Основные положения Молекулярно-кинетической теории. Размеры молекул.

Тема: Основные положения Молекулярно-кинетической теории. Размеры молекул.

Цели урока:

образовательная: сформулировать основные положения МКТ; дать понятие о размерах молекул систематизировать знания учащихся по МКТ на основе структуры физической теории; на примере становления идеи атомизма проследить общий путь научного познания: опыт – модель – следствия - эксперимент.

развивающая: формировать умение применять теорию на практике; развиватьнаблюдательность, самостоятельность.

воспитательная: продолжить формирование представлений о единстве и взаимосвязи явлений природы;

продолжить работу по воспитанию положительной мотивации к изучению физики, формированию инициативности, уверенности в своих силах.

Тип урока: изучение нового материала.

Форма урока: Вводная лекция с элементами беседы.

Ход урока

1. Изучение нового материала

Историческая справка

В 5 веке до новой эры древнегреческий ученый Демокрит утверждал: «Ничто не существует, кроме атомов и пустого пространства. Всё прочее есть мнение… Атомы бесконечны в числе и бесконечно различны по форме».

В 4 веке появилось учение Аристотеля, которое позднее будет поддержано христианской церковью: «Любое тело может делиться до бесконечности».

В 1646 году француз Пьер Гассенди высказал предположение, что атомы объединяются в небольшие группы «молекулы» (от лат. «moles» – масса)

В 18 веке М.В. Ломоносов предположил, что молекула может быть однородной и разнородной и находиться в в хаотичном состоянии. В этом же веке Бернулли применил понятие о молекуле для объяснения давления газов.

В 1827 году английский ботаник Броун обнаружил движение спор плауна ( болотного растения), взвешенных в воде.

Вклад М. В. Ломоносова в развитие МКТ (XVIII в.): считает, что теплота – движение корпускул, создает зачатки модели идеального газа, объясняет явления теплопроводности, выдвигает идею о недостижимости самой низкой температуры. Работы Ломоносова остались незамеченными (на них обратили внимание лишь через 100 лет).

Формирование основных понятий статистической физики.

Макроскопические тела – это большие тела, состоящие из огромного числа молекул.

Тепловые явления – это явления , связанные с нагреванием или охлаждением тел.

Тепловое движение молекул – это беспорядочное и хаотическое движение молекул.

В основе молекулярно-кинетической теории строения вещества лежат три утверждения:

1. Все вещества состоят из частиц. (Возможность механического дробления веществ, растворение вещества в воде, диффузия, сжатие и расширение газов).

2. Частицы хаотично движутся. (Диффузия – явление проникновения молекул одного вещества между молекулами другого вещества. Броуновское движение мелких, взвешенных в жидкости частиц под действием ударов молекул).

3. Частицы взаимодействуют друг с другом: одновременно проявляя силы взаимного притяжения и отталкивания. (Для разрыва твердого тела необходимо некоторое усилие, в то же время твердые и жидкие тела трудно сжимаемы. Капли жидкости, помещенные в непосредственной близости друг от друга, сливаются).

Каждое утверждение строго доказано с помощью опытов.

Оценка размеров молекул.

Разливаем капельку оливкового масла на поверхность воды. Масло никогда не займет всю поверхность, если сосуд велик.

Вопрос. Почему?

Нельзя заставить капельку объёмом 1 мм³ расплыться так, чтобы она занимала площадь поверхности более 0,6 м².

Объём слоя масла равен произведению его площади поверхности S на толщину d слоя, т.е.

V=S*d

d=0,001 см³/6000 см² = 1,7*10 см ^-7.

Размеры молекул больше размеров атомов. Диаметр любого атома примерно равен 10 ^-8см.

Число молекул.

Подсчитаем число молекул в капле воды массой 1 г объёмом 1 см³

Диаметр молекулы воды равен 3*10 ^-8 см.

N=1 см ³/(3*10^-8)³ см³ =3*10²²

1. Закрепление материала

Решение задачи.

Кусочек парафина массой 9 · 10^-7 кг, брошенный в горячую воду, расплавился и образовал пленку, площадь поверхности которой 1 м² . Определить диаметр молекулы парафина, полагая, что толщина пленки равна диаметру молекулы. Плотность парафина 900 кг/м³ . Дано:

m = 9 · 10^-7 кг

S = 1 м²

ρ = 900 кг/м³

Решение:

1) d = V/S

2) V = m/ ρ

3) d=m/ ρS=9*10^-7/900*1=10^-9 м

терминологию: атомы, химические формулы, количество вещества, молярная масса.

Относительная молекулярная масса вещества: М_r= (табличн. значение)

Количество вещества (стр. 101)- определение прочитать, обозначение ν, единица измерения (моль), прочитать, что такое 1 моль.

Число Авогадро (стр. 101) прочитать, записать значение в тетради: N_A=6,02∙10²³ моль^-1,

Молярная масса – масса одного моля вещества, M= М_r∙10^-3 кг/моль, М=m₀∙N_A, где m₀ –масса одной молекулы.

Количество вещества (стр. 101)  , где N- о число молекул в данной массе вещества, m – масса вещества.

Число молекул в данной массе вещества 

Масса вещества  =

Экспериментально установлено, что атомная единица массы равна 1,6610^-27кг. Поскольку в таблице Менделеева указаны относительные атомные массы, то легко вычислить массу любого атома или молекулы. (К доске вызывается один ученик) Например, рассчитать массу молекулы углекислого газа.

= 1,6610^-27кг44 = 73,0410^-27кг.

Подведение итогов урока:

Американский физик Рейман считал, что если человечество и плоды его трудов исчезнут и для будущих поколений разрешено будет оставить одну фразу, то это будет следующее:

1. Вещество состоит из частиц;

2. Частицы движутся;

3. Частицы взаимодействуют между собой.

1. Домашнее задание: §55, 56

Повторить терминологию: атомы, химические формулы, количество вещества, молярная масса.