Тема уроку «Дифузія в газах, рідинах та твердих тілах», Відкритий клас

Формовані УУД (Комунікативні, пізнавальні, регулятивні, особистісні)

Організаційний момент. Перевірка готовності учнів до уроку.

Учитель. Сучасній людині не можна обійтися без знань основ фізики, щоб мати правильне уявлення про навколишній світ. Сьогодні ви дізнаєтеся дуже багато законів природи, підкорите ще одну вершину знань. Джина пізнання, одного разу випущеного на волю, неможливо знову повернути в порожню, запліснілу пляшку. Та ми й не намагатимемося робити це. Нехай він буде вільний, як політ вашої думки та фантазії!

Актуалізація знань фронтальне опитування (3-5 хвилин)

Учитель. Поясніть збільшення (зменшення) об'єму тіла при нагріванні (охолодженні) за допомогою гіпотези про будову речовини.

Учні. Всі тіла складаються з найдрібніших частинок, між якими існують проміжки. При нагріванні (охолодженні) тіл їх розміри збільшуються (зменшуються) у зв'язку з тим, що частки віддаляються (зближуються) один від (к) друга (у).

Учитель. Як перевірити достовірність гіпотези?

Учні. Пояснення з рис. 16–18 підручника.

Учитель. Чому всі тіла нам здаються суцільними?

Учні. Частинки речовини дуже малі і не видно неозброєним оком.

Приклад 1. У 1см 3 будь-якого газу за нормальних умов (0 0 С, 760 мм рт. ст.) міститься 2,7 10 19 молекул.

Приклад 2. Якщо взяти число цегли, що дорівнює кількості молекул в 1см 3 газу за нормальних умов, то, будучи щільні укладені, ці цеглини покрили б поверхню всієї суші земної кулі шаром заввишки 120м, тобто. висотою, що перевищує майже в 4 рази висоту 10 поверхового будинку.

Учитель. Що таке молекула?

Учні. Молекула -дрібна частка речовини, що зберігає його хімічні властивості.

Учитель. Чи відрізняються між собою молекули однієї й тієї ж речовини?

Учні. Молекули однієї і тієї ж речовини однакові і не залежать від стану речовини.

Комунікативні, пізнавальні, особистісні дії

Створення проблемної ситуації (10 хвилин)

Постановка навчальної задачі

Вчитель. Завдання1.

1. Відкрийте на короткий час пробірку з ватою, змоченою нашатирним спиртом (духами). Закрийте пробірку. Що ви відчули?

2. Як можна пояснити поширення запаху з погляду молекулярної будови речовини?

Учні. Молекули безперервно безладно рухаються, напрям молекул змінюється, молекули спирту (духів) стикаються з молекулами повітря і перемішуються, тому ми відчуваємо запах.

Учитель. Вірно. Якщо відкрити пробірку з ватою, змоченою нашатирним спиртом (духами), то відчуємо запах, який поширюється класом. Це тому, що молекули спирту(духів) постійно рухаються. Рух молекул не можна виявити ні в лупу, ні в мікроскоп. Рухаючись у повітрі, молекулу спирту(духів) стикаються з молекулами газу, що входять до складу повітря (азотом, киснем, вуглекислим газом). При цьому вони постійно змінюють напрямок руху і, безладно переміщаючись, розлітаються по кімнаті. Тому, рухаючись дуже швидко, молекули спирту (духів) доносять запах до різних кінців класу порівняно швидко.

Формулюється тема уроку.

Тема уроку: «Дифузія в газах, рідинах та твердих тілах»

дати пояснення процесу дифузії, розкрити особливості цього явища.

Стадія вивчення нового матеріалу та відкриттянового знання (15 – 20 хвилин).

«Відкриття нового знання»

Вчитель. Завдання2. На аркуш паперу, що лежить на столі, налийте трохи холодної води з судини і всередину краплі, що утворилася, помістіть кристалик марганцівки.

– Що ви спостерігаєте? Поясніть те, що відбувається, з точки зору молекулярної будови речовини?

Учні. Ми бачимо появу забарвленої плями. Це говорить про те, що молекули безперервно, безладно рухаються і відбувається змішування молекул.

Вчитель. Я згодна, що поява забарвленої плями у формі кола підтверджує те, що молекули безперервно, безладно рухаються.

Вчитель. Висновок: Ми вже знаємо, що всі тіла складаються з найдрібніших частинок (молекул), між якими існують проміжки. Молекули рухаються безладно та хаотично. При своєму русі молекули марганцю проникають у проміжки між молекулами води.

Учитель. У фізиці це явище названо дифузія (лат. diffusio - Розповсюдження, розтікання, розсіювання).

Дифузія – це взаємне проникнення молекул однієї речовини у міжмолекулярні проміжки іншої речовини внаслідок їх хаотичного руху та зіткнень одна з одною.

Вчитель. Зробіть висновок: де дифузія протікає швидше - у газах або в рідинах.

Учні. Дифузія в газах відбувається швидше, ніж у рідинах.

Учитель. Як ви думаєте, чому?

Учні. У газі молекули розташовані далеко один від одного і проникнення молекул однієї речовини в проміжки іншої речовини відбувається швидко в результаті їх хаотичного руху та зіткнень один з одним, ніж у рідинах.

Учитель. Вірно. Молекули газу далеко віддалені одна від одної. Між ними існуютьвеликі проміжки. Крізь ці проміжки легко рухаються молекули іншої речовини. Тому дифузія у газах протікає швидко.

Учитель. Молекули в рідині на відстані порівнянному з розміром самих молекул. Самі молекули можуть переміщатися по всьому об'єму судини, що займається рідиною. При змішуванні 2-х різних рідин молекули першої рідини проникають у проміжки між молекулами другої рідини. Перемішування рідин відбувається повільно. Тому дифузія у рідинах протікає повільно.

Учитель. Чи відбувається дифузія у твердих тілах?

Учні. Напевно відбувається, тільки ще повільніше.

Учитель.

У твердих тілах відстані між молекулами дуже малі. Вони такі самі, як розміри самих молекул. Проникнення через такі малі проміжки молекул іншої речовини украй утруднене і тому відбувається дуже повільно. З цієї причини вивчення дифузії у твердих тілах стало одним із найцікавіших досліджень фізики наших днів. Як і багатьох інших галузях людської діяльності, у разі вміння передувало знання. Століттями робітники зварювали метали і отримували сталь нагріванням твердого заліза в атмосфері вуглецю, не маючи жодного уявлення про дифузійні процеси, що відбуваються при цьому. Лише 1896 року почалося наукове вивчення проблеми.

Англійський металург Вільям Роберте-Аустін у простому експерименті виміряв дифузію золота у свинці. Він наплавив тонкий диск золота на кінець циліндра з чистого свинцю довжиною 1 дюйм (2,45 см), помістив цей циліндр у піч, де підтримував температуру близько 200 0 С (температура плавлення свинцю - 327 0 С, золота - 1063 0 С). і тримав його у печі 10 днів. Потім він розрізав циліндр на тонкі диски та виміряв кількості золота,яке продифундували (проникло) в кожен зріз свинцю. Виявилося, що до «чистого» кінця через весь циліндр пройшла цілком вимірна кількість золота, а в протилежному напрямку, всередину золотого диска, продифундував свинець. Так Роберте-Аустін виявив, що нагрітий метал дифундує в інший метал, коли вони тісно притиснуті один до одного.

Відомий досвід, у якому гладко відшліфовані пластини золота та свинцю пролежали одна на одній 5 років. За цей час золото та свинець продифундували один в одного на відстань близько 1 мм. Слайд 17.

Вчитель. Завдання 3.

- Зробіть досвід, описаний у завданні 2, але цього разу змочіть папір гарячою водою.

- У якому разі дифузія відбувається швидше: під час виконання завдання 2 чи зараз?

Учні. Зараз, коли у нас гаряча вода дифузія проходить швидше.

Учитель.

-Зробіть висновок, як залежить швидкість дифузії від температури: «Чим вища температура, тим … проходить дифузія».

Учні. «Чим вища температура, тим швидше проходить дифузія».

Учитель. Чому при вищій температурі дифузія відбувається швидше?

Учні. Оскільки молекули рухаються швидше.

Учитель. Процес дифузії прискорюється зі збільшенням температури. Це тому, що зі збільшенням температури збільшується швидкість руху молекул. Т.ч., явище дифузії протікає по-різному за різної температури: що стоїть температура речовини, то швидше відбувається дифузія.