"Один опыт я ценю выше тысячи мнений, рождённых воображением” (М.В. Ломоносов)
Дидактическая цель: фазовые переходы на основе молекулярно-кинетической теории.
Задачи урока:
- Закрепление, контроль и углубление знаний учащихся по теме “Свойства жидкостей, газов и твёрдых тел”.
- Воспитание умения работать в группе, правильно формулировать свои мысли, проводить самооценку своих знаний.
- Развитие творческих способностей через создание проблемных ситуаций.
Демонстрации:
- Фрагмент видеофильма “Рост кристаллов”, “Поведение молекул в жидкости, газе и в твердом теле”, “ Плазма”.
- Использованы интерактивные модели (Броуновское движение, диффузия газов, насыщенный пар под крышей при различных температурах, тепловое движение в твердых телах).
- Оборудование для экспериментальных работ.
Ход урока
Вступление учителя
На сегодняшнем уроке мы с вами вспомним фазовые переходы на основе МКТ. Фазовый переход – переход вещества из одного агрегатного состояния в другое. При фазовом переходе скачкообразно изменяется какая-либо физическая величина(плотность, внутренняя энергия). Реализация агрегатного состояния вещества зависит от соотношения кинетической и потенциальной энергии молекул, входящих в его состав.
Учитель. Ребята, давайте вспомним в каких агрегатных состояниях могут находиться вещества ?
Ученик. Различают четыре агрегатных состояния вещества:
- Твердое
- Жидкое
- Газообразное
- Плазменное
Учитель: С тремя состояниями мы уже знакомы . Давайте, вспомним эти состояния вещества.
Учащиеся 1-й группы.
Твердое тело. В земных условиях многие тела находятся в твердом состоянии. Атомы и молекулы твердых тел не могут разорвать связи с ближайшими соседями и колеблются около положения равновесия. Вот почему они сохраняют форму и объем тела. Если соединить центры положения равновесия атомов(молекул) твердого тела, получим правильную пространственную решетку, которая называется кристаллической: Ек << Еп.
Учащиеся 2-й группы.
Жидкости. Молекулы жидкости расположены вплотную друг к другу. Зажатая, между соседними молекулами ,она сталкивается с ними лишь время от , она совершает “перескок” и тут же попадает к новым соседям . Время, которое молекула проводит не колеблясь , называют временем оседлой жизни. С повышением температуры время оседлой жизни уменьшается. Молекулы жидкости находятся близко друг от друга , поэтому, если попытаться сменить объем, даже на малую величину, молекулы деформируются. Поэтому жидкости мало сжимаемы. Жидкости текучи. Под действием внешней силы перескоки происходят преимущественно в направлении ее действия. Жидкости не только текут, но принимают форму сосуда Ек = или < Еп. Из-за непрерывного движения энергия молекулы становится то больше то меньше , поэтому молекулы могут перескакивать.
Учащиеся 3-й группы.
Газ. В газах расстояние между атомами во много раз превышает размеры самих молекул. Газы легко сжимаемы, т.к. при сжатии изменяется лишь расстояние между молекулами. Многочисленные удары о стенки сосуда создают давление газа. Ек > Ер
Учитель.
Плазма. При некоторых видах излучения (рентгеновского, гамма-излучения радиоактивных веществ), а также при очень высоких температурах происходит ионизация газа: часть молекул или атомов теряют свои электроны , и становятся положительно заряженными ионами. Газ может полностью ионизироваться .
Частично или полностью ионизованный газ называется плазмой. Плазма представляет собой смесь ионов и свободных электронов. В целом плазма электрически нейтральна . Если ее поместить в электрическое поле , то возникнет движение заряженных частиц, то есть появится ток. Плазмой является газ в лампах дневного света, неоновых трубках для рекламы. Гигантскими скоплениями плазмы являются звезды , в том числе и Солнце. Плазма – наиболее распространенное состояние вещества в природе.
(видеофрагмент – агрегатные состояния вещества, видеофрагмент – плазма ). Видеофрагменты можно взять у атора.
1. Первое положение МКТ.
Все тела состоят из огромного количества частиц (молекул,атомов или ионов),между которыми есть промежутки. Итак мы с вами вспомнили три важнейших положения, которые лежат в основе молекулярно-кинетической теории.
- Молекула – это мельчайшие частицы вещества.
- Молекулы состоят из атомов.
- У одного и того же вещества молекулы одинаковые.
- У разных веществ молекулы разные.
- При нагревании молекулы вещества увеличиваются в размерах.
- При нагревании вещества увеличиваются промежутки между молекулами.
2. Второе положение МКТ.
Частицы вещества непрерывно и хаотически движутся. (это положение подтверждается существованием диффузии, конденсации, испарения, давления газа на стенки сосуда, броуновским движением и т.д.) Какая группа расскажет про броуновское движение?
3. Третье положение МКТ.
Частицы вещества взаимодействуют друг с другом: притягиваются на небольших расстояниях и отталкиваются, когда эти расстояния уменьшаются.
Учитель. Чтобы закрепить наши знания об основных положениях МКТ, мы с вами должны выполнить следующие задания:
Конкурс “Отгадай кроссворд”
Задача – быстрее решить кроссворд. Для участия в этом конкурсе от каждой команды приглашаются по 2 представителя.
Кроссворд
Поднимитесь по ступенькам этой лестницы-кроссворда, где:
- Важная для тепловых явлений физическая величина. (Температура)
- Понижение температуры. (Охлаждение)
- Процесс превращения твердого тела в жидкость. (Плавление)
- Одно из агрегатных состояний вещества. (Жидкость)
- Один из источников энергии. (Топливо)
- Наглядное изображение зависимостей между величинами. (График)
- Жидкие атмосферные осадки. (Дождь)
- Вид твердого состояния воды. (Снег)
- Газообразное состояние вещества. (Пар)
- Конкурс “Прочитай график!”
Каждая команда получает карточку, на которой изображён график, а рядом вопросы, на которые нужно ответить. Можно пользоваться таблицами в учебнике.
Карточки с заданиями:
рисунок 1.
для первой группы
1. По графику (рис.1) определить:
- Какой процесс изображает график?
- Для какого вещества составлен график?
- Что происходит на участке АВ?
- Что происходит на участке СД?
Рисунок 2.
для второй группы
2. По графику (рис. 2) определить:
- Какой процесс изображает график?
- Какова была температура вещества, когда начали наблюдения?
- Через сколько минут температура перестала расти?
- Какой участок графика соответствует росту внутренней энергии?
Рисунок 3.
для третьей группы
3. По графику (рис.3) определить:
- Для какого вещества составлен график?
- Сколько времени охлаждалось вещество от 20оС до температуры кристаллизации?
- Сколько времени длился процесс кристаллизации?
- О чём говорит участок графика ДЕ?
- Что происходит на участке АВ?
- Что происходит на участке ВС?
- При какой температуре было начато наблюдение?
Для какого вещества составлен график?
Вам было поручено подготовить дополнительный материал по состояниям вещества.
- Состояние чугуна
- От чего зависит точка замерзания и кипения вещества
- Строение воздуха
4. Закрепление темы:
Каждая группа должна с научной точки зрения провести анализ литературного отрывка, прокомментировав физическое явление, соответствующее теме стихотворения.
Задание первой группе.
Все точно в полусне. Над серою водой
Сползает с гор туман , холодный и густой,
Под ним гудит прибой ,зловеще расрастаясь ,
А темных голых скал прибрежная стена,
В дымящийся туман погружена,
Лениво крутится во мгле теряясь.
(И.А. Бунин . "Сумерки".)
Задание второй группе.
А я все гладил снег рукой;
А он все звездами отсвечивал…
На свете нет тоски такой,
Который снес бы бы не излечивал.
Он весь как музыка. Он – весть.
Его безудержность бескрайна.
Ах, этот снег… Не зря в нем есть
Всегда какая-нибудь тайна.
(С.Г. Островой)
Задание третье группе.
Слышу я прирды голос,
Порывающийся крикнуть,
Как и с кем она боролась,
Чтобы из хаоса возникнуть,
Может быть, и не во имя
Обязательноо нам с вами,
Но чтоб стали мы живыми,
Мыслящими существами,
И твердит природы голос:
В нашей власти, в нашей власти,
Чтобы все не раскололись
На бессмысленные части!
(Л.А. Мартынов.)
Подведение итогов
- По результатам работы просим экспертов оценить знания, полученные во время изучения темы. А всех участников – дать оценку самого урока (что понравилось, а что – нет).
- Мы совершили сегодня своеобразное путешествие в мир опытов и наблюдений, приобрели навыки экспериментирования по агрегатным состояниям вещества.
- Для чего нужно знать строение вещества?
Как ответ на этот вопрос читаются слова М.В. Ломоносова, написанные на доске: “Если бы я захотел читать, еще не зная букв, это было бы бессмыслицей. Точно так же, если бы я захотел судить о явлениях природы, не имея никакого представления о началах вещей, это было бы такой же бессмыслицей”.
Знание строения вещества необходимо для того, чтобы понимать все физические явления в природе.
Желаю успехов в изучении предмета “Физика”.