Объяснение изменений агрегатных состояний вещества на основе молекулярно-кинетических представлений

“Физические явления могут быть понятны лишь после того, как изучены движения мельчайших частиц тела”
Т. Гоббс. (англ. философ)

Цель: научить применять основные положения МКТ к объяснению различий в строении и свойствах различных агрегатных состояний вещества и их превращений (обучающийся должен оценить свои умения применять знания об основных положениях МКТ).

Задачи урока:

Образовательные:

• выявить уровень усвоения положений МКТ;
• формировать умения применять знания о строении и свойствах вещества к обоснованию закономерностей перехода от одного состояния в другое;
• продолжить работу по формированию умения составлять таблицы при систематизации и обобщении знаний о строении вещества в различных агрегатных состояниях и агрегатных превращениях.

Воспитательные:

• подчеркнуть взаимосвязь строения вещества и внешних его свойств, как пример проявления одного из признаков диалектического познания явления;
• показать значение этих связей для науки и техники.

Развивающие:

• работать над формированием умений анализировать свойства и явления на основе знаний МКТ;
• формирование умений обобщать известные данные на основе выделения главного;
• развитие логического мышления;
• активизировать внимание обучающихся при просмотре видео фрагментов и последующей работе с таблицей.

Методические рекомендации: обобщающий урок проводится в кабинете информатики при наличии мультимедийного проектора.

Оборудование: компьютеры, тест по теме “Агрегатные состояния вещества”, выполненный в программах PowerPoint и Visual Basic (Приложение 1), презентация урока (Приложение 2), карточки с заданиями (Приложение 3), бланки обобщающих таблиц (Приложение 4).

Демонстрации: видеофрагменты “Характер движения молекул твердом, жидком и газообразном состояниях”, “Три состояния вещества”, “Молекулярный механизм плавления” “Молекулярный механизм испарения”.

Ход урока

Организационный момент.

Вступительное слово учителя, в котором подчеркивается значение материала изучаемой темы, сообщается цель и план урока.

Выполнение обучающимися различного рода устных и письменных заданий обобщающего и систематизирующего характера, вырабатывающих обобщенные умения, формирующих общественно-понятийные знания, на основе обобщения фактов, явлений.

Класс разбивается на 2 группы. Выполнение заданий в группах осуществляется поочередно. В то время, когда первая группа выполняет тест на компьютере, вторая группа выполняет тестовые задания на карточках .

Первая группа

I. Выполнение обучающимися индивидуального задания на компьютере.

Контроль и оценка знаний по вопросам блоков. Программированные задания. (Приложение 1).

Вопросы 1 блока заданий.

1. Превращение жидкости в пар называют…
2. Превращение пара в жидкость называют…
3. Превращение твердого тела в жидкость называют…
4. Превращение жидкости в твердое тело называют…
5. Переход твердого тела в газообразное состояние называют…

Варианты ответов:

1. …отвердеванием.
2. …плавлением.
3. …сублимацией.
4. …конденсацией.
5. …испарением

Вопросы 2 блока заданий.

1. При плавлении кристаллического тела…
2. При кипении жидкости…
3. При кристаллизации жидкости…
4. При нагревании тела…
5. При охлаждении тела…

Варианты ответов:

1. …температура повышается.
2. …температура не изменяется.
3. …температура может и повышаться, и понижаться.
4. …температура понижается.

Вопросы 3 блока заданий.

1. Имеют постоянную температуру плавления…
2. Лед и олово…
3. При нагревании постепенно размягчаются…
4. Смола и стекло…
5. Эфир и ацетон…

Варианты ответов.

1. …тугоплавкие вещества.
2. …летучие вещества.
3. …аморфные вещества.
4. …кристаллические вещества.

Вопросы 4 блока заданий.

1. Постоянство температуры кристаллических тел означает, что…
2. Объяснение охлаждения жидких тел при испарении состоит в том, что…
3. Молекулярный механизм парообразования состоит в том, что…
4. Существование летучих и нелетучих веществ объясняется тем, что…

Варианты ответов.

1. …возрастающий размах колебаний молекул разрушает кристаллическую решетку.
2. …молекулы различных тел неодинаково сильно притягиваются друг к другу.
3. … в теле уменьшается доля “быстрых” молекул.
4. …кинетическая энергия некоторых молекул больше, чем потенциальная.
5. …кинетическая энергия его молекул не меняется.

Вопросы 5 блока заданий.

1. Увеличение площади поверхности, с которой происходит испарение…
2. Наличие ветра над поверхностью испаряющегося тела…
3. Охлаждение испаряющегося тела…
4. Наличие над поверхностью жидкости ее пара

Варианты ответов.

1. …приводит к ускорению парообразования.
2. …не влияет на скорость парообразования.
3. …приводит к замедлению парообразования.
4. …может и ускорять, и замедлять парообразование.

Вторая группа. Выполнение заданий на местах. (Приложение 3).

II. Коллективное обсуждение в ходе беседы вопросов:

1. Как объяснить существование различных агрегатных состояний вещества?
2. Сформулировать основные положения МКТ. (Слайд №3)
3. Чем отличается кристаллическое тело от жидкостей и газов (по внутреннему строению)? (Слайд 4)
4. Что называется агрегатным превращением? (Слайд 6)
5. Что называется плавлением? Температурой плавления? (Слайды 9,10)
6. Начертить график плавления какого-нибудь кристаллического тела, например льда. Указать на графике температуру плавления. (Слайд 11)
7. Что называется отвердеванием? Температурой кристаллизации? (Слайды 9,10)
8. Какой процесс называется парообразованием? Что такое конденсация? (Слайд 15)
9. В чем отличие испарения от кипения? (Слайд 15)
10. Причины, ускоряющие процесс испарения? (Слайд 16)
11. Что такое сублимация и десублимация? (Слайд №7).

III. Просмотр видеофрагментов “Характер движения молекул твёрдом, жидком и газообразном состояниях”, “Три состояния вещества”.

IV. Заполнение обобщающей таблицы. Таблица №1. (Приложение 4).

Проверка заполнения таблицы. Корректировка при необходимости.

Ответы: (Слайд 8, Приложение 2)

Вывод:  От движения молекул и от их взаимного расположения зависит, в каком агрегатном состоянии находится вещество.

VII.Объяснение агрегатных превращений (систематизация знаний).

Нагреванием (или охлаждением) можно осуществить переход из одного агрегатного состояния в другое. Попробуем объяснить агрегатные превращения с точки зрения МКТ.

Молекулярный механизм плавления: при нагревании тела возрастает кинетическая энергия колебательного движения молекул. Она начинает превышать их потенциальную энергию, значит, молекулы начинают свободно перемещаться в теле, что означает превращение в жидкость. (слайд 13. Приложение 2).

Молекулярный механизм отвердевания: при охлаждении расплава до температуры кристаллизации за счет уменьшения потенциальной энергии взаимодействия частиц среде отдается такое количество теплоты, какое необходимо в процессе плавления твердого тела. При этом кинетическая энергия атомов и молекул не меняется, температура кристаллизации вещества остается постоянной до завершения отвердевания. (слайд 14. Приложение 2)

Молекулярный механизм парообразования: наиболее быстрые молекулы, которые есть всегда в теле, имеют кинетическую энергию, превышающую их потенциальную энергию притяжения к другим молекулам. Оказавшись вблизи поверхности тела, такие молекулы способны преодолевать притяжение остальных молекул и вылетать за пределы тела. При конденсации происходит наоборот: при охлаждении молекулы пара замедляются, расстояния между молекулами уменьшаются, образуя жидкости. (слайд 19. Приложение 2)

VIII. Заполнение обобщающей таблицы (Совместная работа учащихся и учителя).

Ответы: Таблица №2. (Слайд 18. Приложение 2).

• Формулирование выводов: Любые агрегатные превращения можно объяснить на основе молекулярно-кинетической теории.
• Оценка результатов урока.
• Подведение итогов.
• Задание на дом.

Литература.

1. А.И. Бугаев. Методика преподавания физики в средней школе.
2. Л.И. Ерунова. “Урок физики и его структура при комплексном решении задач обучения”.
3. А.В. Перышкин, Гутник. Физика. 8 класс.
4. И.В.Кривченко. Физиа-8. Физика №34/98
5. А.Е.Марон, Е.А.Марон. Дидактические материалы. Физика. 8 класс.
6. http://school-collection.edu.ru/ - коллекция образовательных ресурсов для школы
7. http://n-t.ru/ - научно-техническая библиотека
8. http://physics.nad.ru/physics.htm - анимация физических процессов
9. http://physica-vsem.narod.ru/ физика для всех