Тема урока:

Возникновение атомистической гипотезы строения вещества и ее экспериментальные доказательства. Основные положения молекулярно-кинетической теории" Интегрированный урок по дисциплинам: физика и информатика.

Цели урока:

Образовательные:

• сформулировать основные положения МКТ;

• раскрыть научное и мировоззренческое значение броуновского движения;

• установить характер зависимости сил притяжения и отталкивания от расстояния между молекулами;

• учиться решать качественные задачи;

Развивающие:
развивать:

• умение применять знания теории на практике;

• наблюдательность, самостоятельность;

• мышление учащихся посредством логических учебных действий.

Воспитательные:

• продолжить формирование представлений о единстве и взаимосвязи явлений природы.

Планируемые результаты:

Знать:

• основные положения молекулярно кинетической теории и их опытные обоснования; понятия диффузии, броуновского движения.

Уметь:

• формулировать гипотезы и делать выводы, решать качественные задачи.

• объяснять и описывать физические явления: диффузия, броуновское движение, молекулярное взаимодействие (притяжение и отталкивание)

Тип урока: изучение нового материала

Форма урока: комбинированный

Комплексно-методическое обеспечение: мультимедийный проектор, компьютер, экран. Мел, предметное стекло, лопатка, перманганат калия, сахар, горячая и холодная вода, молоко, стеклянные пластины, манная крупа, пружина.

Методы обучения:

• словесные

• наглядные

• практические

• проблемные (вопросы)

Межпредметные связи:

• химия

• информатика

• х./л

Ход урока:

Тема: Возникновение атомистической гипотезы строения вещества и ее экспериментальные доказательства. Основные положения молекулярно-кинетической теории. Слайд №1

Эпиграф (на доске):

Ничто не существует, кроме атомов

и пустого пространства.
Демокрит

Воображение правит миром.
Наполеон 1

I Организационный момент (мотивация учебной деятельности).

1. Проблемная ситуация: Рука золотой статуи в древнегреческом храме, которую целовали прихожане, за десятки лет заметно похудела. Священники в панике: кто мог посягнуть на святое? Или это чудо, знамение?

2. Проблемная ситуация: Износ обуви, углубление в ступеньках древних лестниц, притирание локтей пиджаков, брюк…. Не наводят ли эти будничные явления на глубокие научные размышления? Какие?

Ибо все вещи, как мы замечаем, становятся меньше

И как бы тают они в течение долгого века.

И похищает их ветхость из наших очей незаметно…

Лукреций Кар. ( 99 - 55 гг. до н.э).
Я задаю проблему: из чего состоят окружающие нас предметы, тела?

Из молекул и атомов. Это предоставляется нам сейчас очевидной истиной.

Вторая проблема: на основании чего вы можете утверждать это? ( наблюдения, опыты, эксперименты).

Мысль о том, что все тела не сплошные, а дискретны, т.е. состоят из молекул и атомов, и эти частицы могут быть различны, высказывали еще в Древней Греции, такие ученые как Демокрит, Эпикур, Левкипп.

Третья проблема: на чем основывали свои убеждения мыслители Древнего мира?

(наблюдения опыты, эксперименты).

Запахи мы обоняем различного рода,

Хоть и не видим совсем, как в ноздри

они проникают…

Но это все обладает, однако,

телесной природой,

Если способно оно приводить наши

чувства в движенье:

Ведь осязать, как и быть осязаемым,

тело лишь может...

Сегодня мы с вами вслед за учеными сделаем попытку заглянуть в мир частиц, который называют микромиром.

2. Введение в молекулярную физику

Я. Из этих строк, что следует?

Наблюдение за природными явлениям: распространение запахов, испарение жидкостей, дробление, и т.п., дали основания для возникновения атомистического учения. Однако более 20 веков оно оставалось лишь гипотезой, у которой были и сторонники и противники.

Будучи семиклассниками, мы изучали мир молекул и атомов, следовательно, основываясь на ранее изученном материале, а так же полагаясь на свой жизненный опыт, мы продолжим изучения данного вопроса, опираясь на научные данные. Мы приступаем к изучению молекулярной физики - рассматриваем строения и свойства вещества на основе МКТ

А знаете ли вы, что убежденным атомистом был наш? … М.Ломоносов. слайд № 7 именно он на основе своей корпускулярной (корпускула - частица или молекула) теории объяснил явления испарения, плавления, теплопроводности.

Лишь 19 в. атомно-молекулярная теория была подтверждена экспериментально.

III. Изучение нового материала

Я. Ставлю еще одну проблему: Каковы же представления о строении вещества с точки зрения МКТ?

В основе МКТ строения вещества лежат три основных положения. (слайд № 5)

Стр. 106 Тихомирова. Яворский.

Тема урока: «Возникновение атомистической гипотезы строения вещества и ее экспериментальные доказательства. Основные положения молекулярно-кинетической теории»

Цели: (слайд 6)

• сформулировать основные положения МКТ;

• раскрыть научное и мировоззренческое значение броуновского движения;

• установить характер зависимости сил притяжения и отталкивания от расстояния между молекулами.

• раскрыть научное и мировоззренческое значение явлению диффузия.

Опытная проверка основных положение МКТ слайд №7

1.Любое вещество состоит из мельчайших частиц (молекул и атомов), между которыми есть промежутки.

2. Частицы вещества находятся в непрерывном хаотическом движении;

3. Частицы взаимодействуют друг с другом.

Проверим эти положения экспериментом: 10 минут

(Работа в парах постоянного состава)

1. Механическое дробление (мел) - первая группа; (здесь анализ строк Лукреция Кара:

И наконец, на морском берегу,

Развивающем волны,

Платье сыреет всегда, а на солнце вися,

оно сохнет;

Видеть, однако, нельзя, как влага на нем

оседает,

Как и не видно того, как она исчезает

от зноя.

Значит, дробится вода на такие

мельчайшие части,

Что не доступны они совершенно

для нашего взгляда.

2.Растворение вещества (марганцовка, сахар) - вторая группа;

3. Распространение запахов духов (диффузия) - четвертая группа; (здесь анализ строк из поэмы Л.Кара: Вот посмотри: всякий раз, когда солнечный свет проникает в наши жилища и мрак прорезает своими лучами, множества маленьких тел, в пустоте ты увидишь, мелькая, мечутся взад и вперед в лучистом сиянии света. Будто бы в вечной борьбе они бьются в сраженьях и битвах, в схватки бросаются вдруг по отрядам, не зная покоя…).

4. Сжатие и растяжение тел (пружина) и взаимодействие двух пластин - третья группа

5.Броуновское движение - пятая группа. Показать на слайде, что наблюдали: слайд № 777

7.Определение примерное размеров малых тел. Сделать расчет.

( Если бы размер молекулы увеличить до размера точки в конце предложения в книге, то толщина человеческого волоса стала бы равна 40м, а человек, стоя на поверхности Земли, упирался бы головою в Луну !).

8. Объединяются группы, кто выполнял эксперимент с диффузией жидкости и газов, и сравнивают скорость распространения веществ в Ж и Тв.т. - это распылить духи и подсчитать скорость, нужны часы и линейка).

Тем временем мы анализируем опыты: Опыт №1 и Опыт №2.

Опыт №1: Нагреваем стальной шарик, который в не нагретом состоянии спокойно проходит сквозь стальное кольцо. После нагревания шарик застревает в кольце. Остыв, шарик проваливается в кольцо. Слайд № 9

Вывод: При нагревании стальной шарик расширяется (увеличивается в объеме), а при охлаждении сужается (уменьшается в объеме). Почему?

Опыт №2: горячая вода + краситель. Слайд № 9

Холодная вода.

А если горячая вода? Почему?

Вывод: Газы, жидкости и твердые тела при нагревании расширяются, а при охлаждении уменьшаются в объеме. Т.к. все вещества состоят из частиц- молекул, атомов, м/у которыми существуют промежутки. Слайд № 9

Ну, и прямое доказательства молекулярного строения вещества - электронные и ионные микроскопы.

Слайд № 11

Подведем итоги проделанной работы:

Доказательством существования молекул (атомов) является:

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

• Процесс самопроизвольного выравнивания концентраций молекул жидкости или газа в различных частях объема.

• Диффузия стремится приблизить систему к состоянию термодинамического равновесия

• Вещества состоят из частиц, и между частицами есть промежутки. Газы или жидкости перемешиваются сами собой, значит, частицы вещества все время движутся, движутся беспорядочно, во всех направлениях.

• 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.

• Диффузия газов происходит очень быстро, а диффузия твердых тел очень медленно.

• Чем выше температура, тем диффузия происходит быстрее.

Диффузия - процесс взаимного проникновения различных веществ, обусловленный тепловым движением молекул (слайд 13).
Рассмотрим модель диффузии (слайд 13) и видеоролик.

2.Самое очевидное доказательство движения молекул можно получить, наблюдая в микроскоп мельчайшие взвешенные в воде частицы какого-либо твердого вещества. Эти частицы совершают беспорядочное движение, которое называют броуновское.

Определение: Броуновское движение - тепловое движение взвешенных в жидкости или газе частиц.

Было открыто 1827г. Робертом Броуном. Он рассматривал в микроскопе взвешенные в воде споры плауна Примеры: муравьи в блюде, игра "Пушбол", частички пыли и дыма в газе.Рассмотрим броуновскую частицу и траекторию движения частицы (слайд 1 2)

Характер движения зависит от:

• Вида жидкости;

• Размера и формы частиц;

• температуры;

Причина движения: удары молекул о частицу не компенсируют друг друга.

Рассмотрим модель броуновского движения (слайд 16).

3. Частицы, взаимодействуют друг с другом, притягиваются и отталкиваются. Пружина - растягиваю и сжимаю. Частицы притягиваются и отталкиваются. Смачиваю две стеклянные пластинки и прижимаю их друг к другу. После пытаюсь их отсоединить, для этого прилагаю некоторые усилия. Частицы притягиваются друг к другу.

Опытные обоснования:
- склеивание;
- смачивание;
- твердые тела и жидкости трудно сжать.

(слайд 13).

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. Следовательно:

1. силы притяжения и отталкивания действуют одновременно;

2. силы имеют электромагнитную природу.

Теперь рассмотрим, как меняется характер зависимости сил притяжения и отталкивания от расстояния между молекулами (рис.6). Для этого рассмотрим две молекулы (слайд 14), где r₀-расстояние между центрами частиц, d-сумма радиусов взаимодействующих частиц. Рассмотрим график зависимости сил взаимодействия (слайд 14).

слайд № 15 (слайд 16)

Общий вывод:

- Основываясь на научны факты, мы проверили:

- все тела и вещества состоят из молекул и атомов, между которыми есть промежутки;

- частицы непрерывно и хаотически движутся;

- частицы взаимодействуют друг с другом.

Рефлексия учебной деятельности (слайд 17)

Дабы ты лучше постиг, что тела основные мятутся
В вечном движении 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.

Решение качественных задач (закрепление - контроль) (слайд 18)

Карточка № 1 Задача (группа постоянного состава).

Отбирая продукты для путешествия, герои книги Д.К. Джером Трое в лодке не считая собаки, решили не брать с собой сыр: «… у нас будет печенье, холодное мясо, хлеб с маслом и варенье - но ни крошки сыра. Сыр как и керосин, слишком много о себе воображает. … Вы не можете сказать в точности - едите вы яблочный пирог, или сосиски с капустой, или клубнику со сливками. Все это кажется сыром. …

Объясните на основе МКТ, почему сыр становится «хозяином положения»?

Карточка № 2

Вот посмотри: всякий раз, когда солнечный свет проникает в наши жилища и мрак прорезает своими лучами, множества маленьких тел, в пустоте ты увидишь, мелькая, мечутся взад и вперед в лучистом сиянии света. Будто бы в вечной борьбе они бьются в сраженьях и битвах, в схватки бросаются вдруг по отрядам, не зная покоя…

Объяснить явление?

Закрепление 5 минут. К/С.

1. Из сырого дерева выточили два шара. Поверхность одного из них покрыли спиртовым лаком. Почему шар, поверхность которого не покрывали лаком, через некоторое время растрескался, а шар покрытый лаком остался целым?

2. В каком случае процесс засолки происходит быстрее - если рассол холодный или горячий?

3. Почему сладкий сироп приобретает со временем вкус фруктов?

4. Как вы думаете, что может произойти в результате ядерной войны?

5. Почему когда чертят мелом по классной доске, то частички его остаются на ней?

6. В микроскопе изучают микроорганизмы. Наблюдается ли при этом их броуновское движение?

7. Почему сахар и другие пористые продукты нельзя хранить вблизи пахучих веществ?

Итоги урока:

Домашние задание:

9