Пояснительная записка.
Вниманию коллег предоставляется один из уроков , проводимых в конце 11 класса, когда у ребят достаточно знаний по всем программным предметам естественно-математического цикла. При умелом применении этих знаний можно сидя за школьной партой ответить на достаточно сложные вопросы, например: “Есть ли жизнь на Марсе?” Для успешного проведения урока необходимо повторить на предыдущих уроках:
- Расчет второй космической скорости.
- Расчет средней кинетической скорости молекул газа.
- Биологическое действие радиоактивных излучений.
- Взаимные превращения жидкостей и газа.
На уроке пригодиться периодическая система химических элементов Д.И. Менделеева, таблица физических характеристик планет Земной группы, таблица зависимости давления насыщающего пара от температуры.
Цель урока: Провести анализ физических условий планет Земной группы, выяснить способствуют ли они жизни на этих планетах.
Ход урока
1. Организационный момент.
Приветствие класса. Ставится задача урока: выяснить может ли живая клетка делиться на планетах Земной группы. Необходимо вспомнить условия существования жизни. Для жизни необходимо:
Водород +кислород +азот +углерод +космические лучи = органическая молекула + вода =органическая молекула, способная к воспроизводству. Класс делиться на три группы, каждая группа будет исследовать одну из планет: Меркурий, Венеру, Марс.
2. Расчет второй космической скорости.
Вспомним, что вторая космическая скорость –
это наименьшая скорость, которую нужно сообщить
телу, чтобы оно, преодолев гравитационное
притяжение небесного тела, удалилось от него на
бесконечно большое расстояние: 
, где g - ускорение
свободного падения на планете,
d - диаметр планеты.
Результаты выносятся на доску.
Меркурий: 
м/с
,
= 4248,4 м/с.
Венера: 
м/c
,
= 10379,09 м/с.
Марс: 
м/с
,
= 5013,76 м/с.
3. Расчет средней квадратичной скорости молекул газов, необходимых для жизни органической молекулы.
Для расчета используется формула:
,
где R - 8,31 Дж/ моль К – универсальная газовая постоянная,
М - молярная масса газа,
Т – максимальная температура на поверхности планеты.
Меркурий.
Поверхность планеты нагревается до 400000 К. Проведем расчеты.
Для водорода V = 
= 22329,4 м/с.
Для азота V = 
=
5967,8 м/с.
Для кислорода V = 
= 5582,3 м/с.
Углекислого газа V = 
= 47606,3 м/с.
Водяного пара V = 
= 7443,1 м/с.
Газа с массой большей чем 0,055 кг/моль
V = 
= 4258 м/.
Венера.
Планета нагревается до 500 К . Рассчитаем скорости.
Для водорода V = 
= 2496,5м/с.
Для азота V = 
=
667,2 м/с.
Для кислорода V = 
= 624,1 м/с.
Углекислого газа V = 
= 532,2 м/с.
Водяного пара V = 
= 832,2 м/с.
Марс.
Поверхность может иметь температуру 300 К.
Для водорода V = 
= 1933,8 м/с.
Для азота V = 
=
516,8 м/с.
Для кислорода V = 
= 483,3 м/с.
Углекислого газа V = 
= 412,3 м/с.
Водяного пара V = 
= 644,6 м/с.
4. Сравнение второй космической скорости планеты со средними квадратичными скоростями молекул газов. Представители от групп делают выводы у доски.
Меркурий.
Расчеты показали, что средняя квадратичная скорость всех необходимых для жизни газов больше второй космической скорости планеты Меркурий, следовательно, эти молекулы легко преодолевают гравитационное притяжение и улетают от планеты. Дополнительные расчеты показали, что у Меркурия может существовать атмосфера из газов с молекулярной массой большей 0,055 кг/моль.
Венера.
Из расчетов видно, что у Венеры есть атмосфера, планета может удержать любые известные газообразные вещества , в ее состав входят необходимые для жизни азот, кислород, водород, углерод, водяной пар и т.д.
Марс.
Средние квадратичные скорости молекул необходимых для жизни веществ оказались меньше второй космической скорости Марса, следовательно, у планеты есть атмосфера и в ней может существовать органическая молекула.
5. Анализ условий, при которых органическая молекула может воспроизводить себе подобных.
Ребята проводят дополнительные исследования уровня радиации на Венере и Марсе. Выясняют, может ли на этих планетах существовать вода в жидком состоянии.
Венера.
78% солнечной радиации отражается от верхних слоев атмосферы, т.е. несмотря на близость Венеры к Солнцу, можно предположить, что уровень радиации на планете не является губительным для живого организма.
Давление на поверхности Венеры в 88 раз больше давления на поверхности Земли, если считать земное давление нормальным, то 8800 кПа. Из таблицы видно, что при таком давлении и температуре поверхности планеты, а она может достигать 500 К, вода может существовать только в газообразном состоянии. В верхних слоях облачного слоя при давлении в 1 Па и температуре 180 К вода может присутствовать в виде кристаллов льда. Можно предположить, что в толще тропосферы есть пространство, где при температуре в 373 К давление составляет 100 кПа, т.е. условия для образования жидкой фазы воды.
Марс.
Планета достаточно удалена от Солнца, радиация не должна угрожать живой клетки. Атмосфера разряжена и космические лучи достигают поверхности, что необходимо для жизни микроорганизма. Суточные и сезонные температуры изменяются от 200 К до 300 К. Атмосферное давление около 0,6 кПа. При таких условиях вода не может быть в жидком состоянии. Но, т.к. с глубиной давление растет, то можно предположить , что где-то в недрах планеты может существовать вода в жидкой фазе, а значит на планете могут развиваться микроорганизмы.
6. Выводы.
Выводы делают ученики по группам.
1 группа. Планета Меркурий атмосферы не имеет, условия планеты не способствуют жизни микроорганизмов.
2 группа. На планете Венера есть необходимые химические вещества для образования органических молекул, но физические условия непригодны для их воспроизводства.
3 группа. Предположительно в недрах планеты Марс существует вода в жидком состоянии, а следовательно, есть место где может существовать и размножаться простейший микроорганизм.
7. Заключение урока.
Итог урока подводит учитель. Благодарит ребят за работу, обращает их внимание на то, как много они умеют и знают, какие у них были хорошие учителя.