Урок на тему: "Агрегатний стан речовини. Наноматеріали"

Коваленко Олена Василівна,

Вчитель фізики Городоцької гімназії

Тема:  Агрегатний стан речовини. Наноматеріали

Мета уроку:

Освітня: поглибити знання про агрегатні стани речовини, порівняти фізичні властивості тіл у різних агрегатних станах, ознайомити з кристалічними й аморфними тілами,  сформувати уявлення про деякі механічні властивості твердих тіл, рідин, газів; ввести поняття наноматерії та наноматеріалів.

Розвиваюча:  розвивати мовні і розумові навички учнів, вміння аналізувати, вміння робити висновки з вивченого матеріалу.

Виховна: виховувати почуття  відповідальності, прагнення до успіху, створити умови підвищення інтересу до досліджуваного предмета.

Тип уроку. Засвоєння нових знань.

ХІД УРОКУ

1. Організаційний момент.

Привітання, перевірка відсутніх.

2. Актуалізація опорних знань учнів

• Яким вимірювальним приладом визначають масу?
• Що таке речовина та яка її будова?
• Що таке молекула?
• Стани речовини?

3.  Вивчення нового матеріалу

Оголошення теми і мети уроку.

Природа існувала завжди. Вона вічна. Нас оточують багато природних тіл  та тіл, що зробила людина, завдяки своєї праці, знанням. Науки про природу вивчають, відкривають та використовують довкілля для потреб людини. Сьогодні будемо відкривати знання про властивості того, з чого створене наше довкілля. Розширимо і поглибимо знання про речовини.

Різні речовини в залежності від умов середовища перебувають у різних агрегатних станах. А яка речовина може перебувати одночасно в трьох агрегатних станах?

Зрозуміло, це вода. А її стани мають свої спеціальні назви: лід, вода та пара.

Треба розуміти, що будь-яка речовина за певних умов може перебувати в будь-якому з трьох агрегатних станів.

Як ви гадаєте, яка відома вам величина найбільш помітно впливає на агрегатний стан речовини?

Це температура. Внаслідок нагрівання речовина може переходити з твердого агрегатного стану в рідкий, а потім у газоподібний. А при охолодженні всі процеси йдуть у зворотному напрямі.

Властивості твердих тіл. Пружність

Тверді тіла мають певні властивості, які притаманні кожному з них в тій чи іншій мірі. Тверді тіла намагаються зберегти форму і об’єм при дії на них сил.

Цю властивість називають пружністю

Пружність – властивість тіла відновлювати свою форму після дії на нього сили.

Пластичність.  Віск і пластилін тверді тіла, але їх форму змінити легко. Вони є пластичними.

Пластичними називають тверді тіла, які не відновлюють свою форму після дії на них сили.

Міцність і крихкість

Скло легко руйнується при дії на нього певної сили. Воно крихке, на відміну від міцних тіл, що не руйнуються при дії сили.

Крихкими називають тіла, що руйнуються при дії на них сили. Міцність – властивість тіл не руйнуватися при дії на них сили.

• У різних станах речовини зумовлені різними властивостями. Більшість навколо нас тіл складаються з твердих речовин. Це будинки, машини, деталі та інші
• Форму твердого тіла можна змінити, але для цього потрібно прикласти зусилля. Наприклад, щоб зігнути цвях, треба прикласти набагато більш зусилля.
• Для надання твердим тілам потрібної форми та об’єму, на заводах і фабриках, їх оброблюють спеціальними станками.

Рідини

 Рідини зберігають свій об’єм, але легко змінюють форму. Наприклад, рідина, перелита з мензурки в циліндр, має той же об’єм, але іншу форму.

Рідини текучі. Унаслідок текучості рідина під дією земного тяжіння приймає форму посудини, в якій перебуває. Верхній шар рідини утворює горизонтальну поверхню.

Молекули змінюють своє положення, міняючись місцями, але рух обмежений горизонтальною поверхнею. Відстані між молекулами і їх рухливість більша ніж у твердих тілах.

Рідини зберігають об'єм, але легко змінюють форму.

Гази  

Повітря, яким ми дихаємо, виявляється газоподібною речовиною, або газом. Тому що більшість газів не мають кольору, вони прозорі та невидимі. Належність повітря можна відчути, якщо стояти біля відкритого вікна, рухомого транспорту.

Якщо помістити газ в закриту посудину, він займе весь її об’єм. Гази є леткими, вони легко змінюють форму і об’єм, тому заповнюють усю посудину, незалежно від її об’єму і форми.

Висновок.

Відстані між молекулами і їх рухливість є значно більша ніж у рідинах і твердих тілах. Рух молекул обмежений верхніми шарами атмосфери.

Гази не мають форми і об'єму, вони заповнюють всю надану їм місткість

Чому ж так відрізняються властивості речовини в різних станах? Адже і рідка вода, і лід, і водяна пара складаються з одних і тих самих молекул! Я думаю, ви всі зрозуміли, що відмінності обумовлені характером розташування, руху та взаємодії молекул.

У газах відстані між молекулами значно більші, ніж розміри молекул. Молекули хаотично рухаються, відносно рідко зазнають зіткнень одна з одною. Отже, вони слабо взаємодіють одна з одною. Коли ми стискаємо газ, молекули не зазнають змін: зменшуються лише відстані між ними.

Молекули рідини розташовані досить щільно, відстані між ними невеликі. Якщо уявити, що молекули - це кульки, то ці кульки тор­каються одна одної. Молекули й тут перебувають у невпинному русі, проте характер руху вже інший: майже весь час молекули колива­ються (немовби дрижать), і лише інколи протискуються між най­ближчими сусідами та трохи змінюють своє місце. Певного поряд­ку в розташуванні молекул немає. Це дуже нагадує розташування та рух людей у густому натовпі під час якихось видовищ.

Що ж до твердого тіла, то розташування молекул більше нага­дує парадну військову шеренгу (таке розташування називають крис­талічною решіткою). Рух молекул зводиться до коливань поблизу «свого місця в шерензі».

Існують такі тіла, які за більшістю ознак ми відносимо до твер­дих, але за розташуванням молекул вони більше нагадують рідину (в таких тілах відсутня кристалічна решітка). Такі тіла називають аморфними. Це скло, смола, пластмаси тощо. Якщо їх нагрівати, то не можна визначити температуру плавлення: їх перетворення на «звичайну» рідину відбувається поступово, вони ніби стають м'якшими.

Тверді тіла бувають кристалічні й аморфні.

У кристалічних тілах атоми або молекули здійснюють коливання біля положення рівноваги, які утворюють так звані кристалічні решітки. Ці решітки характеризуються чіткою періодичністю у просторі.

Усі метали в твердому стані є кристалами. До кристалічних тіл також належать сіль, графіт, лід, алмаз.

Найважливішою властивістю кристалів є наявність певної температури плавлення, за якою вони перетворюються на рідину.

В аморфних тілах атоми або молекули також коливаються біля положення рівноваги, але ці положення не утворюють кристалічних решіток. Прикладами аморфних тіл є скло та смола.

Аморфні тіла наділені текучістю, тобто зі зростанням температури вони поступово розм’якшуються, перетворюючись на в’язку рідину. Аморфні тіла не мають певної температури плавлення.

«Аморфні тіла».

Грецьке слово «аморфне» означає заперечення форми. У аморфних тіл немає точного порядку в розташуванні атомів. Тільки найближчі атоми – сусіди розташовуються у деякому порядку.

Усі аморфні тіла ізотропні, тобто їхні фізичні властивості однакові в усіх напрямках. До аморфних тіл належить скло, багато пластмаси, каніфоль, цукровий льодяник та інше.

Під зовнішнім впливом аморфні тіла виявляються одночасно пружні властивості, подібні до твердих тіл, і текучість, подібно до рідин. У разі короткочасної дії (удару) вони поводяться як тверде тіло і від сильного удару розколюється на куски. Але в процесі тривалої дії аморфні тіла течуть. Так, наприклад, кусок смоли поступово розтікається на твердій поверхні.

При низьких температурах аморфні тіла за своїми властивостями нагадують тверді тіла. Текучості у них майже немає. Але з підвищенням температури вони поступово розм’якшуються і їхні властивості дедалі більше наближаються до властивостей рідин. Це пояснюється тим, що з підвищенням температури стають частішими перескоки атомів з одного положення рівноваги в інше. Певної температури плавлення аморфні тіла не мають.

Висновок: Виявляється, змінюються: тверді тіла, як і рідини і гази, внаслідок нагрівання розширюються.

4. Узагальнення та закріплення вивченого матеріалу

5. Домашнє завдання

Вивчити § 10, підручник Сиротюк В.Д.; підготувати повідомлення про аморфні тіла