Основы молекулярно-кинетической теории

Цели урока:

1. Дать основные положения МКТ.

2. Выяснить факты и явления, их подтверждающие.

3. Выяснить качественное отличие теплового движения от механического.

4. Определить свойства теплового движения:

а) хаотичность, б) не уничтожимость, в) непрерывность.

5. Рассмотреть величины, характеризующие молекулы (порядок размеров и массы, количество вещества, постоянная Авогадро, молярная масса) и методы их измерения.

6. Развивать познавательный интерес  учащихся к предмету, развивать умения применять знания по физике к повседневной жизни.

7. Воспитание ответственного отношения к учебе.

Ход урока.

Организационный момент.

Изучение новой темы.

Этот раздел изучает физические свойства тел на основе различных агрегатных состояниях, на основе рассмотрения их молекулярного строения.

Впервые мысль о том, что все тела в мире состоят из мельчайших кирпичиков была высказана более 200 лет назад древнегреческими философами Демокритом и Левкиппом. – смотрите документ

Определение: молекула – наименьшая частица вещества обладающая его химическими свойствами (вещества).

Определение: атом – нейтральная наименьшая частица химического элемента обладающая его химическими свойствами (элемента).

Броуновское движение (1827 г.)

Движение молекул:

Беспрерывно 

Хаотично

Зависит от температуры и размеров молекул

Определение: диффузия – взаимное проникновение молекул одного вещества между молекулами другого вещества.

Характеристики вещества.

m₀ – масса молекулы, [ m] = 10 ^-23г., 10^-26кг, m₀ = µ/ Ν_А

Постоянная Авогадро – число атомов (или молекул), содержащихся в 1 моль вещества  Ν_А= 6,02∙10^-231/ моль

(постоянная Авогадро одинакова для всех веществ, т.е. моль любого вещества содержит одинаковое число атомов или молекул).

М _r – относительная молекулярная масса (атомная масса).

[ M_r] – во сколько раз масса атома или молекула данного элемента больше, чем ½ массы атома углерода.

[ M_r] – у.е. (углеродная единица).

µ - молярная масса, масса одного моля вещества.

[ µ] – г/моль, кг/моль (определяется по таблице Менделеева).

µ = m₀N_A

пример: µ₀₂ = 2 ∙16 = 32 ∙10^-3кг/моль

Моль – количество вещества, масса которого, выраженная в граммах, численно равна относительной атомной массе.

ν (ню) – количество вещества (показывает сколько молей содержится в данном веществе).

[ ν] – моль

ν =  Ν/ Ν_А = m/µ, где Ν – число молекул, Ν_А- число Авогадро

Ν_А= 6,02∙10^-231/ моль

Ν = m∙ Ν_А /µ

Все вещества по составу можно разделить на два класса: простые и сложные.

Простые вещества состоят из атомов одного и того же химического элемента, сложные – из атомов различных элементов.

Строение атома напоминает структуру Солнечной системы. Вокруг ядра , находящегося в центре атома, движутся электроны. В отличие от планет, притягивающихся с Солнцу гравитационными силами, отрицательно заряженные электроны удерживаются в близи положительно заряженного ядра силами электромагнитного взаимодействия.

Заряд ядра атома – главная характеристика химического элемента.

Заряд ядра объясняется наличием в составе ядра протонов.

Зарядовое и массовое число.

Зарядовое число равно числу протонов в ядре и обозначается – Z.

Зарядовое число ядра совпадает с порядковым номером химического элемента в периодической системе химических элементов Д.И.Менделеева.

Заряд протона положителен и равен по модулю заряду электрона  e = 1,6 ∙10^-19Кл.

В целом атом электронейтрален: положительный заряд его ядра компенсируется отрицательным зарядом электронов, число которых равно числу протонов в ядре. Суммарный заряд электронов в атоме равен – Ze.

Другой основной характеристикой атома является его масса, складывающаяся из массы ядра и суммарной массы электронов.

Кроме протонов в ядре содержатся нейтроны (нейтральные адроны).

Масса нейтрона m_n = 1,674929∙10^-27кг, масса протона m_р= 1,672623∙10^-27кг.

Масса протона в 1836 раз превосходит массу электрона m_е= 9,1093897 ∙10^-31кг, а масса нейтрона в 1839 раз, поэтому почти вся масса атома сосредоточена в ядре.

Протоны и нейтроны, входящие в состав ядра, получили общее название нуклоны.

Массовое число А равно числу нуклонов в ядре атома (суммарное число протонов Z и нейтронов N):

А =  Z + N,

Число нейтронов

N = А – Z

в ядре одного и того же элемента может быть различным.

Определение: изотоп – разновидность одного и того же элемента, атом которого содержит одинаковое число протонов в ядре и различное число нейтронов.

Зарядовое число Z и массовое число А входят в условное обозначение изотопа любого химического элемента Х.

_Z^АХ

Дефект массы.

Определение: дефект массы – разность суммарной массы отдельных частиц, входящих в состав атома (ядра), и полной массы атома (ядра).

∆m = (Zm_p + Nm_n) – M_я

Дефект массы ядра характеризует уменьшение массы ядра, образующегося при объединении нуклонов, по сравнению с суммарной массой этих нуклонов до объединения.

Уменьшение массы атома (ядра) сопровождается уменьшением его энергии:

∆Е = ∆mс²

Уменьшение энергии при образовании атома из нуклонов и электронов происходит в результате выделения энергии при объединении в ядро протонов и нейтронов, а так же вследствие излучения энергии при присоединении электрона к ядру.

Атомная единица массы.

Массу атомов, молекул, и их ядер неудобно измерять в таких крупных единицах массы, как килограмм, практически вся масса атома сосредоточена в ядре, так как масса электронов мала по сравнению с массой протона и нейтрона. Из – за примерного равенства масс протона и нейтрона в качестве единицы массы удобно использовать среднюю массу нуклона в атоме определённого химического элемента.

Атомная единица массы (а.е.м.) – средняя масса нуклона в атоме углерода  ₆ ¹²С.

В ядре атома углерода содержится 12 нуклонов.

Домашнее задание: §46, вопросы, задача № 2,3.

Основы молекулярно – кинетической теории.

Цели урока: 1. Дать основные положения МКТ.

2. Выяснить факты и явления, их подтверждающие.

3. Выяснить качественное отличие теплового движения от механического.

4. Определить свойства теплового движения:

а) хаотичность, б) не уничтожимость, в) непрерывность.

5. Рассмотреть величины, характеризующие молекулы (порядок размеров и массы, количество вещества, постоянная Авогадро, молярная масса) и методы их измерения.

6. Развивать познавательный интерес учащихся к предмету, развивать умения применять знания по физике к повседневной жизни.

7. Воспитание ответственного отношения к учебе.

Ход урока.

1. Организационный момент.

2. Изучение новой темы.

Этот раздел изучает физические свойства тел на основе различных агрегатных состояниях, на основе рассмотрения их молекулярного строения.

План изложения нового материала.

1. История возникновения МКТ.

2. Основные положения МКТ.

3. Их опытное обоснование.

4. Броуновское движение.

Впервые мысль о том, что все тела в мире состоят из мельчайших кирпичиков была высказана более 200 лет назад древнегреческими философами Демокритом и Левкиппом.

Определение: молекула – наименьшая частица вещества обладающая его химическими свойствами (вещества).

Определение: атом – нейтральная наименьшая частица химического элемента обладающая его химическими свойствами (элемента).

Броуновское движение (1827 г.)

Движение молекул:

1. Беспрерывно

2. Хаотично

3. Зависит от температуры и размеров молекул

Определение: диффузия – взаимное проникновение молекул одного вещества между молекулами другого вещества.

υ_газов υ _{жидкостей} υ_{твердых тел}

запах растворение золото, атмосфера не падает засолка свинец, цементация

Характеристики вещества.

1. m₀ – масса молекулы, [ m] = 10 ^-23г., 10^-26кг, m₀ = µ/ Ν_А

Постоянная Авогадро – число атомов (или молекул), содержащихся в 1 моль вещества Ν_А= 6,02∙10^-231/ моль

(постоянная Авогадро одинакова для всех веществ, т.е. моль любого вещества содержит одинаковое число атомов или молекул).

1. М _r – относительная молекулярная масса (атомная масса).

[ M_r] – во сколько раз масса атома или молекула данного элемента больше, чем ½ массы атома углерода.

[ M_r] – у.е. (углеродная единица).

1. µ - молярная масса, масса одного моля вещества.

[ µ] – г/моль, кг/моль (определяется по таблице Менделеева).

µ = m₀N_A

пример: µ₀₂ = 2 ∙16 = 32 ∙10^-3кг/моль

Моль – количество вещества, масса которого, выраженная в граммах, численно равна относительной атомной массе.

1. ν (ню) – количество вещества (показывает сколько молей содержится в данном веществе).

[ ν] – моль

ν = Ν/ Ν_А = m/µ, где Ν – число молекул, Ν_А- число Авогадро

Ν_А= 6,02∙10^-231/ моль

Ν = m∙ Ν_А /µ

Все вещества по составу можно разделить на два класса: простые и сложные.

Простые вещества состоят из атомов одного и того же химического элемента, сложные – из атомов различных элементов.

Строение атома напоминает структуру Солнечной системы. Вокруг ядра , находящегося в центре атома, движутся электроны. В отличие от планет, притягивающихся с Солнцу гравитационными силами, отрицательно заряженные электроны удерживаются в близи положительно заряженного ядра силами электромагнитного взаимодействия.

Заряд ядра атома – главная характеристика химического элемента.

Заряд ядра объясняется наличием в составе ядра протонов.

Зарядовое и массовое число.

Зарядовое число равно числу протонов в ядре и обозначается – Z.

Зарядовое число ядра совпадает с порядковым номером химического элемента в периодической системе химических элементов Д.И.Менделеева.

Заряд протона положителен и равен по модулю заряду электрона e = 1,6 ∙10^-19Кл.

В целом атом электронейтрален: положительный заряд его ядра компенсируется отрицательным зарядом электронов, число которых равно числу протонов в ядре. Суммарный заряд электронов в атоме равен – Ze.

Другой основной характеристикой атома является его масса, складывающаяся из массы ядра и суммарной массы электронов.

Кроме протонов в ядре содержатся нейтроны (нейтральные адроны).

Масса нейтрона m_n = 1,674929∙10^-27кг, масса протона m_р= 1,672623∙10^-27кг.

Масса протона в 1836 раз превосходит массу электрона m_е= 9,1093897 ∙10^-31кг, а масса нейтрона в 1839 раз, поэтому почти вся масса атома сосредоточена в ядре.

Протоны и нейтроны, входящие в состав ядра, получили общее название нуклоны.

Массовое число А равно числу нуклонов в ядре атома (суммарное число протонов Z и нейтронов N):

А = Z + N,

Число нейтронов

N = А – Z

в ядре одного и того же элемента может быть различным.

Определение: изотоп – разновидность одного и того же элемента, атом которого содержит одинаковое число протонов в ядре и различное число нейтронов.

Зарядовое число Z и массовое число А входят в условное обозначение изотопа любого химического элемента Х.

_Z^АХ

Дефект массы.

Определение: дефект массы – разность суммарной массы отдельных частиц, входящих в состав атома (ядра), и полной массы атома (ядра).

∆m = (Zm_p + Nm_n) – M_я

Дефект массы ядра характеризует уменьшение массы ядра, образующегося при объединении нуклонов, по сравнению с суммарной массой этих нуклонов до объединения.

Уменьшение массы атома (ядра) сопровождается уменьшением его энергии:

∆Е = ∆mс²

Уменьшение энергии при образовании атома из нуклонов и электронов происходит в результате выделения энергии при объединении в ядро протонов и нейтронов, а так же вследствие излучения энергии при присоединении электрона к ядру.

Атомная единица массы.

Массу атомов, молекул, и их ядер неудобно измерять в таких крупных единицах массы, как килограмм, практически вся масса атома сосредоточена в ядре, так как масса электронов мала по сравнению с массой протона и нейтрона. Из – за примерного равенства масс протона и нейтрона в качестве единицы массы удобно использовать среднюю массу нуклона в атоме определённого химического элемента.

Атомная единица массы (а.е.м.) – средняя масса нуклона в атоме углерода ₆ ¹²С.

В ядре атома углерода содержится 12 нуклонов.

Домашнее задание: §46, вопросы, задача № 2,3