загрузка...


ПОУРОЧНЫЕ РАЗРАБОТКИ ПО ФИЗИКЕ 7 класс

Первоначальные сведения о строении вещества

Урок 5. Диффузия в газах, жидкостях и твердых телах

 

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

Оборудование: пузырек с духами; модель хаотического движения молекул; набор пробирок; вода; медный купорос.

Ход урока

I. Повторение Самостоятельная работа.

I 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.

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?

A. Молекулы холодного молока больше, чем молекулы горячего.

Б. Молекулы холодного молока меньше, чем молекулы горячего.

B. Молекулы одинаковы.

 

Вариант

 

Номер вопроса и ответ

 

 

1

2

3

4

5

1

Г

А

Б

Б

В

 

II 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 полную 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.

 

Вариант

Номер вопроса и ответ

1

2

3

4

5

2

В

Д

Б

В

А

 

II. 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.)

— 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.

 

III. 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.

 

IV. 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.

 

V. Закрепление изученного

Физический диктант

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

I вариант

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

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

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

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

5. Атомы состоят из молекул (нет).

II вариант

1. Объем тела при нагревании уменьшается (нет).

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

3. При сжатии газа уменьшается размер молекул (нет).

4. Молекулы водяного пара отличаются от молекул воды (нет).

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

 

VI. 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?

 

Дополнительный материал

Природный горючий газ, которым мы пользуемся дома для приготовления пищи, не имеет ни цвета, ни запаха. Поэтому трудно было бы сразу заметить утечку газа. А при утечке за счет диффузии газ распространяется по всему помещению. Между тем при определенном соотношении газа с воздухом в закрытом помещении образуется смесь, которая может взорваться, например, от зажженной спички. Газ может вызвать и отравление.

Чтобы сделать поступление газа в помещение заметным, на распределительных станциях горючий газ предварительно смешивают с особыми веществами, обладающими резким неприятным запахом, который легко ощущается человеком даже при весьма малой его концентрации. Такая мера предосторожности позволяет быстро заметить накопление газа в помещении, если образовалась утечка.






загрузка...
загрузка...
загрузка...