Головна » Фізика

Рух і взаємодія атомів і молекул. Залежність швидкості руху атомів і молекул від температури тіла

Мета: Залежність характеру руху молекул від взаємодії. Дати учням знання про взаємодію молекул і сформулювати поняття дифузії,  поглибити знання учнів про рух молекул, встановити залежність швидкості дифузії від температури;  Вивчити негативний вплив шкідливих речовин на людину внаслідок дифузії й шляхи запобігання негативним наслідкам цього. Розвивати вміння учнів пояснити фізичні явища; Виховувати старанність і самостійність під час роботи; Розвивати практичні навички та інтерес до фізики.

Тип уроку: комбінований.

Обладнання: склянки з водою кімнатної температури, скляні пластинки, скляні палички, динамометр,  марганцівка, чорнила, пінцети, ароматична паличка, нитка, скоч, сірники, п’яти кубовий шприц без голок, фрагменти відеофільму «Дифузія», комп’ютер, мультимедійна установка.   

Хід уроку:

І. Організація класу.

ІІ. Перевірка домашнього завдання.

ІІІ. Актуалізація опорних знань:

Що таке речовина.
Яка будова речовини?
Яку частину називають молекулою?
Що є найменшою частиною речовини?
Чи є атом неподільним?
В яких станах може перебувати речовина?
Чим відрізняється речовини у різних агрегатних станах?
Що спільного в речовині, яка знаходиться в різних агрегатних станах?
Які процеси переходу з одного стану в інший ви знаєте?
В який стан треба перевести лід, щоб заповнити ним посудину?
Чи можна зберегти водяну пару в посудині, не закриваючи її?

ІV. Мотивація навчальної діяльності.

V.   Пояснення нового матеріалу:

1) – Розв’язання проблеми:  якщо всі речовини складаються з молекул між якими є проміжки то чому вони не розпадаються?

Для відповіді на поставлене питання провести дослід з прилипанням скляної пластинки до води. Для цього потрібно до скляної пластинки приклеїти двостороннім скотчем  нитку і підвісити до пружини динамометра. Якщо таку пластинку  опустити на воду, а потім почати піднімати в гору, то пружина помітно розтягнеться.

Учні виконують дослід зближення двох скляних пластинок.
Учні виконують дослід, який показує злипання двох скляних пластинок змочених водою.
Чому сухі пластинки неможливо, зблизити наскільки, щоб вони з’єдналися, але якщо змочити їх водою, то вони злипнуться?

Ці досліди показують, що між молекулами існує притягання.

     Притягання існує завжди але на дуже маленьких відстанях, і вже на відстані 0,00001 см. Сили притягання стають вкрай слабкими. Дослід, який підтверджує відштовхування молекул одна від одної.

     (Учні набирають у шприц воду, закривають отвір і натискають на поршень). Стиснути воду у циліндрі неможливо. Негативний результат досліду дозволяє зробити висновок, що між молекулами існує і відштовхування.

     Притягання і відштовхування діє одночасно, але при зближені молекул збільшується відштовхування а при віддалені – притягання.

     2) Відповідно до сучасних уявлень, атоми та молекули, з яких складається речовина перебувають у неперервному хаотичному русі. Такий рух називається тепловим. Тепловий рух неможливо побачити неозброєним оком, адже розміри молекул дуже малі.

     Однак існує багато фізичних явищ, пояснити які можна тільки з опорою на той факт що молекули постійно рухаються.

     Вчитель запалює ароматичну паличку, учні бачать дим, який розсіюється по кабінету, а незабаром відчують і запах.

     Це доводить, що молекули ароматичної речовини, розповсюджуються по всій кімнаті, тобто молекули ароматичної речовини рухаються. Але кімната заповнена повітрям. Це означає,  що молекули пахучої речовини, рухаючись, потрапляють у проміжки між молекулами повітря, яким заповнена кімната, тобто спостерігається дифузія.

     Дифузією  називають взаємне проникнення частинок однієї речовини в іншу, спричинене рухом молекул.

     Але дифузія яка відбувається у повітрі може бути не тільки приємною, а й шкідливою.

     Учні наводять приклади:

Щорік три мільйони людей гине від забруднення атмосфери. За даними Всесвітньої організації охорони (ВІЗ) здоров'я, від смогу гине в три рази більш людей, чим в дорожніх аваріях. У зменшенні середньої тривалості життя в нашій країні смог також грає не останню роль. Учені прийшли до висновку, що в 5% випадків причиною летального результату є отрути, що містяться в повітрі. Головним джерелом утворення смогу є транспорт і промислові підприємства, які випускають дим у повітря. Смог неважко відчути. Він викликає сухість і першіння в горлі, що нерідка стає причиною хвороби дихальних доріг, роздратування, головний біль. Сьогодні автотранспорт, з вини якого і з'являється смог, страшніше за радіацію. Аби понизити цю небезпеку, слід було б менше користуватися транспортом,  влаштовувати санітарно-захисні зони, встановлювати газоочисні споруди, але насправді відбувається навпаки.         

Опале листя часто разом з побутовими відходами спалюють в парках, скверах, у дворах житлових будинків. Жителі будинків владнують у себе в дворах вогнища з листя, навіть не підозрюючи про те, що подібний спосіб позбавитися від сміття отруює не лише довкілля, але і повільно вбиває людей. Матеріали досліджень, проведених Національним екологічним центром України, свідчать, що з однієї тони рослинних залишків в повітря вивільнюється близько 9 кг мікрочасток диму. У їх склад входять пил, окисел азоту, вуглекислий газ, важкі метали і так далі. У тліючому без доступу кисню листі виділяються сполуки, які можуть викликати у людини ракові захворювання, дратується слизова оболонка очей, відчувається загальна слабкість, кашель, ніяковість в грудях, що може закінчитися набряком легенів із смертельним результатом. При згоранні поліетиленового пакету, в повітря вивільняється до 70 всіляких хімічних сполук, більшість з яких отруйні для людини.     

 3.    В даний час, коли проблема охорони довкілля стала однією з найбільш актуальних, забувають про те, що куріння є концентрованою формою забруднення повітря.  Запалена сигарета протягом свого "короткого життя" є джерелом димового потоку (окрім головного потоку, яким насолоджуються курці), який діє на оточуючих, змушених до пасивного куріння і вдихання шкідливих речовин. Дані свідчать про те, що пасивний курець, знаходячись в приміщенні з активними курцями протягом однієї години, вдихає таку дозу тютюнового диму, яка равносильна викурюванню половини сигарети.

В даний час доведено, що пасивне куріння є важливим чинником розвитку раку легенів. Викурювання 20 сигарет дає таку ж дозу радіації, як 200 рентгенівських знімків.  Від вживання алкоголю одна людина з мільйона вмирає кожні 4-5 днів, від автомобільних катастроф - кожні 2-3 дні, а від куріння - кожні 2-3 години. Від наслідків куріння і вживання алкоголю щорік вмирають більш 3 млн. жителів планети. Починаючи з 1950 року тютюн убив 62 мільйони людей— більш, ніж у Другій Світовій війні. Ви хочете попасти в їх число?

    - А чи могла б   відбуватися дифузія, якщо молекули були б нерухомі і між ними не було б проміжків?

   Дифузію можна спостерігати у рідинах, твердих тілах.

   Учні виконують досліди:

На чисту скляну пластинку, наносимо скляною паличкою краплю чистої води, а поряд з нею краплю чорнил. Краплі повинні зіткнутися. Учні спостерігають як внаслідок дифузії чорнила проникають у воду.
Якщо поряд з краплею води покласти пінцетом кристалик марганцівки, так аби його край торкався краплі, то буде видно, як поступово від цього краю забарвлюється вода. Дифузія твердого тіла і речовини.

     Супровідний текст: Дифузія в рідинах в разі зливу забрудненої води з автогаражів, фабрик і заводів приводить до забруднення чистої води наших річок, каналів, морів. Отруєнню організмів, що живуть в них, до загибелі рослинності. Використовуючи в їжу спійману у них рибу, людина може отруїтися сама. Забруднення грунту теж відбувається унаслідок дифузії. Так надлишки добрив, різних отрутохімікатів тих, що попали на неї при обприскуванні сільськогосподарських культур поширюються в грунті не лише з потоками води, але і в результаті дифузії, а потім потрапляють в плоди, які людина споживає.  

     Якщо дифузію в газах і рідинах спостерігати досить легко, то в твердих тілах явище проходить дуже повільно (врахувати такий недолік, потрібно заздалегідь, за тиждень до уроку, в посудину залити  шар розплавленого парафіну завтовшки 5 мм. Відразу в нього по центру кинути кристалик марганцівки. Після того,  як парафін захолоне його обережно вийняти з посудини і залишити лежати до уроку. За цей час у парафіні навколо кристалика утвориться бура пляма, показуючи її учням повідомити, протягом якого часу проходив дослід ).

Який висновок можна зробити зі поставляючи ці досліди, що до швидкості перебігу дифузії в різних станах речовини?
Чому дифузія в рідинах відбувається значно повільніше ніж у газах? А ще більш повільно у твердих тілах?

     Хаотичний рух молекул назвали тепловим рухом, оскільки за розрахунками, які підтверджені дослідами, з підвищення температури речовини швидкість хаотичного руху збільшується. Приклади:    Розчинення цукру в холодній і гарячій воді тощо.

     Учням пропоную виконати домашні спостереження за розчиненням марганцівки у воді, для цього у дві склянки з водою  кидають по 2 – 3 кристалики марганцівки. Одну зі склянок ставлять у холодильник, другу – біля батареї, на підвіконні. Аналіз результатів спостережень не наступному уроці дасть змогу зробити висновок  про відповідний зв'язок швидкості руху молекул і температури тіла.

VІ. Підсумки уроку:

Молекули взаємодіють між собою: вони водночас притягуються і відштовхуються.    
Атоми та молекули, з яких складається речовина перебувають у неперервному хаотичному русі. Такий рух називається тепловим.
З підвищенням температури швидкість хаотичного руху молекул збільшується.
Одним з доказів руху молекул є дифузія.
Дифузія – взаємне проникнення частинок однієї речовини в іншу, зпричинене рухом молекул.

VІІ. Домашнє завдання:

§9 (Л.Е. Гельденштейн)
Виконати л.р. № 7


Теги: молекула, дифузія, Жукова О.О., атом
Навчальний предмет: Фізика
Переглядів/завантажень: 1490/198


Схожі навчальні матеріали:
Всього коментарів: 0
avatar