9 червня о 18:00Вебінар: Як Вчителю зарядити свою внутрішню батарейку

Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

Про матеріал
Мета уроку: навчальна - ознайомити учнів з основними положеннями молеку- лярно-кінетичної теорії та їх підтвердженнями на основі до¬слідів розвивальна – формувати в учнів вміння користуватися науково-популярною літературою та виявлення творчих здібностей при розв’язуваннні вправ; виховна – виховати трудолюбивість, точність і чіткість при відповідях і розв’язуванні завдань та навчити дітей «бачити» фізику навколо себе
Перегляд файлу

План-конспект уроку фізики  _________

в 10 класі

Тема. Основні положення молекулярно-кінетичної теорії

 Мета уроку:

навчальна - ознайомити учнів з основними положеннями молеку- лярно-кінетичної теорії та їх підтвердженнями на основі до­слідів

 розвивальна – формувати в учнів вміння користуватися науково-популярною  літературою та виявлення творчих здібностей при розв’язуваннні вправ;

виховна – виховати трудолюбивість, точність і чіткість при відповідях  і  розв’язуванні завдань та навчити дітей «бачити» фізику навколо себе

Тип уроку: вивчення нового матеріалу

План уроку

Демонстрації

8 хв

  1. Розповідь-бесіда «Молекули й молеку­лярний рух».
  2. Механічна модель броунівського руху.
  3. Дифузія в газах і рідинах

Вивчення

нового

матеріалу

27 хв

  1. Основні положення молекулярно-кінетичної теорії та її підтвердження на основі дослідів.
  2. Основне завдання МКТ.
  3. Маса та розміри молекул

Закріплення

вивченого

матеріалу

10 хв

  1. Тренуємося розв’язувати задачі.
  2. Контрольні запитання

Хід уроку

І. Організаційна частина

ІІ. Мотивація пізнавальної діяльності

ІІІ. Вивчення нового матеріалу

  1. Основні положення молекулярно-кінетичної теорії та її підтвердження на основі дослідів

Речовина може перебувати в трьох агрегатних станах: твердо­му, рідкому і газоподібному. Молекулярна фізика — розділ фізи­ки, у якому вивчаються фізичні властивості тіл у різних агрегат­них станах на основі їх молекулярної будови.

Молекулярно-кінетична теорія зародилася в ХІХ-му столітті

з метою пояснити будову і властивості речовини на основі уявлень про те, що речовина складається з найдрібніших частинок — моле­кул, які безперервно рухаються й взаємодіють одна з одною. Осо­бливих успіхів ця теорія досягла під час пояснення властивостей газів.

Молекулярно-кінетичною теорією називають вчення про бу­дову і властивості речовини на основі уявлень про існування атомів і молекул як найменших частинок хімічних речовин.

В основі МКТ лежать три основні положення:

  1. всі речовини утворені з найдрібніших частинок — молекул, які самі складаються з атомів. Молекули й атоми являють со­бою електрично нейтральні частинки. За певних умов молеку­ли й атоми можуть набувати додаткового електричного заряду та перетворюватися на позитивні або негативні іони;
  2. атоми й молекули перебувають у безперервному хаотичному русі;
  3. частинки взаємодіють одна з одною силами, що мають елек­тричну природу.

 

Найяскравішим експериментальним підтвердженням уявлень про молекулярно-кінетичну теорію (безладний рух атомів і моле­кул) є броунівський рух. Це тепловий рух найдрібніших мікроско­пічних частинок, зважених у рідині або газі. Воно було відкрите англійським ботаніком Р. Броуном у 1827 р. Броунівські частинки рухаються під впливом безладних ударів молекул. Через хаотич­ний тепловий рух молекул ці удари ніколи не врівноважують одна одну. У результаті швидкість броунівської частинки безладно змі­нюється за модулем і напрямом, а її траєкторія утворює складну зигзагоподібну криву.

Теорія броунівського руху була створена А. Ейнштейном у 1905 р. Експериментально теорія Ейнштейна була підтверджена в дослідах французького фізика Ж. Перрена, проведених у 1908- 1911 рр. Постійний хаотичний рух молекул речовини проявляєть­ся також в іншому явищі, яке легко спостерігати,— дифузії. Дифу­зією називається явище проникнення двох або кількох дотичних речовин одна в одну. Найшвидше процес протікає в газі, якщо він неоднорідний за складом. Дифузія призводить до утворення одно­рідної суміші, незалежно від густини компонентів. Дифузія й бро­унівський рух — споріднені явища. Взаємопроникнення дотичних речовин одна в одну й безладний рух найдрібніших частинок, зва­жених у рідині або газі, відбуваються внаслідок хаотичного тепло­вого руху молекул. Переконатися в існуванні молекул і оцінити їх розмір можна досить просто. Помістимо маленьку крапельку олії на поверхню води. Масляна пляма буде розтікатися по поверх­ні води, але площа масляної плівки не може перевищувати певно­го значення. Можна припустити, що максимальна площа плівки відповідає масляному шару товщиною в одну молекулу. Напри­клад, крапелька оливкової олії об’ємом 1 мм3 розтікається площею не більшою 1 м2. Звідси випливає, що розмір молекули олії поряд­ку 10-9 м. Багато дослідів свідчать про наявність сил міжмолеку­лярної взаємодії. Сили, що діють між двома молекулами, залежать від відстані між ними. Молекули є складними просторовими струк­турами, що містять як позитивні, так і негативні заряди. Якщо від­стань між молекулами досить велика, то переважають сили між­молекулярного притягнення. На малих відстанях переважають сили відштовхування. Залежності результуючої сили 2^ і потенцій­ної енергії взаємодії між молекулами від відстані між їх центрами якісно зображені на рисунку.


 

На певній відстані г=г0 сила взаємодії зводиться до нуля. Цю від­стань умовно можна прийняти за діаметр молекули.

  1.    Основне завдання МКТ

Параметри газу, пов’язані з індивідуальними характеристика­ми складових його молекул, називаються мікроскопічними пара­метрами (маси молекул, їх швидкості, концентрація). Параме­три, які характеризують стан макроскопічних тіл без урахування їх молекулярної будови, називаються макроскопічними параме­трами (об’єм, тиск, температура).

^ Співвідношення між макроскопічними параметрамиоб’є­мом і тискомназивається рівнянням стану.

Основне завдання молекулярно-кінетичної теорії: встановити зв’язок між макроскопічними і мікроскопічними параметрами ре­човини й, виходячи з цього, знайти рівняння стану даної речовини. Наприклад, знаючи масу молекул, їх середні швидкості й концен­трацію, можна знайти об’єм, тиск і температуру даної маси газу, а також визначити тиск газу, якщо відомі його об’єм і температура.

  1.    Маса та розміри молекул

Маси окремих молекул і атомів дуже малі. Наприклад, в 1 г води міститься 3,7 1022 молекул. Отже, маса однієї молекули води (Н20) дорівнює:

Маси такого ж порядку мають молекули інших речовин (крім величезних молекул органічних речовин). Наприклад, білки ма­ють маси, у сотні тисяч разів більші за маси окремих атомів. Але все одно їх маси в макроскопічних масштабах (грамах і кілогра­мах) надзвичайно малі.

Приблизну оцінку розмірів молекул можна отримати з дослідів, проведених німецьким фізиком В. Рентгеном і англійським фізиком Д. Релея. Якщо крапнути на поверхню води крапельку олії, то кра­пля розпливеться, утворюючи тонку плівку товщиною всього лише в одну молекулу. Товщину цього шару неважко визначити й тим са­мим оцінити розміри молекули олії. Об’єм V (0,001 см3) шару олії дорівнює добутку площі S його поверхні (6000 см2) на товщину шару d , тобто V = Sd. Отже, розмір молекули олії дорівнює:

На даний момент існує ряд методів, що дозволяють визначи­ти розміри молекул і атомів. Наприклад, лінійні розміри молекул кисню складають 3*10-10 м, води — приблизно 2,6 -10-10 м. Таким чином, характерною довжиною в світі молекул є розмір 10-10 м. Ко­рисно не тільки запам’ятати цей параметр (10-10 м), а й образно уя­вити його собі. Це допоможе нам увійти в світ молекул. Легко пере­вірити: якщо молекулу води збільшити до розмірів яблука, то саме яблуко стане розміром з земну кулю.

Питання до учнів під час викладення нового матеріалу

У чому полягає суть броунівського руху?

У чому полягає явище дифузії?

Перелічіть відомі вам докази існування молекул.

Наведіть приклади фактів, які показують подільність речовин.

Які досліди доводять, що між молекулами твердих і рідких тіл діють сили тяжіння і відштовхування?

IV.ЗАКРІПЛЕННЯ ВИВЧЕНОГО МАТЕРІАЛУ

1. Тренуємося розв'язувати задачі

  • Як ви вважаєте, чи можна б було спостерігати броунівський рух, якби молекули прилипали під час зіткнення до броунів- ської частинки?
  • Чому ваше тіло не здійснює броунівського руху?
  • Дві скляні пластинки важко відірвати одна від одної, якщо між ними є трохи води. Якщо ж скло пластинок сухе, то вони відді­ляються одна від одної легко. Чому?
  • Чому броунівський рух ніколи не завершується?
  • Чому водень та гелій можуть випаровуватися навіть з герме­тично закритих ємностей.

2. Контрольні запитання

  1. Поясніть вираз: «Молекула — найдрібніша частинка речови­ни, яка зберігає його хімічні властивості».
  2. Чи є хаотичний рух пилинок у повітрі броунівським рухом?
  3. Молекули твердих тіл рухаються постійно й хаотично. Чому ж тверді тіла не розпадаються?

Що ми дізнались на уроці

  • Молекулярно-кінетичною теорією називають учення про по­будову і властивості речовини на основі уявлень про існування атомів і молекул як найменших частинок хімічних речовин.
  • Дифузією називається явище проникнення двох або декількох речовин, що дотикаються одна до одної.
  • Величини, що характеризують стан макроскопічних тіл вціло- му, називають макроскопічними параметрами.
  • Величини, що характеризують властивості окремих молекул речовин, називають мікроскопічними параметрами.
  • Основне завдання молекулярно-кінетичної теорії: встановити зв’язок між макроскопічними і мікроскопічними параметрами речовини і, виходячи з цього, знайти рівняння стану даної ре­човини.

 

V.Домашнє завдання

Конспект.

Розв’яжіть задачі:

р1):

 1. На якому фізичному явищі заснований процес засолюван­ня овочів, риби, м’яса? консервування фруктів і овочів?

2. У якому випадку процес відбувається швидше — якщо розсіл холодний чи гарячий?

3. Чому солодкий сироп набуває з часом смаку фруктів?

 

 р2):

  1. Якщо не працює вентиляція, найдрібніший пил де­ревини в столярному цеху годинами «висить» у повітрі навіть після вимкнення деревообробних верстатів. Чому?
  2. Запах березового віника в спекотній лазні поширюється швидше, ніж у прохолодній кімнаті. Чому?
  3. Під час ремонту дороги запах розігрітого асфальту від­чувається здалеку, а запах охололого асфальту майже не відчувається. Чому?

 

рЗ):

  1. Близько 99-55 pp. до н. е. Тіт Лукрецій Кар писав:

«Дабы, ты лучше постиг, что тела основные мятутся

В вечном движеньи 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 направленъях,

Как я подробно уже доказал на основе разумной».

Спробуйте пояснити цей вірш через призму МКТ.

2. Чому дим від вогнища, піднімаючись угору, стає неви­димим навіть у безвітряну погоду?

3. Чому полірування поверхонь, що труться, може при­звести не до зменшення тертя, а, навпаки, до збільшен­ня?

 

1

 

doc
Додав(-ла)
Лисенко Андрій
Пов’язані теми
Фізика, 10 клас, Розробки уроків
Додано
2 квітня
Переглядів
104
Оцінка розробки
Відгуки відсутні
Безкоштовний сертифікат
про публікацію авторської розробки
Щоб отримати, додайте розробку

Додати розробку