Разработка урока по физике "Диффузия. Диффузия как доказательство о строении вещества"

Цель урока: познакомить учащихся с диффузией в жидкостях, газах и твердых телах; научить объяснять явление диффузии и скорость ее про­текания в зависимости от температуры тела.

Задачи:

Воспитательная: воспитание дисциплинированности в классе; внимательность на уроках.

Образовательная: познакомить учащихся с диффузией в жидкостях, газах и твердых телах; научить объяснять явление диффузии и скорость ее про­текания в зависимости от температуры тела.

Развивающая: развитие памяти учащихся; развитие познавательного интереса; формирование умений прослеживать причинно - следственные связи и выявлять признаки понятий.

Требования к знаниям и умениям:

Учащиеся должны знать:

 - Явление диффузии,

 - понятие температуры,

 - структуру и принцип действия термометра,

 - взаимосвязь температуры и скорости движения молекул

Учащиеся должны знать:

 - Объяснять свойства твердых, жидких и газообразных тел на основе положений МКТ

 - Приводить примеры использования диффузии,

 - измерять температуру

Тип урока: комбинированный

Программное обеспечение: учебник, рабочая тетрадь, доска.

Ход урока:

I Орг. момент

Диффузия в газах, жидкостях и твердых телах

Повторение Самостоятельная работа.

Вариант 1

1. Выберите верное утверждение.

А. Только твердые тела, состоят из молекул. Б. Только жидкости со­стоят из молекул. В. Только газы состоят из молекул. Г. Все тела со­стоят из молекул.

2. Отличается ли чем - нибудь молекулы твердого йода и молекулы газообразного йода.

А. Не отличаются. Б. Отличаются формой. В. Отличаются числом атомов. Г. Молекулы твердого тела больше молекул газа. Д. Молеку­лы твердого тела меньше молекул газа.

3. Промежутки между молекулами жидкости и молекулами твердого тела при одной и той же температуре. . .

А. Одинаковы. Б. Неодинаковы: промежутки между молекулами жидкости больше, чем между молекулами твердого тела. В. Неоди­наковы: промежутки между молекулами жидкости меньше, чем между молекулами твердого тела. Г. Неодинаковы: промежутки меж­ду молекулами жидкости могут быть и больше и меньше, чем между молекулами твердого тела.

4. Можно ли утверждать, что объем водорода в воздушном шаре ра­вен сумме объемов отдельных молекул водорода?

А. Да, объем водорода в воздушном шаре равен сумме объемов отде­льных молекул водорода. Б. Нет, объем водорода в воздушном шаре не равен сумме объемов отдельных молекул водорода, так как есть промежутки между молекулами.

5. Есть ли отличие между молекулами холодного молока и молекула­ми горячего молока?

1.  Молекулы холодного молока больше, чем молекулы горячего. Б. Молекулы холодного молока меньше, чем молекулы горячего.
2. Молекулы одинаковы.

Вариант  2– смотрите документ

Изучение нового материала

Опытным доказательством того, что тела состоят из молекул, которые находятся в непрерывном беспорядочном движении, является диффу­зия.

Запах духов, как известно, ощущается на довольно большом рассто­янии. Распространение запахов происходит из - за того, что молекулы духов движутся. Молекулы духов на своем пути сталкиваются с моле­кулами газов, которые входят в состав воздуха. Они постоянно меняют направление движения и, беспорядочно перемещаясь, разлетаются по комнате.

Проделаем опыт, связанный с растворением кристаллика медного ку­пороса в воде. Этот опыт также указывает на возможность молекул раз­ного сорта перемешиваться между собой.

Если в раствор купороса аккуратно налить воду, то между двумя слоя­ми образуется четкая граница раздела (медный купорос тяжелее воды). Но через два дня в сосуде будет однородная голубоватая жидкость. Это происходит совершенно произвольно.

Процесс проникновения молекул одного вещества между молекулами другого, вследствие хаотичного движения называется диффузией. Таким образом, диффузия - результат хаотичного движения всех молекул без всякого механического воздействия.

Так как молекулы движутся и в газах, и в жидкостях, и в твердых телах, то в этих веществах возможна диффузия. Чем больше скорость молекул, тем интенсивнее процесс диффузии. В газах диффузия происходит быс­трее, чем в жидкости и твердом теле, а в жидкости скорость диффузии больше, чем в твердых телах.

Взаимное проникновение молекул гладкой свинцовой пластинки между молекулами золотой пластинки при комнатной температуре может стать заметным лишь через 4 - 5 лет. Проникновение составит 1 мм.

Английский металлург Вильям Робертс - Аустин в простом экспери­менте измерил диффузию золота в свинце. Он наплавил тонкий диск золота на конец цилиндра из чистого свинца длиной 1 дюйм, поместил этот цилиндр в печь, где поддерживалась температура около 200 °С, и держал его в печи 10 дней. Затем разрезал цилиндр на тонкие диски и измерил массу золота, которое проникло в каждый срез свинца.

Оказалось, что к «чистому» концу через весь цилиндр прошла вполне измеримая масса золота; в противоположном направлении в глубь зо­лотого диска проник свинец. Робертс - Аустин обнаружил, что нагретый металл проникает в другой, когда они тесно прижаты друг к другу.

Процесс диффузии ускоряется с повышением температуры. Это про­исходит потому, что с повышением температуры увеличивается ско­рость движения молекул. Таким образом, явление диффузии протекает по - разному при разной температуре: чем выше температура вещества, тем быстрее происходит диффузия.

А теперь давайте попробуем решить, почему диффузия протекает по - разному при разной температуре? Как изменяются свойства молекул при изменении давления?

Какую гипотезу можно выдвинуть? (При высокой температуре мо­лекулы движутся быстрее и из - за этого быстрее перемешиваются. )

А если вещество однородное? Что произойдет с его молекулами при нагревании? (Молекулы будут быстрее двигаться. )

Весь материал - смотрите документ.

Дата:______ Подпись: __________

Класс: 7 класс

Предмет: физика

«ДИФФУЗИЯ. ДИФФУЗИЯ КАК ДОКАЗАТЕЛЬСТВО О СТРОЕНИИ ВЕЩЕСТВА.»

Цель урока: познакомить учащихся с диффузией в жидкостях, газах и твердых телах; научить объяснять явление диффузии и скорость ее про­текания в зависимости от температуры тела.

Задачи:

Воспитательная: воспитание дисциплинированности в классе; внимательность на уроках.

Образовательная: познакомить учащихся с диффузией в жидкостях, газах и твердых телах; научить объяснять явление диффузии и скорость ее про­текания в зависимости от температуры тела.

Развивающая: развитие памяти учащихся; развитие познавательного интереса; формирование умений прослеживать причинно-следственные связи и выявлять признаки понятий.

Требования к знаниям и умениям:

Учащиеся должны знать:

- Явление диффузии,

- понятие температуры,

- структуру и принцип действия термометра,

- взаимосвязь температуры и скорости движения молекул

Учащиеся должны знать:

- Объяснять свойства твердых, жидких и газообразных тел на основе положений МКТ

- Приводить примеры использования диффузии,

- измерять температуру

Тип урока: комбинированный

Программное обеспечение: учебник, рабочая тетрадь, доска.

План:

I Орг. момент

II устный опрос по прошедшей теме и проверка домашнего задания

III Изучение нового материала

1. Диффузия

2. Температура

IV Рефлексия

V Подведение итогов

VI Домашнее задание

Ход урока:

I Орг. момент

Диффузия в газах, жидкостях и твердых телах

1. Повторение Самостоятельная работа.

1. вариант

1. Выберите верное утверждение.

А. Только твердые тела, состоят из молекул. Б. Только жидкости со­стоят из молекул. В. Только газы состоят из молекул. Г. Все тела со­стоят из молекул.

1. Отличается ли чем-нибудь молекулы твердого йода и молекулы газообразного йода.

А. Не отличаются. Б. Отличаются формой. В. Отличаются числом атомов. Г. Молекулы твердого тела больше молекул газа. Д. Молеку­лы твердого тела меньше молекул газа.

1. Промежутки между молекулами жидкости и молекулами твердого тела при одной и той же температуре...

А. Одинаковы. Б. Неодинаковы: промежутки между молекулами жидкости больше, чем между молекулами твердого тела. В. Неоди­наковы: промежутки между молекулами жидкости меньше, чем между молекулами твердого тела. Г. Неодинаковы: промежутки меж­ду молекулами жидкости могут быть и больше и меньше, чем между молекулами твердого тела.

1. Можно ли утверждать, что объем водорода в воздушном шаре ра­вен сумме объемов отдельных молекул водорода?

А. Да, объем водорода в воздушном шаре равен сумме объемов отде­льных молекул водорода. Б. Нет, объем водорода в воздушном шаре не равен сумме объемов отдельных молекул водорода, так как есть промежутки между молекулами.

1. Есть ли отличие между молекулами холодного молока и молекула­ми горячего молока?

1. Молекулы холодного молока больше, чем молекулы горячего. Б. Молекулы холодного молока меньше, чем молекулы горячего.

2. Молекулы одинаковы.

1. вариант

1. Мельчайшей частицей вещества является...

А. Элементарная частица. Б Атом. В. Молекула.

2. Отличается ли чем-нибудь молекулы водяного пара от молекулы

воды?

А. Отличаются формой. Б. Молекулы пара больше молекул жидкос­ти. В. Молекулы пара меньше молекул жидкости. Г. Отличаются чис­лом атомов. Д. Не отличаются.

3. Промежутки между молекулами твердого тела и молекулами газа

при одной и той же температуре...

А. Неодинаковы: промежутки между молекулами твердого тела боль­ше, чем между молекулами газа. Б. Неодинаковы: промежутки меж­ду молекулами твердого тела меньше, чем между молекулами газа. В. Неодинаковы: промежутки между молекулами твердого тела могут быть и больше и меньше, чем между молекулами газа. Г. Одинако­вы.

4. В стакан, наполненный до краев чаем, осторожно всыпали пол­

ную чайную ложку сахарного песка, и чай не перелился через края стакана. Почему?

А. Сахар испарился. Б. Чай, заполненный сахарным песком, раздви­нул стенки стакана. В. Молекулы сахара заняли промежутки между молекулами воды. Г. Молекулы воды стали меньше размером и осво­бодившееся пространство заполнили молекулы сахара.

5. Есть ли отличие между молекулами серебра в ложке, опущенной в

горячий чай, и в ложке, лежащей на столе?

А. Нет, молекулы одинаковы. Б. Молекулы серебра горячей ложки меньше, чем молекулы серебра холодной. В. Молекулы серебра хо­лодной ложки меньше, чем молекулы серебра горячей.

Изучение нового материала

Опытным доказательством того, что тела состоят из молекул, которые находятся в непрерывном беспорядочном движении, является диффу­зия.

Запах духов, как известно, ощущается на довольно большом рассто­янии. Распространение запахов происходит из-за того, что молекулы духов движутся. Молекулы духов на своем пути сталкиваются с моле­кулами газов, которые входят в состав воздуха. Они постоянно меняют направление движения и, беспорядочно перемещаясь, разлетаются по комнате.

Проделаем опыт, связанный с растворением кристаллика медного ку­пороса в воде. Этот опыт также указывает на возможность молекул раз­ного сорта перемешиваться между собой.

Если в раствор купороса аккуратно налить воду, то между двумя слоя­ми образуется четкая граница раздела (медный купорос тяжелее воды). Но через два дня в сосуде будет однородная голубоватая жидкость. Это происходит совершенно произвольно.

Процесс проникновения молекул одного вещества между молекулами другого, вследствие хаотичного движения называется диффузией. Таким образом, диффузия - результат хаотичного движения всех молекул без всякого механического воздействия.

Так как молекулы движутся и в газах, и в жидкостях, и в твердых телах, то в этих веществах возможна диффузия. Чем больше скорость молекул, тем интенсивнее процесс диффузии. В газах диффузия происходит быс­трее, чем в жидкости и твердом теле, а в жидкости скорость диффузии больше, чем в твердых телах.

Взаимное проникновение молекул гладкой свинцовой пластинки между молекулами золотой пластинки при комнатной температуре может стать заметным лишь через 4-5 лет. Проникновение составит 1 мм.

Английский металлург Вильям Робертс-Аустин в простом экспери­менте измерил диффузию золота в свинце. Он наплавил тонкий диск золота на конец цилиндра из чистого свинца длиной 1 дюйм, поместил этот цилиндр в печь, где поддерживалась температура около 200 °С, и держал его в печи 10 дней. Затем разрезал цилиндр на тонкие диски и измерил массу золота, которое проникло в каждый срез свинца.

Оказалось, что к «чистому» концу через весь цилиндр прошла вполне измеримая масса золота; в противоположном направлении в глубь зо­лотого диска проник свинец. Робертс-Аустин обнаружил, что нагретый металл проникает в другой, когда они тесно прижаты друг к другу.

Процесс диффузии ускоряется с повышением температуры. Это про­исходит потому, что с повышением температуры увеличивается ско­рость движения молекул. Таким образом, явление диффузии протекает по-разному при разной температуре: чем выше температура вещества, тем быстрее происходит диффузия.

А теперь давайте попробуем решить, почему диффузия протекает по- разному при разной температуре? Как изменяются свойства молекул при изменении давления?

Какую гипотезу можно выдвинуть? (При высокой температуре мо­лекулы движутся быстрее и из-за этого быстрее перемешиваются.)

А если вещество однородное? Что произойдет с его молекулами при нагревании? (Молекулы будут быстрее двигаться.)

1. Правильно. А как можно проверить эту гипотезу? (Выслушивают­ся предложения учащихся.)

Мы знаем, что из-за движения молекул происходит такое явление, как испарение. Нужно предсказать, как будет протекать испарение при разной температуре.

Учащиеся делают предположение: испарение протекает быстрее при более высокой температуре, так как чем быстрее движутся молекулы, тем больше молекул улетает из жидкости за одно и то же время.

Демонстрация опыта

В два одинаковых стакана наливается вода — горячая и холодная. Ста­каны ставятся на чашки весов. Весы в равновесии. Скоро чашка с хо­лодной водой начинает перевешивать.

Решение задач

Теперь давайте попытаемся использовать наши знания при решении задач. Объясните следующие ситуации на основе связи температуры тела и скорости движения молекул.

1. Лужи быстрее высыхают на солнце, чем в тени.

2. Белье быстрее сохнет на ветру.

3. На поверхности молока, налитого в сосуд, через некоторое время образуются сливки. Это жир, входящий в состав молока, собира­ется капельками и всплывает на поверхность. Сливки в холодиль­нике отстаиваются быстрее, чем в теплом помещении.

4. Запах березового веника в жаркой бане распространяется быст­рее, чем в прохладной комнате.

5. Огурцы быстрее просаливаются в горячей воде, чем в холодной.

6. При использовании фена волосы высыхают тем быстрее, чем теп­лее воздух.

7. Грибы около плиты высыхают, а забытые в корзине — гниют.

Закрепление изученного

Физический диктант

Предлагается ряд утверждений, ученики записывают под соответс­твующим номером «да», если считают утверждение верным, или «нет», если считают его неверным:

вариант

Вещество состоит из мельчайших частиц, едва различимых невоо­руженным глазом (нет).

Объем газа при нагревании увеличивается, так как каждая молеку­ла становится больше по размеру (нет).

Пленка масла, растекаясь по поверхности воды, может занять лю­бую площадь (нет).

Молекулы воды точно такие же, как и молекулы льда (да).

Атомы состоят из молекул (нет).

вариант

Объем тела при нагревании уменьшается (нет).

Объем жидкости при охлаждении уменьшается, так как проме­жутки между молекулами становятся меньше (да).

При сжатии газа уменьшается размер молекул (нет).

Молекулы водяного пара отличаются от молекул воды (нет).

Газом из двухлитрового сосуда можно заполнить четырехлитро­вый сосуд (да).

IV Рефлексия

- Почему запах духов распространяется по комнате?

- Что называется диффузией?

- Какую положительную и отрицательную роль играет диффузия?

- Какие выводы вытекают из явления диффузии?

- Почему зимой, когда замерзают воды рек и озер, рыбы, обитающие в них, больше нуждаются в кислороде, чем летом?

- Какие тепловые явления вы знаете? Что такое температура?

- Связана ли диффузия с температурой тела? Почему?

Итог урока

Процессы диффузии имеют очень большое значение в природе. Ды­хание животных и растений, проникновение кислорода из крови в тка­ни — все это диффузия.

Можно сделать вывод: чем горячее тело, тем больше скорость моле­кул; чем холоднее тело, тем меньше скорость молекул.

Слова горячее, холодное, теплое характеризуют тепловое состояние тел. Чтобы описать это состояние, необходима физическая величина температура. Температура измеряется термометром.

В конце урока можно продемонстрировать различные виды термо­метров, используемых для разных целей.

Домашнее задание

§9; вопросы к параграфу.

Экспериментальное задание:

Задание 1.

Явление диффузии можно пронаблюдать дома, имея крепкий чай и воду.

В тонкостенный стакан с водой с помощью пипетки опустите на дно несколько капель крепкого чая. Через некоторое время чай окрасит воду во всем стакане.

Взяв два стакана — с холодной и горячей водой, выясните зависимость скорости диффузии от температуры.

Задание 2.

Вместе с товарищем проделайте опыт.

Возьмите часы с секундной стрелкой, кусок шпагата, линейку (или рулетку), флакон духов и встаньте в разные углы комнаты.

Пусть ваш товарищ заметит время и откроет флакон. Вы отметьте вре­мя, когда почувствуете запах духов. Измерьте расстояние между вами и найдите скорость диффузии (опыт повторите не менее трех раз и найди­те среднее значение скорости.)

Сравните скорость диффузии со средней скоростью движения моле­кул газа при комнатной температуре. Как можно объяснить разницу?

5