в газах, жидкостях и твердых телах»
Цель урока: Обучение учащихся формулированию гипотез на базе модели «строение вещества» и проведению мысленных экспериментов с этой моделью с целью теоретического исследования поведения молекул в некоторых конкретных ситуациях.
Основной материал: Явление диффузии. Причины и закономерности этого явления. Диффузия в газах, жидкостях и твердых телах. Диффузия в природе. Примеры практического применения диффузии.
Эпиграф:
Прогнозы бывают трех родов: верные, неверные и научные.
Гаврила Увеков
Красота есть единство в разнообразии.
Перефразированная мысль Эриугены
План урока
1.Организационный момент. Мотивация учебной деятельности.
Вступление: На долгом пути познания невозможно обойтись без помощника. Этот помощник – метод изучаемой науки. Он не гарантирует достижение верного результата сразу и окончательно. Он лишь дает направление и способ научного поиска. Овладение методами физики - это сверхзадача всего курса обучения физики. И поэтому на уроке мы сделаем лишь маленький шажок к достижению главной цели обучения предмета физики, попутно с достижением конкретной цели урока - развитием уже имеющегося знания о строении вещества и применения его для объяснения новых явлений.
2.Изучение нового материала.
Опыт №1: Демонстрируется исчезновение пятна спирта (одеколона) на фильтровальной бумаге. Куда исчез спирт (одеколон)? Видели ли вы, как одеколон «покидал» бумагу? Где сейчас спирт (одеколон)? Какую гипотезу о строении вещества можно выдвинуть с целью объяснения постепенного исчезновения пятна спирта (одеколона) на фильтровальной бумаге?
Вывод: Вещество состоит из отдельных частиц (молекул), которые постоянно движутся.
Опыт №2: Вносим в класс непрозрачный ящик, в котором лежит что-нибудь очень пахучее, например, долька апельсина. Что в ящике? Какое явление помогло вам ответить на этот вопрос?
Вывод: Апельсин испускает запах, выделяя пахучее вещество, которое распространяется по всей комнате, перемешиваясь с воздухом.
Вопрос №1: А другие вещества могут самопроизвольно перемешиваться? Вы встречались в жизни с такими ситуациями? Приведите примеры.
Вывод: Явление самопроизвольного перемешивания двух соприкасающихся не столь редко, как могло показаться.
Опыт №3: В колбу помещают листочки бумаги, смоченные фенолфталеином – веществом, которое при соединении с аммиаком окрашивается в оранжевый цвет. Это свойство фенолфталеина служить индикатором присутствия аммиака, демонстрируем предварительно на отдельном листочке бумаги смоченным этим веществом. После этого у горлышка колбы закрепляют ватку с аммиаком. Через некоторое время листочки бумаги, смоченные фенолфталеином, окрашиваются в оранжевый цвет (Рис. №1).
Вывод: Газы перемешиваются самопроизвольно.
Опыт №4: Раствор медного купороса нальем в один сосуд, а в другой сосуд нальем чистую воду. Соединим сосуды трубкой, заполненной чистой водой. В течение урока граница между чистой водой и раствором медного купороса практически не изменится, поэтому необходимо также показать на уроке точно такую же установку, собранную за неделю до этого, где четкая граница между чистой водой и раствором медного купороса отсутствует (Рис. №2).
Вывод: Жидкости также самопроизвольно перемешиваются.
Вопрос №2: Перемешиваются ли самопроизвольно твердые тела? Приведите примеры.
Вывод: Твердые тела самопроизвольно перемешиваются.
Взаимное проникновение молекул соприкасающихся веществ между молекулами друг друга, происходящее вследствие беспорядочного движения частиц вещества называется диффузией.
Вывод: Диффузия происходит в твердых, жидких и газообразных телах.
Вопрос №3: Какие же свойства молекул обеспечивают смешиванием веществ? Почему возможно диффузия? Какие невидимые процессы происходят с молекулами при диффузии?
Вывод: Нужно выдвинуть гипотезу. Чтобы сформулировать гипотезу, нужно:
1. Представить строение веществ до смешивания;
2. После смешивания;
3. Предположить, каким было поведение молекул во временном промежутке между этими состояниями;
4. Предположить, как ведут себя молекулы в другие промежутки времени.
Вывод: Молекулы веществ постоянно двигаются; при движении сталкиваются друг с другом; движутся молекулы в разных направлениях беспорядочно. Этим объясняются такие явления: испарение веществ,
Вопрос №4: А теперь проведем проверку нашей гипотезы. Предлагаю подумать над следующими ситуациями:
1. Что может произойти с каплей жидкости, если молекулы, составляющие ее, непрерывно и хаотически движутся?
2. Как «почувствует» стенка сосуда, в контроле находится газ, что молекулы непрерывно и хаотически двигается?
3. Как будет себя вести маленькая частичка нерастворимого вещества в жидкости, если окружающие ее молекулы жидкости непрерывно и беспорядочно движутся?
Вывод: Непрерывным беспорядочным движением молекул объясняются такие явления: испарение веществ, давление газа, броуновское движение и т. д.
Вопрос №5: Как зависит скорость протекания диффузии от температуры? Что подсказывает вам жизненный опыт?
Вывод: Чем выше температура вещества, тем быстрее происходит диффузия.
Вопрос №6: Почему диффузия протекает по-разному при разной температуре? Как изменяются свойства молекул при изменении температуры?
Вывод: При повышении температуры скорость молекул возрастает.
Вопрос №7: Как проверит данную гипотезу?
Вывод: Из-за движения молекул происходят такие явления, как испарение, броуновское движение, возникает давление газа. Нужно предсказать, как будут протекать эти явления при разной температуре. А потом проверить экспериментально
Опыт №5: Колбу, закрытую пробкой с трубочкой, в которой находится капелька жидкости, нагревают руками, а затем охлаждают тряпочкой, смоченной холодной водой.
Опыт №6: На чашку весов ставят стакан с холодной и горячей водой. Чашка весов, на которой стоял стаканчик с холодной водой, перевесила.
Опыт №7: Демонстрируется модель броуновского движения.
3.Закрепление изученного материала.
1. Запах березового веника в жаркой бане распространяется быстрее, чем в прохладной комнате. Почему?
2. На каком явлении основано консервирование фруктов и овощей? Почему сладкий сироп приобретает со временем вкус фруктов?
3. На каком физическом явлении основан процесс засолки овощей, рыбы, мяса? В каком случае процесс происходит быстрее – если рассол холодный или горячий?
4.Рефлексия учебной деятельности.
Дабы ты лучше постиг, что тела основные мятутся
В вечном движеньи всегда, припомни, что дна никакого
Нет у Вселенной нигде, и телам изначальным остаться
Негде на месте, раз нет ни конца, ни пределу пространству,
Если безмерно оно и простерто во всех направленьях,
Как я подробно уже доказал на основе разумной.
Тит Лукреций Кар (ок. 99 – 55 гг. до н. э.)
Примечание: под «телами основными» и «телами изначальными» понимаются мельчайшие частицы вещества – атомы и молекулы.
4.Домашнее задание.
