Основні положення атомно-молекулярного вчення про будову речовини.

Мета.

Навчальна. Ознайомити з основними положеннями атомно-молекулярного вчення про будову речовини. Ввести поняття дифузії.

Розвиваюча. Розвивати просторову уяву, фізичну компетентність учнів.

Виховна. Викликати цікавість до оточуючого світу. Формувати навички дотримання правил безпеки у кабінеті фізики.

Тип уроку. Урок засвоєння нових знань.

Дидактичні матеріали:

• Підручник. Фізика 7 клас, Бар'яхтар В. Г. Довгий С. О., видавництво "Ранок"
• Демонстрація. Об’єм суміші  ( по 0,5 склянки гороху, пшона).
• Демонстрація. Залежність швидкості протікання дифузії від температури (мірний циліндр з холодною водою, мірний циліндр з гарячою водою, водний розчин перманганату калію).
• Демонстрація. Злипання свинцевих циліндрів (свинцеві циліндри, струг, штатив з муфтою, набір важків)
• Демонстрація. Міжмолекулярне відштовхування (шприц без голки, склянка з водою).  
• Відео.  Дифузія (Час показу 1:19 хв.)
• Відео. Дифузія в природі і техніці (Час показу 19:37 хв.)
• Відео. Злипання свинцевих циліндрів (Час показу 1:00 хв.)
• Відео. Дії зі стандартними числами (Час показу 4:05 хв)

План

Хід уроку

1. Організаційний момент. Актуалізація опорних знань.

 Перевірка домашнього завдання.

Впіймай слово. Вчитель називає слова, що означають фізичні тіла, речовини, явища. Якщо названо фізичне тіло - учні плескають в долоні, якщо речовина - хитають головою вправо-вліво, якщо фізичне явище - присідають і встають.

2.  Основні положення атомно-молекулярного вчення про будову речовини.

 Основні положення атомно-молекулярного вчення про будову речовини:

1) всі тіла складаються з молекул чи атомів;

Як ви вважаєте: якщо змішати 100 мл води та 100 мл спирту, яким буде об’єм суміші? 

Насправді, він буде меншим, ніж 200 мл. Річ у тім, що між молекулами існують проміж­ки і в ході змішування рідин молекули води потрапляють у проміжки між молекулами спирту. Цей дослід добре візуально моделюється за допомогою пшона та гороху.

2) частинки, з яких складаються тіла, перебувають у безперервному хаотичному русі;

Частинки, з яких складається речовина, рухаються завжди, незалежно від того, у якому стані ця речовина:

• газоподібному;

• рідкому;

• твердому.

 Проникнення частинок однієї речовини у проміжки між частинками іншої внаслідок їх хаотичного (безладного) руху називається дифузією.

Найшвидше дифузія відбувається в газах, повільніше - у рідинах, найповільніше у твердих тілах.

Відео.  Дифузія (Час показу 1:19 хв.)

• Симуляція.  Дифузія

Інтенсивність руху частинок, а отже і швидкість протікання дифузії зростає зі збільшенням температури.

Дифузія дуже розповсюджене явище, яке відіграє велику роль у функціонуванні живих організмів. Завдяки процесам дифузії відбувається обмін речовин у клітинах.

Дифузія широко використовуються у техніці. Наприклад, вибіркове перенесення певних компонентів у пори речовини. Дифузія має особливе значення в шахтах, де вона сприяє рівномірному розподілу шкідливих газів в атмосфері гірничих виробок, попередженню їх небезпечних скупчень. Суттєве значення відіграє дифузія в технологічних процесах при застосуванні реагентів.

Відео. Дифузія в природі і техніці (Час показу 19:37 хв.)

Дифузія є одним із доказів безперервного хаотичного руху частинок речовини.

Безперервний хаотичний рух частинок речовини називають тепловим рухом, оскільки збільшення (зменшення) температури речовини спричиняє збільшення (зменшення) середньої швидкості руху її частинок.

3) частинки, з яких складаються тіла, взаємодіють між собою. Ми з’ясували, що молекули перебувають у безперервному хаотичному русі.

Чому молекули не розлітаються навсібіч?

Понад те, тіла не тільки не розсипаються на окремі молекули, а навпаки, щоб їх розтягти, зламати, розірвати, потрібно докласти зусиль. Причина криється в притяганні між молекулами.

Саме завдяки міжмолекулярному притяганню тверді тіла зберігають свою форму, рідина збирається в краплини, клей прилипає до паперу, розтягнута пружина набуває вихідної форми. 

Якщо між молекулами є притягання, то чому розбита чашка не стає цілою після того, як її уламки притиснуть один до одного?

Пояснити це можна тим, що міжмолекулярне притягання стає помітним тільки на дуже малих відстанях — таких, які можна порівняти з розмірами самих частинок. Коли ми притискаємо один до одного уламки чашки, то через нерівність поверхні на зазначені відстані зближується незначна кількість молекул. А відстань між більшою їх частиною залишається такою, що молекули майже не взаємодіють.

Проте, якщо два шматочки пластиліну притиснути один до одного, вони з'єднуються.

Занурте у воду скляну пластинку, вийнявши її побачите, що вона вкрита краплями води. Це свідчення того, що між молекулами існують сили притягання, які діють на дуже малих відстанях, зокрема таких, як розміри самих молекул.

Якщо притиснути один до одного свіжими зрізами два свинцеві циліндри, то вони також злипнуться, до них навіть можна буде причепити вантаж масою у кілька кілограмів.

Відео. Злипання свинцевих циліндрів (Час показу 1:00 хв.)

А тепер спробуйте стиснути, наприклад, закриту пластикову пляшку, доверху заповнену водою, або монетку — ви відчуєте, що зробити це без додаткових засобів неможливо. Річ у тім, що молекули не тільки притягуються одна до одної, але й відштовхуються. Зазвичай у рідинах і твердих тілах притягання врівноважується відштовхуванням. Але якщо стискати рідину або тверде тіло, то відстань між молекулами зменшується й міжмолекулярне відштовхування стане сильнішим, ніж притягання.

Для демонстрації візьмемо шприц без голки. Закриємо отвір пальцем і будемо тиснути на поршень. Повітря стискається. Наберемо у шприц води і повторимо дослід. Хоч би які зусилля ми прикладали, стиснути воду неможливо.

Між молекулами (атомами), з яких складаються тіла, існують сили взаємодії - притягання та відштовхування. Міжмолекулярна взаємодія проявляється тільки на дуже малих відстанях, що співрозмірні з розмірами атомів чи молекул.

Відео. Основні положення атомно-молекулярного вчення. Початкові відомості про будову атома.

3. Запитання до уроку.

Запитання 04.1. Як можна довести, що між частинками речовини існують проміжки?

Запитання 04.2. Що називають тепловим рухом?

Запитання 04.3. Дайте визначення дифузії та наведіть приклади.

Запитання 04.4. За яких умов притягання між молекулами (атомами, йонами) стає помітним?

Запитання 04.5. Сформулюйте основні положення атомно-молекулярного вчення про будову речовини.

Запитання 04.6. Чому змочені водою скляні пластинки злипаються?

Запитання 04.7. Чому для того, щоб розірвати нитку, потрібно докласти зусиль?

Запитання 04.8. Чому із двох уламків лінійки неможливо без сторонніх засобів отримати єдине ціле?

Запитання 04.9. Чому тверді тіла та рідини не розпадаються на окремі частинки? 

4. Домашнє завдання.

Підручник: §2.

Усне опитування по запитаннях до уроку.

Підготуватися до тестування №2. Будова речовини (Уроки 03 - 04). 

5. Перевір себе.

6. Для допитливих.

Розширюємо кругозір. Про змішування спирту з водою. Дмитро Іванович Менделєєв у 1865 році захистив дисертацію на тему «О  соединении  спирта с водой». У ній він розглянув аномалію, що об’єм водно спиртових розчинів не дорівнює сумарному об’єму змішуваних води і спирту. Виявилося, що залежність зменшення об’єму нелінійна і не має єдиного строгого наукового пояснення. Молекули води і спирту мають різну величину, але обидві здатні утворювати досить сильні водневі зв’язки. При утворенні розчину одні водневі зв’язки руйнуються, а інші  утворюються. Самі ж молекули розміщуються щільніше, що дає змогу зменшити сумарний об’єм суміші. Можна провести візуальну аналогію з тим, що якщо змішати вміст банки з тенісними м’ячиками та вміст банки з горохом, то сумарний об’єм суміші буде меншим, ніж об’єм двох банок, оскільки горох займе простір між тенісними м’ячиками.