Цель урока: сформировать у учащихся представление о явлениях броуновского движения, диффузии; показать значение диффузии в природе, технике, быту; показать масштабы вреда курения для здоровья человека и убедить в необходимости здорового образа жизни.
Планируемые результаты:
личностные:
- понимают процессы, происходящие в организме человека, связанные с явлением диффузии;
- понимают ценность здоровья и здорового образа жизни;
метапредметные:
- умеют наблюдать, систематизировать, анализировать учебный материал;
- умеют устанавливать межличностные отношения при распределении и выполнении заданий;
предметные:
- - знают смысл явлений "броуновское движение", "диффузия" как основных свойств природы, подтверждающих хаотичное движение молекул;
- - объясняют явление диффузии и зависимость скорости её протекания от температуры тела,
- умеют описывать диффузию в газах, жидкостях и твердых телах;
- знают примеры проявления диффузии в быту, природе и технике.
Оборудование: компьютер, проектор, экран, флакон с духами, стаканы, холодная и горячая вода, жидкая краска (гуашь)
Тип урока – урок по изучению нового материала
Ход урока
1. Мотивация учебной деятельности учащихся. Актуализация знаний
Предварительно в начале урока на столе стоит горячий кофе, лежит апельсин. (внимание на них не акцентируется)
Проверка ранее изученного материала.
Учитель. Ответьте на вопросы:
- Что вы знаете о строении вещества?
- Что такое молекула?
- Слова молекула, электрон, капля, атом запишите в таком порядке, чтобы каждый последующий элемент входил в состав предыдущего.
- На рисунке показан опыт, иллюстрирующий, что тела при нагревании расширяются. Укажите на рисунке предмет, который нагревали в этом опыте, - шар или кольцо. Ответ обоснуйте.
- Выберите правильное утверждение.
Согласно современным представлениям, при остывании колбы с водой уровень воды в трубке опускается потому, что …
- уменьшается число частиц воды
- уменьшается размер частиц воды
- меняется форма частиц воды
- уменьшаются промежутки между частицами воды.
Первичное усвоение знаний.
Мы вспомнили, что все тела состоят из молекул, между которыми есть промежутки. А как ведут себя молекулы в газах, жидкостях и твердых телах? Обратимся к поэме Лукреция Кара «О природе вещей», в которой он отразил взгляды ученых Древней Греции на строение вещества.
Запахи мы обоняем различного рода,
Хоть и не видим совсем, как в ноздри они проникают…
Но это все обладает, однако, телесной природой,
Если способно оно приводить наши чувства в движенье…
Вопрос к классу. А что за запах в классе? Почему так происходит?
Учащиеся выдвигают гипотезы, высказывают свои мысли (запахи смешиваются)
Проблема: Объясните, почему это может происходить? На каком физическом явлении основано распространение запахов?
Учащиеся обсуждают проблему в парах, выдвигают гипотезу (вспоминают о промежутках между молекулами, выдвигают гипотезу о движении молекул).
Совместно с учащимися формулируется тема урока. Записывается в тетрадь.
Составляется план урока (учащиеся предлагают пункты плана урока в соответствии с планом рассказа о физическом явлении). Заполняют первый и второй столбцы в таблице:
| Основные знания о молекулярном строении вещества | ||
Знаю |
Хочу узнать |
Узнал на уроке |
1. Все вещества состоят из молекул. |
1. |
1. |
Для изучения материала урока организуется работа в группах:
- Историки.
- Экспериментаторы.
- Теоретики.
- Практики.
- Практики.
Каждая группа работает со своими источниками информации, в конце работы представляет проект: плакат с результатами работы. На работу отводится 10 минут.
Задания для групп:
1. Историки.
Задача: Кто первый экспериментально обнаружил движение молекул? Почему и как броуновское движение взвешенных частиц зависит от их размеров?
В 1827 году британский ботаник Роберт Броун, исследуя пыльцу со своих цветов под микроскопом, установил, что плавающие в воде пыльцевые зёрна двигаются непрерывно и хаотически. Броун был настоящим учёным и, столкнувшись с непонятным, добросовестно исследовал открытое явление. Он обнаружил, что в горячей воде частицы скачут быстрее чем в холодной. Убедился в том, что путь их абсолютно случаен и не зависит от лондонских кебов, громыхающих по мостовой…
Ещё Роберт Броун заметил, что наблюдаемые в микроскоп очень малые частицы, взвешенные в жидкости, находятся в состоянии непрерывного беспорядочного движения и, чем меньше частица, тем интенсивнее она движется. Причина броуновского движения точно установлена: непрерывно и хаотично движущиеся молекулы жидкости ударяют со всех сторон по крупинкам твёрдого тела и приводят их в беспорядочное движение. Чем меньше масса крупинки, тем быстрее она движется, и наоборот. Таким образом броуновское движение крупинок обусловлено движением молекул жидкости.
Открытие броуновского движения имело большое значение для изучения строения вещества. Оно показало, что молекулы, из которых состоят тела находятся в непрерывном беспорядочном движении.
2. Экспериментаторы.
Задача: Провести опыты, демонстрирующие явление диффузии.
Демонстрация броуновского движения (на компьютере. blob:https://www.youtube.com/0366da7c-f960-49ce-8304-9c12b7ce577f)
Проверка зависимости скорости протекания диффузии от температуры жидкости (растворение краски в сосудах с водой разной температуры).
Диффузия в газах (Распространение запаха духов в кабинете).
3. Теоретики
Задача: Рассказать о диффузии как экспериментальном подтверждении хаотического движения частиц вещества.
Диффу́зия (лат. diffusio — распространение, растекание, рассеивание) – процесс взаимного проникновения молекул или атомов одного вещества между молекулами или атомами другого, приводящий к самопроизвольному выравниванию их концентраций по всему занимаемому объёму Примером диффузии может служить перемешивание газов (например, распространение запахов) или жидкостей (если в воду капнуть чернил, то жидкость через некоторое время станет равномерно окрашенной). Другой пример связан с твёрдым телом: атомы соприкасающихся металлов перемешиваются на границе соприкосновения. Наиболее быстро диффузионные процессы происходят в газах, медленнее в жидкостях, ещё медленнее в твёрдых телах, что обусловлено характером теплового движения частиц в этих средах. Скорость протекания диффузии ускоряется с повышением температуры. Например, если кусочек сахара опустить на дно стакана с водой и воду не перемешивать, то пройдёт несколько недель, прежде чем раствор станет однородным. В горячей воде этот процесс протекает быстрее. Ещё медленнее происходит диффузия одного твёрдого вещества в другое. Пример: на золотой слиток был положен слиток свинца, и под грузом за пять лет свинцовый слиток проник в золотой слиток на 1 мм. На рисунке видно как молекулы одного вещества постепенно проникают между молекулами другого вещества на примере размывания границы между водой и медным купоросом.
Распространение запахов в воздухе - наиболее часто встречающийся пример диффузии в газах. Почему же запах распространяется не мгновенно, а спустя некоторое время? Дело в том, что во время движения в определенном направлении молекулы пахучего вещества сталкиваются с молекулами воздуха. Траектория движения каждой частицы газа представляет собой ломаную линию, т.к. при столкновениях частицы меняют направление и скорость своего движения.
4. Практики.
Задача: Подготовить рассказ о роли диффузии в природе, технике, быту.
Каждое утро, выпивая кружку чая, мы не догадываемся, что наблюдаем явление диффузии. Это один из важных процессов в жизнеобеспечении людей и живой природы Земли. Роль, которую играет диффузия в окружающем нас мире трудно переоценить. Она встречается повсюду, ее проявления есть и в природе, и в технике, и в быту. К сожалению, диффузионные процессы могут оказывать не только положительное, но и негативное влияние на жизнедеятельность растений, животных и человека. Диффузия играет важную роль в биологических системах. Прежде всего перемещение питательных веществ и продуктов обмена в тканевых жидкостях происходит посредством диффузии. Диффузия играет большую роль в процессе насыщения крови кислородом в легких. Вследствие большой разветвленности поверхность альвеол легких велика (~ 80 м2), поэтому кислород активно растворяется в плазме и попадает в эритроциты. Диффузия используется во многих технологических процессах: засолка овощей, получение сахара (стружка сахарной свёклы промывается водой, молекулы сахара диффундируют из стружки в раствор), варка варенья, окрашивание тканей, стирка вещей, цементация, сварка и пайка металлов, в том числе диффузионная сварка в вакууме (свариваются металлы, которые другими методами соединить невозможно – сталь с чугуном, серебро с нержавеющей сталью и т.д.) и диффузионная металлизация изделий (поверхностное насыщение стальных изделий алюминием, хромом, кремнием), азотирование - насыщение поверхности стали азотом (сталь становится твёрдой, износоустойчивой), цементация – насыщение стальных изделий углеродом. Природный горючий газ, которым мы пользуемся дома, не имеет ни цвета, ни запаха. При утечке заметить его невозможно, поэтому на распределительных станциях газ смешивают с особым веществом, обладающим резким, неприятным запахом, который легко ощущается человеком. Еще один часто встречающийся пример проявления диффузии в быту – стирка цветных вещей. Не рекомендуется мокрую ткань, окрашенную в темный цвет, оставлять на длительное время в соприкосновении с белой тканью. Начинается диффузия, молекулы краски проникают в ткань белого цвета. Самый распространённый способ общения насекомых – с помощью обонятельных химических средств. Есть привлекающие ароматы (аттрактанты), а есть отталкивающие (репелленты), воспринимаемые обонятельными дырочками (порами) на усиках. Благодаря диффузии, насекомые находят себе пищу. Бабочки, порхая меж растений, всегда находят дорогу к красивому цветку. Пчелы, обнаружив сладкий объект, штурмуют его своим роем.
5. Практики.
Задача: Подготовить рассказ об отрицательной роли диффузии в пищеварении и дыхании человека.
Не всегда диффузия благо для человека. Порою, диффузия бывает вредным и даже опасным явлением.
Курение и органы пищеварения. Табачный дым, воздействуя на органы пищеварения, вызывает раздражение слизистой оболочки полости рта. В результате этого появляется кровоточивость десен, трескается эмаль (защитный покров зубов), открывая доступ к проникновению микробов, в полость рта. Меняется цвет зубов. Губы сохнут, на них появляются трещины. Вредные вещества табачного дыма, растворяясь в слюне, попадают в желудок и вызывают раздражение слизистой оболочки. Развиваются гастрит, язвенная болезнь. Увеличивается вероятность возникновения раковых заболеваний.
Температура табачного дыма на 35-40 0С выше температуры воздуха, поступающего в рот при курении, что вызывает во рту довольно резкий перепад температур. Во время курения одной сигареты происходит 15 -20 таких перепадов, что плохо отражается на состоянии зубной эмали: она трескается. Поэтому, зубы начинают разрушаться раньше и быстрее у курящих людей, чем у некурящих.
По сравнению со взрослыми организм ребенка не имеет достаточно устойчивых и сильных восстановительных механизмов. От действия табачных веществ его организм менее защищен.
Курящие школьники отстают в физическом и умственном развитии. Курящие ученики в сравнении с некурящими более нервны, рассеянны, чаще не успевают в учебе. Особенно это заметно среди школьников 11—18 лет. Таким образом, если составить портрет курильщика с длительным стажем, то он будет выглядеть следующим образом. Цвет кожи приобретает землистый опенок, зубы темнеют, появляется постоянный запах изо рта, голос становится осипшим, работоспособность снижается, ослабевают внимание, слух и зрение. Появляются кашель, одышка, снижается аппетит.
Курение и окружающая среда
Курильщик портит жизнь не только себе, но и окружающим. Курение портит Земную атмосферу и окружающую среду. Вот несколько известных фактов.
Курильщики ежегодно выкуривают, т.е. выбрасывают в атмосферу 720т синильной кислоты, 384 000т аммиака, 108 000т никотина, 600 000 т дёгтя и более 550 000 т угарного газа;
Общая масса окурков на Земле за год составляет 2 520 000 т.
Табачный дым, окутывающий Землю, задерживает ультрафиолетовые лучи;
Главный поток дыма, вдыхаемый курящим, составляет при курении сигарет без фильтра 32%, а с фильтром - 23% общего количества дыма. Большая часть дыма выделяется в окружающую среду, где его вдыхают некурящие - так называемые пассивные курильщики.
Рассматривая вопрос о конденсации: в газовой фракции табачного дыма находится дёготь, который при охлаждении переходит в жидкое состояние, т.е. конденсируется. При этом он оседает на пальцах рук, зубах, стенках воздухоносных путей, лёгких, попадает в желудок. При выкуривании одной пачки сигарет курильщик производит около 1 г. жидкого дегтя.
Проследим, какие последствия вызывает наличие дёгтя в организме человека. Оседая на зубах, он окрашивает их в жёлто-коричневый цвет. Попадая на ткань слизистой оболочки, деготь вызывает кашель и обильное мокротоотделение. Накапливаясь на лёгочной ткани, создаёт предпосылки для смертельного заболевания — рака легких; проглоченный вместе со слюной, попадает в желудок, увеличивая степень риска получить рак желудка. Учёные, изучающие проблему рака лёгких, пришли к заключению, что лица, выкуривающие более 20 папирос в день, заболевают раком лёгких в 20 раз чаще, чем не курящие.
Систематическое курение вызывает сужение капиллярных сосудов, в том числе в сердце; последнее нарушает нормальное питание сердечной мышцы, а это в свою очередь, способствует развитию ишемической болезни. Что это о заболевание помогает понять словарь: «ишемия» — греческое слово, означает «задерживающий кровь».
Контроль усвоения, обсуждение ошибок и их коррекция. Группы презентуют результаты работы. (не более 3 минут). Каждая группа оформляет плакат по своей теме, в котором содержится основная информация, рисунки, фотографии, схемы.
Учитель: (вывод)
Мы видим, как велико значение диффузии в неживой природе, а существование живых организмов было бы невозможно, если бы не было этого явления. К сожалению, приходится бороться с отрицательным проявлением этого явления, но положительных факторов намного больше и поэтому мы говорим об огромном значении диффузии в природе и жизни человека.
Закрепление
Тест распечатан на листах для каждого (3 мин)
1. Какое из приведенных ниже утверждений верно?
А) только газы состоят из молекул
Б) только жидкости состоят из молекул
В) все тела состоят из молекул
2. В каких телах диффузия, при одинаковых температурах, происходит быстрее?
А) в газах
Б) в жидкостях
В) в твердых телах
3. Что доказывает процесс диффузии?
А) что молекулы взаимодействуют между собой
Б) что молекулы состоят из атомов
В) что молекулы непрерывно хаотично движутся
4. Как зависит скорость протекания диффузии от температуры?
А) не зависит
Б) чем ниже температура вещества, тем меньше скорость
В) чем выше температура вещества, тем меньше скорость
5. Какое явление доказывает движение молекул веществ
А) броуновское движение
Б) механическое движение
В) среди ответов нет верного
Информация о домашнем задании, инструктаж по его выполнению.
Домашнее задание:
- Прочитать §9, 10.
- Выучить определения.
- Проверить усвоение по вопросам к параграфам. Выполнить одно из заданий на стр. 29 по выбору, подготовить отчет о результате опыта.
Рефлексия деятельности
Заполнить последнюю колонку в таблице:
| Основные знания о молекулярном строении вещества | ||
Знаю |
Хочу узнать |
Узнал на уроке |
1. Все вещества состоят из молекул. |
1. |
1. |