Урок по физике 10 кл
Подготовила:учитель физики Даниярова Куралай Айтказиевна
Запорожская средняя школа
Тема урока: Основные положения молекулярно - кинетической теории и ее опытное подтверждение.
Цели урока:
Образовательные:Учащиеся смогут описывать тепловые явления с помощью статического метода, основанного на молекулярно – кинетических представлениях о строении вещества.
2. Развиваюшаяцель:Убедятся в реальности микромира, возможности его познания, рассмотрят экспериментальные доказательства существования и движения молекул.
3. Воспитательная цель: продолжить работу по воспитанию положительной мотивации к изучению физики, формированию инициативности, уверенности в своих силах.
Методы и приемы, используемые на уроке: различные сочетания словесного, наглядного и практического методов (информационный, репродуктивный, частично-поисковый, проблемный, исследовательский).
Ожидаемые результаты:
Знать:
основные положения молекулярно - кинетической теории и их опытные обоснования; понятия диффузии, броуновского движения.
Уметь:
формулировать гипотезы и делать выводы, решать качественные задачи.
Тип урока: изучение нового материала
Форма урока: комбинированный
Комплексно-методическое обеспечение: мультимедийный проектор, компьютер, экран, колба с покрашенной водой, 2 мензурки со спиртом и водой, мензурка (пустая), раствор аммиака, марганцовка.
Межпредметные связи: химия, информатика
Ход урока
Эпиграф:
Воображение правит миром.
Наполеон 1
Не существует ничего, кроме атомов.
Демокрит
I. Организационный момент (мотивация учебной деятельности)
II Изучение нового материала
Введение в молекулярную физику
Все вы на уроках физики изучали физические явления, такие как механические, электрические и оптические, но кроме этих явлений в окружающем нас мире столь же распространены – тепловые явления. Тепловые явления изучает молекулярная физика. Кроме того, до сегодняшнего дня мы изучали физику так называемых «макроскопических» тел (от греч. – «макрос» - большой). Теперь нас будет интересовать и то, что происходит внутри тел.
Таким образом, мы приступаем к изучению молекулярной физики – будем рассматривать строения и свойства вещества на основе МКТ.
Согласитесь! Мир удивителен и многообразен. Еще с древних времен люди пытались представить его в воображении, на основании фактов, полученных в результате наблюдений или опытов. Сегодня мы с вами вслед за учеными сделаем попытку заглянуть в него.
Историческая справка
Фундаментом МКТ является атомическая гипотеза, что все тела в природе состоят из мельчайших структурных единиц – атомов и молек0 лет назад в Др. Греции зародилась атомическая гипотеза, одним из ее авторов является Демокрит (легенда о Демокрите)
Ещё в V веке до новой эры древнегреческий ученый Демокрит утверждал: «Ничто не существует, кроме атомов и пустого пространства. Всё прочее есть мнение… Атомы бесконечны в числе и бесконечно различны по форме».
В IV веке появилось учение Аристотеля, которое позднее будет поддержано христианской церковью: «Любое тело может делиться до бесконечности».
В 1646 году француз Пьер Гассенди высказал предположение, что атомы объединяются в небольшие группы «молекулы» (от лат. «moles» – масса)
В XVIII веке предположил, что молекула может быть однородной и разнородной и находиться в хаотичном состоянии. В этом же веке Бернулли применил понятие о молекуле для объяснения давления газов.
В 1827 году английский ботаник Броун обнаружил движение спор плауна ( болотного растения), взвешенных в воде.
В 1905 году А. Эйнштейн объяснил броуновское движение некомпенсированными ударами молекул жидкости о частицу.
В 1908 году французский физик Ж. Перрен экспериментально подтвердил теорию броуновского движения.
Формирование основных понятий статистической физики.
Макроскопические тела – это большие тела, состоящие из огромного числа молекул.
Тепловые явления – это явления, связанные с нагреванием или охлаждением тел.
Тепловое движение молекул – это беспорядочное и хаотическое движение молекул.
Формирование основных положений МКТ и их опытное обоснование Основные положения МКТ. Экспериментальное обоснование
Теория была окончательно сформулирована вXIX в. в трудах Европейских ученых.
В основе МКТ строения вещества лежат четыре основных положения.
I положение МКТ (Все тела состоят из вещества)
- В каких агрегатных состояниях могут находиться вещества?
- Приведите примеры.
- Из чего состоит вещество?
( Вещество состоит из частиц)
Вот мы и сформулировали I положение МКТ
Все вещества состоят из частиц(I).
- Из чего состоят частицы?
- Мы сформулировали I положение, но все предположения должны быть доказаны.
Доказательства:
Механическое дробление (мел) (демонстрация опыта)
Растворение вещества (марганцовка, сахар)
Ну, и прямое доказательства – электронные и ионные микроскопы
II положение МКТ
Получим II положение МКТ.
1) Проведем опыт. Насыплем немного марганцовки в колбу с водой. Что мы наблюдаем? (вода постепенно окрашивается)
- Почему вода окрасилась?
2) Что произойдет через некоторое время, если я открою пузырек с пахучим веществом?
- Почувствуем запах.
Вывод: Запах пахучего вещества распространится по всей комнате и перемешается с воздухом.
- Как называется это явление?
- Диффузия
Определение: Диффузия – процесс взаимного проникновения различных веществ, обусловленный тепловым движением молекул.
- В каких телах возникает диффузия?
- Диффузия возникает в газах, жидкостях и твердых телах.
- Приведите примеры диффузии (приводят примеры).
- У каких тел скорость движения молекул будет самой наибольшей? Наименьшей?
-Vгаз>Vжид>Vтв. телах.
Однажды, в 1827г., английский ученый - ботаник Роберт Броун рассматривал в микроскоп взвешенные в воде споры плауна и обнаружил необычное явление: споры плауна без видимых на то причин скачкообразно двигались. Броун наблюдал это движение несколько дней, однако так и не смог дождаться его прекращения. Впоследствии это движение было названо броуновским. (Примеры: муравьи в блюде, игра “Пушбол”, частички пыли и дыма в газе).
Попробуем объяснить это движение. Как вы думаете, в чем причина движения «неживых» частичек?
Объяснить это явление можно, если предположить, что молекулы воды находятся в постоянном, никогда не прекращающемся движении. Они беспорядочно сталкиваются друг с другом. Наталкиваясь на споры, молекулы вызывает их скачкообразные перемещение. Количество ударов молекул о спору с разных сторон не всегда одинаково. Под действием «перевеса» удара с какой– нибудь стороны, спора будет перескакивать с места на место.
Определение: Броуновское движение – тепловое движение взвешенных в жидкости или газе частиц.
Причина движения: удары молекул о частицу не компенсируют друг друга.
II положение МКТ – частицы вещества непрерывно и беспорядочно (хаотически) движутся.
Доказательства:
- Диффузия.
- Броуновское движение.
III положение МКТ
Проведем опыт. В одну мензурку нальем 100 мл воды, а в другую – 100 мл подкрашенного спирта. Перельем жидкости из этих мензурок в третью. Удивительно, но объем смеси получится не 200 мл, а меньше: около 190 мл. Почему же так происходит?
Ученые установили, что вода и спирт состоят из мельчайших частиц, называемых молекулами. Они настолько малы, что не видны даже в микроскоп. Тем не менее известно, что молекулы спирта в 2-3 раза крупнее молекул воды. Поэтому при сливании жидкостей их частицы перемешиваются, и более мелкие частицы воды размещаются в промежутках между более крупными частицами спирта. Заполнение этих промежутков и способствует уменьшению общего объема веществ.
Т. е. между частицами вещества имеются промежутки.
- Скажите пожалуйста, можем ли мы на примере явления диффузии доказать, что между частицами имеются промежутки? (Доказательство)
Итак, III положение МКТ – между частицами вещества имеются промежутки
IV. положение МКТ
Мы знаем, что тела и вещества состоят из отдельных частиц, между которыми есть промежутки. Почему же тогда тела не рассыпаются на отдельные частицы, подобно гороху в разорвавшемся пакете?
Опыт. Смачиваю две стеклянные пластинки и прижимаю их друг к другу. После пытаюсь их отсоединить, для этого прилагаю некоторые усилия.
Частицы веществ способны отталкиваться друг от друга. Это подтверждается тем, что жидкие, а особенно твердые тела очень трудно сжать. Например, чтобы сдавить резиновый ластик, требуется значительная сила! Ластик гораздо легче изогнуть, чем сдавить.
Притяжение или отталкивание частиц веществ возникает лишь в том случае, если они находятся в непосредственной близости. На расстояниях, чуть больших размеров самих частиц, они притягиваются. На расстояниях, меньших размеров частиц, они отталкиваются. Если же поверхности тел удалены на расстояние, заметно большее, чем размер частиц, то взаимодействие между ними не проявляется никак.
Возникновение силы упругости. Сжимая или растягивая, изгибая или скручивая тело, мы сближаем или удаляем его частицы. Поэтому междуними возникают силы притяжения-отталкивания, которые мы и объединяем термином "сила упругости".
Взгляните на рисунок. На нем мы условно изобразили частицы резины изгибаемого ластика. Вы видите, что около верхней грани ластика частицы резины сближаются друг с другом. Это приводит к возникновению между ними сил отталкивания. Вблизи нижней грани ластика частицы удаляются друг от друга, что приводит к возникновению между ними сил притяжения. В результате их действия ластик стремится выпрямиться, то есть вернуться в недеформированное состояние. Другими словами, в ластике возникает сила упругости, направленная противоположно силе, вызвавшей деформацию.
Вывод: Частицы притягиваются и отталкиваются.
- Сформулируйте IV положение МКТ
Частицы, взаимодействуют друг с другом, притягиваются и отталкиваются
Опытные обоснования:
- склеивание;
- смачивание;
- твердые тела и жидкости трудно сжать, деформация.
Если бы между молекулами не существовало сил притяжения, то вещество бы при любых условиях находилось в газообразном состоянии, только благодаря силам притяжения молекулы могут удерживаться около друг друга и образовывать жидкости и твердые тела.
Если бы не было сил отталкивания, то мы свободно могли бы проткнуть пальцем толстую стальную плиту. Более того, без проявления сил отталкивания вещество не могло бы существовать. Молекулы проникли бы друг в друга и сжались бы до объема одной молекулы.
Вывод:
- силы притяжения и отталкивания действуют одновременно; силы имеют электромагнитную природу.
III. Закрепление: Обобщение и проверка качества усвоения знаний, умений и навыков (6 мин.): Самостоятельная работа Эксперимент - исследование.
Карточка – консультант
I вариант
Опыт № 3.
Оборудование: картофель, нож, гранулы перманганата калия
Ход работы:
1. Возьмите плод картофеля и сделайте на нем надрез.
2. На место надреза добавляем гранулы перманганата калия
Что наблюдаем?
Вывод:
1.Кто является основоположником МКТ?
2. Сформулируйте 1 положение МКТ и что его доказывает?
3.Какие опытные факты подтверждают III положение МКТ?
4.Что называют диффузией?
5. Как можно объяснить исчезновение дыма в воздухе?
II вариант
Опыт № 2.Оборудование: пробирка № 4 (вата, смоченная раствором спирта)
Ход работы:
1. Возьмите пробирку № 4 и откройте ее.
Что чувствуем?
2. Расшифруйте запись М - К - Т -
3. Сформулируйте 2 положение МКТ и, какое явление его доказывает?
4.Какие опытные факты подтверждают IV положение МКТ?
5.Какое движение называют броуновским?
6. Почему сахар и другие пористые продукты нельзя хранить вблизи пахучих веществ?
Экспериментальные доказательства: дробление, растворение, диффузия, изменение объема тела при нагревании и охлаждении – косвенные доказательства, фотографии молекул в электронном микроскопе – прямое доказательства.
Демонстрации:
Распространение запаха (туалетная вода)
Растворение молока в стакане чая
Возможность разделить тело на части (вода, твердое тело)
Изменение общего объема при смешивании воды и спирта (+ модель – смешивание круглых бусин и мелкого пшена)
Молекула – это мельчайшая частица вещества, обладающая его химическими свойствами.
Молекулы химического вещества могут быть простыми и сложными и состоять из одного или нескольких атомов.
IV. Рефлексия
Заполнение листа самооценки. Разместить смайлик на соответствующей ступеньке.
Лист самооценки
ФИО учащегося__________________________________________ 10 класс
Подведение итогов урока:
Американский физик Рейман считал, что если человечество и плоды его трудов исчезнут и для будущих поколений разрешено будет оставить одну фразу, то это будет следующее:
Вещество состоит из частиц; 2. Частицы движутся; 3. Частицы взаимодействуют между собой.
Домашнее задание: §4.1, упр. 8 № 1.
