Методическая разработка урока по физике "Движение частиц вещества. Броуновское движение. Диффузия. Силы взаимодействия молекул"
методическая разработка по физике (10 класс) на тему

для учителя:

для учащихся:

- ПК;

- мультимедийный проектор;

-  презентация;

- колба с водой;

- освежитель воздуха;

- кристаллики калия перманганата.

- учебник;

- тетрадь;

- линейка;

- ручка;

- секундомер;

- карандаш.

 1. Организационный  момент.

 2. Актуализация знаний

 3. Изучение нового материала.    

          - Подготовительная работа.

          - Ознакомление.

 4. Закрепление  изученного материала.

 5. Итог урока.

1

10

1

18

10

5

Этапы урока

Деятельность учителя

Деятельность обучающихся

Примечание

1.Организационный момент

 Еще с древних времен люди пытались представить мир в воображении, на основании фактов, полученных в результате наблюдений или опытов. Сегодня мы с вами вслед за учеными сделаем попытку заглянуть в него. Запишите тему нашего урока: «Движение частиц вещества. Броуновское движение. Диффузия. Силы взаимодействия молекул».

Записывают тему урока в тетрадь.

2.Актуализация знаний

1. Сформулировать основные положения МКТ.

2. Что называют относительной молекулярной массой (формула, определения)?

3. Определить молярную массу углекислого газа СО2?

4. Что такое молекула?

5. Что такое атом?

6. Какова порядковая величина диаметра и массы молекул?

7. Что называют количеством вещества (формула, единица)?

8. Дать определение единицы количества вещества.

Обучающиеся отвечают на вопросы по желанию или по просьбе учителя.

Задание №3 выполняется у доски.

3.Изучение нового материала.

Тепловое движение молекул.

Молекулярно-кинетическая теория (МКТ) занимается изучением свойств веществ, основываясь при этом на представлениях о частицах вещества.

Беспорядочное (хаотичное) движение атомов и молекул в веществе называют тепловым движением, потому что скорость движения частиц увеличивается с ростом температуры. Экспериментальным подтверждением непрерывного движения атомов и молекул в веществе является броуновское движение и диффузия.

Записывают в тетрадь определение  -тепловое движение молекул.

Броуновское движение

Броуновское движение - непрерывное хаотичное движение частиц, помещенных в жидкость или газ.

Броуновское движение - это тепловое движение мельчайших частиц, взвешенных в жидкости или газе. Оно было открыто английским ботаником Броуном (1827 г.) и явилось наглядным доказательством хаотичного молекулярного движения.

Причина: Броуновские частицы движутся под влиянием ударов молекул. Из-за хаотичности теплового движения молекул, эти удары никогда не уравновешивают друг друга. В результате скорость броуновской частицы беспорядочно меняется по величине и направлению, а ее траектория представляет собой сложную зигзагообразную линию.

Молекулярно-кинетическая теория броуновского движения была создана А. Эйнштейном (1905 г.)

Особенности броуновского движения:

1) броуновские частицы совершают непрерывное хаотическое движение, интенсивность которого зависит от температуры и от размеров броуновской частицы;

2) траектория движения броуновской частицы очень сложная, не зависит от природы вещества частиц и внешних условий.

3) особенно странная и непривычная черта явления - броуновское движение никогда не останавливается, его можно наблюдать днями, месяцами, годами: Другими словами, оно вечно и самопроизвольно. Наблюдения показывают, что броуновское движение никогда не прекращается. В капле воды (если не давать ей высохнуть) движение крупинок можно наблюдать в течение многих дней, месяцев, лет. Оно не прекращается ни летом, ни зимой, ни днем, ни ночью. В кусках кварца, пролежавшего в земле тысячи лет, попадаются иногда капельки воды, замурованные в нем. В этих капельках тоже наблюдали броуновское движение плавающих в воде частиц.

Сейчас мы посмотрим фрагмент анимации «Броуновское движение».

Примеры броуновского движения. Ребята, а какие примеры броуновского движения вы можете привести?

Записывают в тетрадь определение – броуновское движение.

Приводят примеры броуновского движения: муравьи в блюде, частички пыли и дыма в газе, "ёжик в тумане".

Диффузия

Я разбрызгиваю молекулы пахучего вещества на доску, вы с помощью секундомера определяете время распространения аромата до вашей парты. Затем, зная расстояние от доски до парты,  рассчитайте скорость молекул. Какая величина у вас получилась?

А почему разные результаты?

Согласна. Но  ученые тоже измерили скорость движения молекул. У них получилась величина примерно 400-500 м/с. Кто ошибся?

Но почему? Мы, вроде бы, все верно сделали.

Явление самопроизвольного проникновения частиц одного вещества в другое вещество принято называть диффузией.

При этом вещества перемешиваются.

Почему же газы или жидкости перемешиваются, хотя их никто специально не перемешивает?

Это можно объяснить, если вспомнить, что все вещества состоят из частиц, и между частицами есть промежутки. Раз газы или жидкости перемешиваются сами собой, значит, частицы вещества все время движутся, движутся беспорядочно, во всех направлениях. Это движение частиц и есть причина перемешивания двух веществ.

Диффузией также называется процесс самопроизвольного выравнивания концентраций молекул жидкости или газа в различных частях объема. Диффузия стремится приблизить систему к состоянию термодинамического равновесия.

Скорость диффузии сильно зависит от длины свободного пробега молекул, то есть от среднего расстояния, которое пролетают молекулы между двумя последовательными соударениями с другими молекулами.

Диффузия может происходить не только в газах, но и в жидкостях, и в твердых телах. Причем, диффузия газов происходит очень быстро, а диффузия твердых тел очень медленно. Опыты показывают: чем выше температура, тем диффузия происходит быстрее.

Проведем опыт с водой кристаллики калия перманганата. Приведите примеры диффузии. 

При помощи секундомера измеряют время и по формуле пройденного пути рассчитывают скорость движения молекул.

Записывают определение в тетрадь.

Двое обучающихся выполняют опыты у доски.

Приводят примеры диффузии.

Силы взаимодействия молекул.

 Молекула - сложная система, состоящая из заряженных частиц (электронов и ядер).

Если бы между молекулами не существовало сил притяжения, то все тела при любых условиях находились бы только газообразном состоянии. Но одни силы притяжения не могут обеспечить существования устойчивых образований из атомов и молекул. На очень малых расстояниях между молекулами обязательно действуют силы отталкивания.

Если расстояние между молекулами увеличить, то происходит электрическое взаимодействие электронов и ядер, увеличиваются силы притяжения

Если расстояние между молекулами уменьшить (r>> 0),то силы притяжения уменьшаются.

4.Закрепление изученного

Решить задачи:

5.Итог урока

Домашнее задание: §60-61, прочитать. Заполнить таблицу "Основные положения молекулярно-кинетической теории". Приложение 1.

Подведем итог урока. Что нового вы узнали? Какой общий вывод можно сделать из нашего урока?

Обучающиеся выссказывают свое мнение, о том что нового они узнали, какими  знаниями  полученными  на уроке смогут воспользываться в повседневной жизни.

Основные положения МКТ

Ученые, которые развивали эти идеи

Количественные характеристики, формулы, графики, относящиеся к данному положению

Наблюдения и опытные доказательства

Вещество состоит из мельчайших частиц (атомов, молекул)

Демокрит,

М.В. Ломоносов,

Ж.Перрен

mат∼ 10-27 кг

(mатН2 = 46,5⋅10-27 кг)

Dмолекул ∼ (0,2-0,3)⋅10-9 м

Nгаза в 1 см3 = 2,69⋅10-19

NА= 6,02⋅1023 моль-1

1.Делимость вещества

2. Наблюдение крупных молекул в электронном микроскопе

3. Наблюдение формы и строения молекул с помощью радиоспектроскопического метода

Все частицы непрерывно хаотически движутся

М.В. Ломоносов,

Р. Броун,

Л. Больцман,

Р.Клаузиус,

Дж.Максвелл,

Ж.Перрен,

А.Эйнштейн

в интервале 0-200°С

длина свободного пробега в воздухе при 760 ммрт.ст.

λ = 62⋅10-9 м

число столкновений молекулы воздуха с другими за 1 с N∼7,5⋅109

1.Броуновское движение

2. Диффузия

Частицы взаимодействуют друг с другом

1. Для нарушения целостности тела требуются усилия

2. Невозможность соединения сломанных частей твердого тела

3. Упругость тел при сжатии