Урок 1. Температура. Способы ее измерения. Различные виды термометров. Температурные шкалы

Цели: дать ввести понятие температуры; познакомить учащихся с различными видами термометров и температурными шкалами.

Побуждать учащихся к преодолению трудностей в процессе умственной деятельности, воспитать интерес к физике.

Приборы и материалы: различные виды термометров

Ход урока

I. Организационный момент

II. Повторение

- Как называются частицы, из которых состоят вещества?

- Какие наблюдения свидетельствуют, что размеры молекул малы?

- Какие явления показывают, что вещества состоят из частиц, раз­деленных промежутками?

Как изменяется объем тела при уменьшении или увеличении расстояния между частицами?

- Что такое диффузия?

- Одинаково ли быстро протекает диффузия в газах, жидкостях и в твердых телах?

- Почему твердые тела и жидкости не распадаются на отдельные молекулы?

- Какие явления указывают на то, что молекулы не только притя­гиваются друг к другу, но и отталкиваются?

- Что вы знаете о молекулах одного и того же вещества? Какие три состояния вещества вы знаете?

Имеются ли различия между молекулами льда, воды, водяного пара?

- Как расположены и как движутся молекулы газа, жидкости и твердые тела?

III. Изучение нового материала

План изложения нового материала:

1. В окружающем мире происходят различные физические явления, ко­торые связаны с нагреванием и охлаждением тел.Словами «холодный», «теплый», «горячий» указывают на различную степень нагретости тела и говорят о различной температуре. Для объективности измерений температуры были созданы различного рода термометры. Нетрудно убедиться, что при повышении температуры газа возраста его давление на стенки сосуда.

2. Опыт показывает, что в основном все твердые тела и жидкости расширяются при повышении температуры. Таким образом, явление теплового расширения тел тоже может быть использовано для измерения температуры.

В повседневной деятельности мы часто встречаемся с понятиями «холодно», «горячо». Однако ощущение тепла и холода является субъективным фактором. В субъективности теплового ощущения учащиеся могут убедиться на следующих опытах:

а) учитель предлагает учащимся левой рукой дотронуться до деревянного предмета (например, стол, стул), а правой - до металлического. Хотя предметы находятся в классе при одной и той же температуре, левая рука ощущает тепло, правая - холод.

Отсюда делается вывод: с помощью ощущений судить о температуре невозможно.

Первый прибор для объективной оценки температуры был изобретен Гали леем в 1592 г. Термоскоп Галилея был очень чувствителен к изменению температуры. Газовые термометры используются в науке в качестве образцовой прибора, по которому градуируются все остальные термометры.

Самое широкое применение на практике приобрели жидкостные термо­метры, в которых для регистрации температуры используется тепловое расширение жидкости. Чаще всего для этих целей используют ртуть или, подкрашенный спирт.

Демонстрируются два термометра, обращают внимание на устройство медицинского термометра, и на диапазон температур. Формулируются пра­вила, обеспечивающие сохранность термометра и правильность измерений.

1) Определить, в каких диапазонах температур можно производить из­мерения с помощью данного термометра.

2) Определить цену деления шкалы и определить, с какой точностью можно измерить температуру с помощью данного термометра.

Совершенствованием термометров занимались много ученых. Каждый из них создавал свою шкалу. Некоторые из этих шкал широко распространялись, другие, наоборот, быстро забылись. В настоящее время в большинстве стран для научных и практических целей используется Международная практическая температурная шкала. За нуль принимается температура плавления льда при нормальном ат­мосферном давлении (101,325 Па). Температуре кипения дистиллирован­ной воды при нормальном атмосферном давлении приписывается значение 100 градусов. Шкала делится на 100 равных частей - градусов, каждый градус можно вновь поделить на равные доли.

Во Франции (и до революции в России) применялась шкала Реомюра, предложенная французским естествоиспытателем Р. Реомюром в 1730 г. В Англии и США до сих пор используется шкала Фаренгейта. Кипение воды по шкале Реомюра равно 80 °R, по шкале Фаренгейта 212 °F. Такой произ­вольный выбор нуля температур существенно усложняет теоретические выводы, приводит к громоздким формулам и ненужным вычислениям.

У. Томсон в .1848 г. (получивший впоследствии за научные заслуги ти­тул лорда Кельвина) предложил ввести новую шкалу температур, которая называется абсолютной. Нулевой уровень -273,15 °С.

Важно отметить, что любое измерение температуры требует времени. Время необходимо для того, чтобы термометр мог войти в состояние теп­лового равновесия с телом, температуру которого мы измеряем.

Фактически термометр показывает собственную температуру, которая в состоянии теплового равновесия равна температуре тела.

IV. Закрепление изученного

- Как меняются размеры твердых тел и жидкостей при изменении их температуры?

- Что мы понимаем под температурой вещества?

- Какие температурные шкалы вам известны?

- Какие точки приняты в качестве основных на шкале Цельсия?

Домашнее задание §

Урок 2. Тепловое движение. Броуновское движение. Диффузия.

Цели: дать понятие теплового движения молекулы; познакомить учащихся с тепловым движением как особым видом движения. Побуждать учащихся к преодолению трудностей в процессе умственной деятельности, воспитать интерес к физике.

Оборудование: духи, кристаллик перманганата калия, колба с водой

Ход урока

I. Организационный момент

II. Проверка домашнего задания

- Что мы понимаем под температурой вещества?

- Какие температурные шкалы вам известны?

- Какие точки приняты в качестве основных на шкале Цельсия?

III. Изучение нового материала

1. Тепловые явления привлекали внимание людей с древнейших времен. Умение добывать огонь и поддерживать его было одним из величайших открытий человечества. Однако для объяснения тепловых явлений, для понимания их сути ученым пришлось затратить немало труда в течение очень длительного времени. (рассказать про две теории воззрения на природу теплоты).

К концу XIX в. известные ученые из разных стран - Д. Джоуль, Р. Клаузиус, Дж. Максвелл, JI. Больцман - сделали окончательный вывод. Тепловые явления они объясняли хаотическим движением
молекул, из которых состоят все тела.

Тепловое движение молекул внутри тела можно сравнить с роем мошек в безветренную погоду. Рой как бы неподвижно висит в воздухе. Внутри же него сотни мошек непрестанно, беспорядочно движутся то вправо, то влево и так по всем направлениям. И в то же время весь рой остается на том же месте и не изменяет своей формы.

Невидимые движения атомов и молекул носят такой же хаотический, беспорядочный характер. Если одни молекулы ушли из объема, то их место заняли другие. Тело же остается неизменным. Каждая молекула беспрестанно меняет свою скорость при столкновениях с другими молекулами. Траектория ее движения представляет собой чрезвычайно запутанную, ломаную линию. Никогда, ни при каких условиях не прекращается невидимое тепловое движение частичек, из которых построен мир.

Беспорядочное движение молекул называют тепловым движением.

Следствием хаотического движения молекул является броунов­ское движение. Названо оно так в честь английского ботаника Р. Броуна, который наблюдал за поведением плавающих в воде спор растений. Он заметил, что крошечные частички спор непре­рывно движутся во всех направлениях. Чем меньше были частички, тем быстрее они двигались. Самым поразительным было то, что движение частичек никогда не прекращалось. Их будто постоянно толкали какие-то невидимые силы. При этом скорость их движения возрастает с повышением температуры.

В чем причина броуновского движения?

Являясь автором открытия такого значительнейшего явления в области естествознания, сделанного в 1827 г., Броун однако не смог объяснить, почему оно происходит.

Правильное, качественное объяснение броуновского движения было дано рядом ученых во второй половине XIX в. Однако полная теория его разработана только в 1905-1906 гг. А. Эйнштейном и М. Смолуховским.

Причиной броуновского движения является тепловое движение молекул среды и их столкновение с броуновской частицей.

Другим следствием беспорядочного движения частиц вещества (молекул, атомов) служит явление диффузии. С этим явлением вы ознакомились в 7 классе. Явление диффузии наблюдается как в газах, так и в жидкостях и твердых телах. Распространение запахов в воздухе, перемешивание различных жидкостей, получение растворов, склеивание твердых тел - все это объясняется диффузией. Диффузия - это явление проникновения молекул одного вещества в промежутки между молекулами другого вещества. (привести примеры диффузии в газах, жидкостях и твердых телах)

Интенсивность диффузии существенно зависит от плотности вещества и скорости хаотичного движения молекул,

IV. Закрепление изученного

Домашнее задание §