Сторінка
1

Пояснення різних станів речовини з погляду атомно-молекулярного вчення

Урок фізики в 7 класі.

Тема уроку: Пояснення різних станів речовини з погляду атомно-молекулярного вчення.

Мета уроку: Сформувати в учнів поняття про фізичні властивості речовин у різних агрегатних станах, використовуючи основні положення молекулярно-кінетичної теорії.

Тип уроку: вивчення нового матеріалу.

Обладнання: комп’ютери, навчальна програма „Фізика, 7 клас”.

Хід уроку.

І. Організація класу.

ІІ. Повідомлення теми, мети уроку.

Тема нашого уроку: Пояснення різних станів речовини з погляду атомно-молекулярного вчення.

Сьогодні ми повинні з'ясувати поняття про фізичні властивості речовин у різних агрегатних станах, використовуючи основні положення молекулярно-кінетичної теорії.

ІІІ. Актуалізація опорних знань учнів.

Але спочатку давайте пригадаємо матеріал попереднього уроку. Нагадую, на минулому уроці ми вивчили тему „Рух і взаємодія атомів та молекул”.

(Фронтальне опитування учнів)

Поміркуйте і дайте відповіді на такі запитання.

Запитання:

Чим відрізняється рух молекул льоду від руху молекул водяної пари?

Газ легко стиснути, а рідину практично стиснути неможливо. Чи пов’язана ця відмінність із відмінністю у властивостях молекул газу та рідини?

Між молекулами існують сили притягання. Чому ж дві половинки зламаної ручки не з’єднується, якщо їх щільно прикласти одна до одної?

Чому злипаються щільно притиснуті один до одного шматочки пластиліну?

Вода вкриває чисту поверхню скла суцільною плівкою, а на жирній поверхні збирається в окремі краплинки. Що можна сказати про притягання молекул води і скла, молекул води і жиру?

ІV. Вивчення нового матеріалу.

В природі існують три агрегатні стани речовини: твердий, рідкий та газоподібний. Відповідно усі тіла, що існують довкола нас, поділяють на тверді тіла, рідини та гази.

(Учні працюють за комп’ютерами з навчальною програмою „Фізика, 7 клас” та ознайомлюються із теоретичними відомостями про агрегатні стани речовини. Див. мал.1)

(В ході спільних міркувань учителя та учнів розглядаються їхні властивості та робляться такі висновки)

Властивості газів:

Не зберігають ні форми, ні об’єму, легко стискуються.

Характер молекулярного руху – безладний, хаотичний рух.

Властивості рідин:

Зберігають об’єм, але не зберігають форми.

Основна властивість – плинність.

Характер молекулярного руху – коливання атомів та молекул відносно положення рівноваги та їх перескакування в інші позиції.

Властивості твердих тіл:

Зберігають надану їм форму, об’єм.

Характер молекулярного руху – коливання атомів та молекул відносно положення рівноваги.

Мал.1

Розглянемо процеси, пов’язані із переходом речовини із одного агрегатного стану в інший:

Випаровування – процес перетворення рідини на пару. Воно відбувається за будь-якої температури.

(Запитання до учнів)

Поміркуйте: Відомо, що влітку, рідина надворі випаровується. Чи відбувається процес випаровування рідини взимку?

(Якщо учні не дійшли до правильного висновку, то вчителем наводяться приклади)

Наприклад, взимку білизна, хоч і довго, але поступово висихає; замерзлі калюжі поступово зникають. Отже, відбувається процес випаровування, інтенсивність якого залежить від температури: чим вища температура, тим швидше випаровується рідина.

Плавлення – процес перетворення твердого кристалічного тіла на рідину.

Кристалізація - процес перетворення рідини на тверде кристалічне тіло.

Численні приклади переходу речовини із одного агрегатного стану в інший, переконують нас у тому, що тверді тіла, рідини і гази – це не особливі речовини, яким властиві цілком певні ознаки, а стани, в яких може перебувати кожна речовина за певних фізичних умов.

Мотивація. Тоді постає запитання: „Чим пояснити можливість перебування речовини у трьох агрегатних станах?”

(Учні за допомогою програми проводять інтерактивний дослід агрегатної структури станів води. Див мал.2, мал.3, мал.4)

Мал. 2 Мал.3

Мал.4

(Розповідь учителя з елементами бесіди)

Очевидно, що в твердому стані речовина пе­ребуває тоді, коли атоми і молекули взаємодіють настільки сильно, що знаходяться у чітко фіксо­ваних положеннях. Вони практично не переміщуються, а лише хаотично коливаються віднос­но своїх стабільних положень. Треба докласти певних зусиль, щоб тіло змінило надану йому форму. Наприклад, можна розплющити залізний цвях ударами молотка; виліпити фігуру з пластиліну. Проте якщо ми спробуємо зігнути скло, воно розкришиться. Разом з тим відомо, що майстри-склодуви виробляють чудові худож­ні вироби, попередньо нагрівши скло до певної температури. Ковалі розжарюють у горнах металеві заготівки, щоб вони були податливіші під час кування. Тобто властивості твердого тіла за­лежать також від його температури.

Якщо підвищувати температуру, то настане момент, коли тверде тіло почне плавитися і перетвориться на рідину. Підвищення темпе­ратури твердого тіла веде до послаблення зв'яз­ків між атомами і молекулами. Тобто атоми і молекули твердого тіла внаслідок нагрівання набувають такої рухливості, що вже можуть, як у рідинах, стрибкоподібно пересуватися. У кристалічних тілах (наприклад, металах) це від­бувається за певної температури, яку назива­ють температурою плавлення. Так, температура плавлення алюмінію дорівнює 660 °С, залі­за — 1535 °С, вольфраму — 3387 °С.

Якщо рідину охолоджувати, молекули по­ступово втрачають рухливість, оскільки зв'язки між ними посилюються. Вони починають зай­мати певні положення, продовжуючи колива­тися відносно них. За певної температури від­бувається кристалізація, або тверднення, — про­цес, зворотний до плавлення.

Що ж відбувається з рідиною зі зміною її температури?

Як відомо, молекули рідини взаємодіють та­ким чином, що утримуються одна біля одної, але не втрачають при цьому своєї рухливості. Вони коливаються і час від часу стрибкопо­дібно переміщуються, ніби просочуючись по­між сусідніми молекулами. Тому рідинам вла­стива текучість і вони набувають форми посу­дини, в якій містяться.

Рідини випаровуються з вільної поверхні, яку вони утворюють на межі з газом. Це від­бувається тоді, коли окремі молекули втрача­ють зв'язок з найближчими сусідами і почи­нають вільно рухатися над поверхнею рідини.

Очевидно, що чим вища температура, тим більше молекул виривається з вільної поверхні рідини. Це підтверджує і наш життєвий досвід. Адже відомо, що в теплу погоду білизна виси­хає швидше, ніж у холодну.

Отже, перехід рідини у газоподібний стан від­бувається внаслідок розриву зв'язків між її мо­лекулами. Вони починають вільно рухатися в усьому наданому їм просторі, взаємодіючи лише під час короткочасних зіткнень. Їх можна по­рівняти із співударом кульок, які розлітаються тим дужче, чим з більшою швидкістю набли­жаються одна до одної.