"Будова речовини. Рух і взаємодія атомів і молекул. Залежність швидкості руху атомів і молекул від температури тіла. Дифузія"

Тема уроку. Будова речовини. Рух і взаємодія атомів і молекул.

Залежність швидкості руху атомів і молекул від

температури тіла. Дифузія.

Мета уроку:

• сформувати уявлення про атоми та молекули, залежність  швидкості їх хаотичного руху від температури, пояснити явище дифузії;
• розвивати вміння працювати колективно, переключаючись з одного виду діяльності на інший; розвивати логічне мислення, уміння робити висновки й узагальнення;
• виховувати увагу, потяг  до дослідництва.

Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу.

Наочність та обладнання: мультимедійний проектор, комп’ютер, презентація «Будова речовини. Дифузія», стаканчики з водою різними на смак, картки настрою, картки з таблицями, таблиця Менделєєва, прилад для демонстрації руху молекул, посудини з різнокольоровими пінопластовими шариками, джерело струму.

    Методи та форми навчання: Робота з картками «Фізичні тіла та речовини», проблемне навчання,робота з підручником, Прийом «Аналогії», демонстраційний експеримент, Релаксація (фізкультхвилинка), між предметний зв'язок, Прийом «Ромашка»

                                                  Хід уроку

1.    Організаційний етап

Вітання, перевірка присутніх, заповнення карток настрою.

 Учитель: Добрий день! Сідайте. Перш ніж ми розпочнемо наш урок давайте перевіримо готовність до нього (слайд ), а тепер пропоную вам заповнити картки настрою (додаток 1)

  У картках, які я вам роздала поставте мітку у строчці На початку уроку під тією картинкою, яка відповідає вашому настрою зараз.

2.    Актуалізація знань учнів

Давайте пригадаємо:

•                Що вивчає фізика?
•                Що таке фізичне тіло? Наведіть приклади.
•                Що таке речовина? Наведіть приклади.

Фізичне тіло може складатись з однієї або кількох речовин. Ніж, як правило виготовляють не з однієї речовини, а з двох: лезо – зі сталі, держак – з деревини. Усно ми з вами згадали, а тепер давайте напишемо невеличкий диктант.

Робота з картками «Фізичні тіла та речовини» (додаток 2)

У вас на столах є картки з таблицею, яка складається з двох колонок: фізичне тіло та речовина. Зараз я буду зачитувати слова, а ви повинні вирішити куди саме їх записати. Наприклад: залізо, олівець. (слайд )

Далі учні працюють самостійно. Робота триває 5 хв. Потім вони обмінюються бланками і перевіряють правильність заповнення один у одного. За кожне правильно написане слово 1 бал.

3. Мотивація навчальної діяльності

Учитель. Кожного дня, приблизно після першого уроку у приміщенні школи ми відчуваємо, що наближається сніданок. З чого ми можемо зробити такий висновок? Правильно, запах їжі.

На сьогоднішньому уроці ми з вами і з’ясуємо, яким чином поширюються запахи, а чай стає солодким.

4. Повідомлення теми й мети уроку

Запишіть тему сьогоднішнього уроку

Мета уроку переконатися, що існують мікрочастинки речовини, які для нас невидимі, визначити, як вони взаємодіють. Тому ми будемо працювати за таким планом:

1.Будова речовини;

2.Броунівський рух;

3.Дифузія;

4.Залежність дифузії від фізичних властивостей речовини.

5.    Вивчення нового матеріалу

Давньогрецький мислитель Анаксагор навчав: «Кістки складаються з маленьких кісток, кров – з краплинок крові, золото – зі шматочків золота».

З чого складається речовина? Це питання здавна цікавило людей.

•    Створення проблемної ситуації

Учитель фізики. Діти, у кожного на столах стоять стаканчики з рідиною. На перший погляд рідини однакові і здається, що це чиста вода. Скуштуймо, чи справді це так. (Діти куштують і розповідають, що в одному стаканчику вода солодка, а в іншому — солона, ще в іншому — кислувата.).Хто зможе пояснити чому на смак вода різна? (в стаканчиках крім води є частинки солі, цукру, лимонної кислоти) Учень. Існують такі частинки речовини, які ми не бачимо, тобто речовина складається з мікрочастинок.

Уже здавна науковці дійшли висновку, що речовина не є суцільною, вона складається з маленьких частинок, кожна з яких зберігає властивості цієї речовини. Ці частинки були названі атомами.  Нині існує багато доказів існування атомів. Найбільш переконливі для вас, мабуть, зображення атомів, отримані на сучасному електронному мікроскопі.

Фотографії молекулярних кристалів.  (слайд )

Атоми дуже малі за розмірами (приблизно одна десятимільйонна частка міліметра). Науці відомо близько 116 різних видів атомів. Але речовин у природі існує значно більше. Атоми поєднуються в групи та утворюють молекули. Тому можна впевнено сказати, що речовини складаються переважно з молекул.

 Що ж таке молекула?(Слайд 8)

ЗАПИС У ЗОШИТ. Молекулою називається найменша частинка речовини, яка має основні хімічні властивості речовини й складається з атомів.

           Відкрийте підручники на сторінці 65, розгляньте малюнок 45: молекула вода складається з двох атомів Гідрогену та одного атома Оксигену. А от молекула кисню складається з двох однакових атомів Оксигену.

         Молекули мають дуже малі розміри, щоб ви могли уявити їх розміри наведу приклади.

Прийом «Аналогії»

•                Молекула менша за яблуко у стільки разів, у скільки разів яблуко менше від земної кулі.(слайд 9)
•                В одній чайній ложці води приблизно стільки ж молекул води, скільки чайних ложок води у Світовому океані.(Слайд 10)

Вперше про рух атомів і молекул заговорив Роберт Броун на початку XIX століття. (слайд 11)

Учень. Роберт Броун (англ. Robert Brown; *21 грудня 1773 — †10 червня 1858) — шотландський ботанік, що відкрив безладний рух дрібних часток у рідині або газі під впливом ударів молекул навколишнього середовища, що одержав назву «броунівський рух».

Син священика, він вивчав медицину в університетах Абердіна й Единбурга, п'ять років прослужив в англійській армії офіцером медичної служби. В 1798 році президент Королівського наукового товариства сер Джозеф Бенкс рекомендував його на посаду натураліста на борту корабля «Інвестигейтор», що вирушав з дослідницькими цілями до берегів Австралії.

Під час цієї експедиції Браун зібрав величезну колекцію рослин. Після повернення в Англію в 1805 році Браун кілька років присвятив класифікації зібраних в експедиції рослин, більшість із яких раніше не були відомі науці.

Учень. Бро́унівський рух — невпорядкований, хаотичний рух дрібних частинок речовини в розчинах. Названий на честь ботаніка Роберта Броуна, який спостерігав^[1] це явище під мікроскопом у 1827 р. Докладно описавши свої спостереження, пояснити це явище він так і не зміг. Пояснили це явище, назване броунівським рухом, трохи пізніше. (слайд 12)

Відкриття й пояснення броунівського руху мало велике значення для фізики, оскільки було свідченням теплового руху молекул. Браун 1827 року відкрив хаотичний рух спор плауна у воді. Рух завислих частинок відбувався внаслідок руху молекул. Таким же чином рухаються частинки фарби у воді, пилинки в променях світла (хоча на рух пилинок також впливають і мікропотоки в повітрі) тощо. Молекули рідини зіштовхуються з завислими у ній частинками,

Учитель. Отже, броунівський рух свідчить про безперервний хаотичний рух молекул речовини. Це явище можна спостерігати, помістивши на предметне скло мікроскопа зі збільшенням в 500-600 разів краплю дуже розведеної у воді туші, але на привеликий жаль таких мікроскопів у нас немає, тому у нас є унікальна можливість побачити як рухаються молекули речовин у різних агрегатних станах. Уявіть собі, що ви дивитесь у мікроскоп зі збільшенням в 500-600 разів. Ми будемо спостерігати рух молекул в різних агрегатних станах.

Рух молекул у твердому стані. У твердих тілах сили взаємодії кожної молекули із сусідніми настільки великі, що молекула здійснює малі коливання навколо деякого сталого положення рівноваги

Рух молекул у рідкому стані. У рідинах молекули розміщені тісно і коливаються навколо положення рівноваги, а згодом перескакують з одного рівноважного положення в інше.

Рух молекул у газоподібному стані. Для газів характерні великі міжмолекулярні відстані, малі сили притягання, тому гази можуть необмежено розширюватись. Молекули газу хаотично рухаються, співударяються одна з одною і зі стінками посудини.

Вчитель : Поясніть побачене явище, охарактеризуйте його.

Учень. Рух молекул найшвидший у газоподібному стані

Вчитель. А ось яка картину руху спори плауна міг би спостерігати Броун маючи мікроскоп зі збільшенням в 500-600 раз.(Демонстрація броунівського руху) Молекули рідини при скінченій  температурі  перебувають у безперервному русі, який отримав назву теплового руху. Стороннє тіло в рідині зазнає поштовхів від молекул. Для великого  тіла ці хаотичні поштовхи врівноважуються, але, якщо розміри й маса тіла невеликі, то зіткнення з молекулами носять випадковий характер, а за час між зіткненнями частинка встигає зміститися на певну відстань.

Ще одне явище, яке підтверджує безперервний  та  хаотичний рух молекул є дифузія.(Демонстрація дифузії) Поясніть побачене явище, охарактеризуйте його. Дайте визначення даному явищу.

Учень. Дифузія – це взаємне проникнення частинок однієї речовини в іншу, спричинене рухом молекул.

Учень. (слайд13) Ще у 1855 році німецький фізіолог Адольф Фік опублікував опис кількісних (концентраційних) особливостей процесу дифузії, та лише через 50 років(у 1905 р. ) (слайд 14) завдяки Альберту Ейнштейну було отримане термодинамічно точне наукове обгрунтування, отриманим емпіричним шляхом законам дифузії, що базувалось на підвалинах розробленої Ейнштейном теорії Броунівського руху. 

Учитель. А тепер з’ясуємо від яких фізичних характеристик речовини залежить дифузія.( слайд 15)

Дифузія у твердих тілах

Дифузія у рідинах

Дифузія у газах

Вчитель : Поясніть побачене явище, охарактеризуйте його.

Учень. Дифузія залежить від агрегатного стану речовини.

Записуємо висновок у зошит: швидкість дифузії залежить від агрегатного стану речовини.

Учитель. Повторимо явище дифузії у рідинах тільки тепер ми збільшимо швидкість руху молекул. Скажіть за рахунок чого можна збільшити  швидкість руху молекул? ( Підігріти рідину). (Демонстрація залежність дифузії від температури)

Записуємо висновок у зошит: швидкість дифузії залежить від температури. (слайд 16)

Застосування дифузії в побуті (слайд 17)

•    Релаксація (фізкультхвилинка) (слайд18)

Усі з – за парти піднялися!

Ручки вгору – потяглися.

Вправо, вліво нахилились,

У віконце подивились.

У долоні поплескали

І за парти посідали!

6. Закріплення вивченого матеріалу

Закріпимо вивчений матеріал метод Кейса

Учитель фізики. Ми вже згадували сьогодні на уроці, що явище дифузії часто спостерігається в повсякденному житті. Пропоную вам прокоментувати цитати з літературних творів з точки зору фізики: (слайди19)

 «Я люблю, як буває, восени пахне яблуками у хаті». (А. Малишко.)

«Тиха вода береги ламає». (Народна мудрість.)

«Климко йшов босий, у куцих штанчатах, старій матросці, що була колись голубою, а тепер стала сіра». (Г. Тютюнник.)

Поширення запахів у повітрі, змішування ґрунту з водою в річці, поширення червоного кольору крові по воді, втрата кольору речей з часом — це все приклади дифузії.

•    (слайд 20)Н.В. Гоголь. Вечера на хуторе близ  Диканьки.

 «… разговорились об том, как нужно солить яблоки. Старуха  моя начала было говорить, что нужно наперед хорошенько вымыть яблоки, потом намочить в квасу, а потом уже…»

На якому явищі засновано соління яблук?. Що  треба зробити, щоб яблука були готові як можно швидше?

•    (слайд 21)Нагадування мамі!!! Не рекомендуємо вологу тканину темного кольору залишати на довгий час дотикатися з білою тканиною! Чому?
•    (слайд 22)Риби дихають киснем, що знаходиться у воді рік, озер та морів. Який фізичний процес дозволяє кисню з атмосфери попадати у воду?

7. Підсумок уроку. Рефлексія

Прийом «Ромашка»(слайд 23)

Орієнтовні запитання:

•    Що ми вивчили сьогодні на уроці?
•    Що таке дифузія?
•    Чи зустрічаємось ми з явищем дифузії у житті?
•    Що таке молекула?
•    З чого складаються усі речовини?

Що ж наш урок підходить до завершення. У тій атмосфері й обстановці, у якій ми сьогодні працювали, кожен із вас почувався по – різному. І зараз мені хотілося б, щоб ви оцінили на скільки комфортно вам було на цьому уроці і чи сподобалось вам те, чим ми сьогодні займалися. Візьміть, будь – ласка, картки настрою та відмітьте ту клітинку, яка вам підходить.(слайд24)

Вчитель виставляє оцінки за урок.

8. Домашнє завдання

вивчити §11,12;

Творчі завдання (для охочих):

Виготовити з пластиліну моделі молекул кисню, вуглекислого газу, води;

Додаткові запитання

-    Що називають дифузією?

-    Як відбувається дифузія в рідинах, газах, твердих тілах?

-    Чому запах квітів ми відчуваємо на відстані?

-    Кальмар при нападі на нього викидає темно-синю рідину. Чому простір, який заповнений цією рідиною, навіть у спокійній воді через деякий час стає прозорим?
-    Чому білу і чорну тканину не можна прати разом?

-    Яку роль відіграє дифузія в очищенні повітря від газів димових труб?

-    Чи вірно, що при дифузії молекули однієї речовини проникають в молекули іншої речовини?

-    Чому оселедець робиться менш солоним у воді чи молоці?

-    Яка різниця між броунівським рухом і дифузією?

Додаток 1

_______________________________________________________________________________________________

Додаток 2