Урок изучения нового материала в 10-м классе "Основы молекулярно-кинетической теории"

Цель урока: изучить основные положения МКТ и их экспериментальные подтверждения.

Ход урока 

1. Исторические сведения [1] (Приложение 1)

Предположение о том, что все тела состоят из мельчайших неделимых частиц- атомов, было высказано около 2500 лет назад древнегреческими философами Левкиппом и Демокритом. По их представлениям, все тела возникают в результате соединения атомов. Различия в свойствах тел объясняются тем, что тела состоят из различных атомов или одинаковые атомы по-разному соединяются между собой в пространстве.

Вот примеры некоторых высказываний Демокрита об атомах «Ничего не существует, кроме атомов и пустого пространства; все прочее- мнение», «Атомы бесконечны в числе и бесконечно различны по форме…», «Различие всех предметов зависит от различия их атомов в числе, величине, форме и порядке; качественного различия атомов не существует».

Философы Древней Греции рассматривали лишь качественную картину природных явлений, но не исследовали точные количественные закономерности. Поэтому их высказывания о природе вещей не были научной теорией.

Атомистическая гипотеза широкого распространения долгое время не получала. Такие ученые, как Галилей, Декарт, Ньютон, Ломоносов, считали, что материя состоит из мельчайших неделимых частиц, и называли их корпускулами или атомами. Однако в их работах не было строгого доказательства существования атомов.

Количественное объяснение атомистической теории было дано Джоном Дальтоном (Англия), Жозефом Луи Гей-Люсаком (Франция) и Амадео Авогадро (Италия).

Важным этапом в развитии и утверждении атомно-кинетической теории строения вещества была разработка кинетической теории теплоты.

С XVII в. существовали две гипотезы о природе теплоты. Согласно первой теплота представляет особый вид материи - теплород. Содержание теплорода в теле определяет его температуру, процессы теплообмена обусловлены переходами теплорода из одного тела в другое. На основе представлений о теплороде сформировались такие понятия как «количество теплоты», «теплоемкость» и др.

Вторая гипотеза теплоты – корпускулярная - объясняла все тепловые явления движения частиц, из которых состоят тела. Значительный вклад в развитие и обоснование корпускулярной гипотезы о природе теплоты внес М.Ломоносов. В 1745г. он дал объяснение явлений теплопроводности, плавления, испарения и ряда других на основе представлений о вращательном движении частиц, из которых состоит тело. Им был сделан вывод о существовании самой низкой температуры тела, соответствующей абсолютному покою составляющих его частиц. Однако в действительности этот процесс оказался сложнее.

Важные эксперименты, которые заставили усомниться в существовании теплорода, были выполнены в 1798г. английским физиком Б.Румфордом. Он исследовал нагревание тел при трении. Повышение температуры сторонники гипотезы о теплороде объясняли тем, что при трении отрываются частицы, имеющие меньшую теплоемкость, чем само тело, поэтому и выделяется теплота. Румфорд установил, что при трении пушечного ствола тупым сверлом выделяется столько количества теплоты, что никакими изменениями теплоемкости стружек этого не объяснить. Румфорд пришел к выводу о несостоятельности теплородной теории.

В 1827г. английский ботаник Броун Р. обнаружил движение мелких твердых частиц, находящихся в жидкости или газе. Факт существования броуновского движения свидетельствует о дискретном строении вещества и беспорядочном движении молекул.

Важную роль в подтверждении справедливости МКТ сыграли опыты французского физика Ж.Перрена по изучению количественных закономерностей броуновского движения, выполненные в 1908-1911г. Эти опыты были поставлены после того, как А.Эйнштейн в 1905г на основе МКТ разработал теорию броуновского движения. Наблюдения Перрена полностью подтвердили этот результат.

2. Беседа по вопросам (повторение материала 7, 8 класса) (Приложение 1)

• Какие физические явления относят к тепловым?
• Что называется тепловым движением?
• Какое влияние на все живое на Земле оказывает изменение температуры?
• Перечислите основные положения МКТ
• Как можно оценить размер атомов? Каков размер атома?
• Перечислите доказательства существования молекул
• Какие явления доказывают, что молекулы движутся?
• Приведите примеры доказывающие, что между молекулами есть силы притяжения и отталкивания
• На каких расстояниях действуют силы притяжения, отталкивания между молекулами?
• Почему два кусочка мела прочно не соединяются, а два кусочка свинцовых бруска с гладкими срезами слипаются, если их прижать друг к другу?

3. Работа с учебником. Прочитайте параграф 59, 60, 62[2]. Заполните таблицы, ответьте на вопросы

• Какое движение называется броуновским?
• Как объяснить броуновское движение частиц?
• Почему наше тело не совершает броуновского движения?
• Как вы считаете, наблюдалось бы броуновское движение, если бы молекулы прилипали при столкновениях к броуновской частице?

4. Решение задач

1. Чему равна относительная молярная масса воды?
2. Сколько молекул в двух молях воды?
3. Чему равно количество вещества в литре воды?

5. Домашнее задание

Параграфы 57-62, упражнение 11 №2, 4, 5[2].

Литература

1. Физика: Учеб. для 10 кл. шк. и кл. с углубл. изуч. Физики/О.Ф.Кабардин, В.А. Орлов, Э.Е.Эвенчик и др.;Под ред. А.А.Пинского.- 4-е изд.-М.:Просвещение, 1999.-415с.
2. Мякишев Г.Я. Физика: учеб. для 10 кл. общеобразоват. Учреждений/Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев, Н.Н.Сотский.-14-е изд.-М.:Просвещение, 2006.-366с.