Урок физики № 14 в 8 классе по теме «Объяснение изменения агрегатного состояния вещества на основе молекулярно-кинетических представлений»

Цели урока: изучение физических особенностей в строении и свойствах веществ в различных агрегатных состояниях, о процессах плавления и кристаллизации.

Задачи урока:

образовательная: изучить физические свойства веществ в различных агрегатных состояниях, выяснить особенности строения веществ в различных агрегатных состояниях и объяснить их.

развивающая: совершенствовать навыки самостоятельной работы, активизировать мышление школьников, умение самостоятельно формулировать выводы, развивать речь.

воспитательная: развитие познавательного интереса к предмету, развитие чувства взаимопонимания и взаимопомощи в процессе совместного решения задач.

Планируемые результаты:

предметные: научиться объяснять агрегатное состояние вещества расположением, характером движения и взаимодействия молекул; описывать процесс перехода вещества; приводить примеры веществ в различных агрегатных состояниях и их переходов; делать выводы;

метапредметные: выявлять проблемы; осознанно планировать и регулировать свою деятельность; воспринимать, анализировать, перерабатывать полученную разными способами информацию; составлять план и последовательность учебных действий; выдвигать и обосновывать гипотезы; обозначать проблемы и находить пути их решения; анализировать объекты с целью выделения их признаков;

личностные: воспитание прилежания и ответственности за результаты обучения; формирование познавательного интереса.

Оборудование: модели кристаллических решеток твердых тел, справочные таблицы «Температура плавления и кристаллизации», стакан со льдом, спиртовка, термометр, парафин или воск, спички, проектор, компьютер, презентация к уроку

Презентация к уроку

ХОД УРОКА

1. Организационный момент.

Учитель. Ребята, настроимся на рабочий лад. Просто расслабьтесь и скажите себе: «Сейчас идет урок физики. Обо всем остальном я не буду думать сейчас, я подумаю об этом позже». Прекрасно! А теперь давайте приступим к работе.

2. Вхождение в тему

Учитель. Эпиграфом к нашему уроку послужат слова Алексея Плещеева:

Уж тает снег, бегут ручьи,
В окно повеяло весною…
Засвищут скоро соловьи,
И лес оденется листвою!

Вопрос: Какова тема нашего урока? (Заслушиваются ответы учеников)

2. Актуализация знаний по теме «Строение вещества»

Ученики отвечают на вопросы:

Перечислите свойства твёрдых тел. Назовите свойства жидкостей. Какими свойствами обладают газы?

Учитель. Подведем итоги: Воспользуйтесь облаком слов и сформулируйте выводы по данным вопросам.

Все вещества состоят из отдельных частиц – молекул, между которыми есть промежутки.

Частицы вещества непрерывно и беспорядочно движутся.

Частицы вещества взаимодействуют друг с другом.

3. Изучение нового материала.

Вопрос: В каком агрегатном состоянии может находиться любое вещество? (Заслушиваются ответы учеников)

Учитель. Любое вещество, состоящее из атомов или молекул, может находиться в одном из трех агрегатных состояний: а) твердом; б) жидком или в) газообразном.

На примере моделей кристаллических решеток (демонстрируется модель) видно, что в твердом состоянии положение молекул упорядочено. Они не могут свободно перемещаться по телу. Запись в тетрадь:

Положение молекул упорядоченно.

Молекулы не перемещаются по телу.

Взаимодействие между молекулами сильное.

Расстояние между молекулами маленькие.

Демонстрация. Таяние льда, плавление воска.

Учитель. Молекулы жидкости не имеют такой структуры в расположении, силы взаимодействия у них меньше, чем у молекул твердых тел, и поэтому даже под действием небольших внешних сил они легко перемещаются. Жидкости обладают текучестью. Запись в тетрадь:

Молекулы не имеют такой строгой структуры расположения молекул, как в твердых телах.

Взаимодействия между молекулами меньше.

Молекулы могут изменять свое положение.

Обладают текучестью.

Молекулы газа еще слабее связаны друг с другом и поэтому перемещаются по всему объему с большими скоростями. При этом они часто сталкиваются друг с другом. На примере распространения запаха духов комнате это можно наблюдать. Запись в тетрадь:

Молекулы перемещаются по всему объему с большими скоростями.

Молекулы сталкиваются друг с другом.

Взаимодействие между молекулами слабое.

Учитель. Но как из одного состояния получить другое? Ученики делают запись и рисунок в тетрадь.

Процесс перехода вещества из твердого состояния в жидкое называется плавлением. Он связан с увеличением внутренней энергии. В таких превращениях поглощается тепло веществом.

Вопрос: Что происходит с кинетической энергией движения молекул? (Она возрастает)

Процесс перехода вещества из жидкого состояния в твердое называется кристаллизацией (отвердеванием). Он идет с выделением тепла.

Вопрос: Что происходит со скоростью молекул и внутренней энергией вещества? (Скорость молекул и внутренняя энергия уменьшаются.)

Процесс перехода вещества из жидкого состояния в газообразное называется парообразованием.

Он связан с увеличением внутренней энергии. В таких превращениях поглощается тепло веществом, кинетическая энергия движения молекул увеличивается.

Процесс перехода вещества из газообразного состояния в жидкое называется конденсацией. (Скорость молекул и внутренняя энергия уменьшаются.)

Процесс перехода вещества из твердого состояния в газообразное называется сублимацией или возгонкой

Процесс перехода вещества из газообразного состояния в твердое называется десублимацией.

4. Закрепление изученного материала

Вопрос: Как бабушкин сундук связан с агрегатным состоянием вещества? (Бабушкин сундук с запахом нафталина – это пример сублимации.)

Учитель. У меня в руке два болтика: железный и медный. Вы спросите, что я с ними сейчас делаю. Пытаюсь расплавить. Это возможно? (Нет, так как температура плавления железа 15390С, а меди - 10830С)

Вопрос: Какой металл можно расплавить в руках?

Галлий. Он обладает весьма интересными свойствами. Во-первых, тепла человеческого тела вполне достаточно, чтобы превратить этот серебристый металл в жидкость. Температура его плавления — всего 29,8 °С.  Удобно, к примеру, применять его в устройствах пожарной сигнализации. Стоит воздуху в помещении слегка нагреться, как столбик галлиевого сплава, вмонтированный в реле, начинает таять. В результате замыкаются электрические контакты и звуковой или световой сигнал извещает об опасности. Надежнее любого вахтера!

Во-вторых, галлий может длительное время не затвердевать в переохлажденном состоянии. 

В-третьих, кипеть начинает лишь при 2230 °С.

Вопросы:

Какой еще металл может расплавиться у вас в руках?

Можно ли расплавит оловянного солдатика в алюминиевой кастрюле?

Назовите самый тугоплавкий металл?

Вопрос: Прав ли поэт? Зашихин Леонид «Капля»

Вальяжно капля по стеклу текла.
Но вдруг морозом намертво сковало;
И в мире поубавилось тепла,
Когда она холодной льдинкой стала.

Я дышу на раму, как чудак,
У мороза отобрать дыханием силюсь,
Но этот мой мальчишеский пустяк
Работает, видать, со знаком минус.

Я к небу взор просительный поднял
С мольбою: - Помогите, ради Бога,
Снова оживить росинку дня
И подвести потерь моих итоги!

Ответ: «И в мире поубавилось тепла» - это ошибка, так как при замерзании жидкости выделяется тепло. Поглощение теплоты при таянии льда и выделение ее при замерзании воды оказывают значительное влияние на изменение температуры воздуха, особенно вблизи водоемов.

Решение качественных задач. Ученикам выдаются карточки с вопросами. Они тянут по одному вопросу и отвечают (Приложение 1)

? Люди научились обрабатывать бронзу раньше, чем железо. Чем это можно объяснить? (температура плавления бронзы ниже, чем железа)

? Почему в мороз снег скрипит под ногами? (ломаются сотни тысяч снежинок-кристаллов)

? Одну из бутылок с водой положили на лед при 0°C, вторую – опустили в воду при 0°C. Замерзнет ли вода в какой-нибудь из них? (для изменения агрегатного состояния вещества необходимо либо отобрать у него, либо сообщить ему некоторое количество теплоты. Чтобы осуществилась теплопередача, соприкасающиеся тела должны иметь различную температуру. Первая бутылка и лед, вторая бутылка и вода имеют одинаковые температуры, поэтому вода ни в одной из бутылок не замерзнет)

? Объясните явление, описанное в рассказе Э.Шима «Белое, черное» : «…Застывающий гипс, вдруг сам по себе начинает разогреваться … и очень приятно, особенно зимою, положить закоченевшие руки на сахарно-белую, чуть влажную отливку, полную внутренней ласковой теплоты» (процесс кристаллизации гипса связан с выделением теплоты плавления. Поэтому отливка разогревалась)

? Для скорейшего таяния снега его посыпают солью, а для пониженных температур снег смешивают с солью в соотношении 2:1. Получается, что в первом случае соль вызывает нагревание, а во втором – охлаждение. В чем здесь дело? (Соленый снег имеет пониженную температуру плавления, поэтому при хорошем доступе внешнего тепла он тает, когда несоленый снег еще твердый (например, на улицах); При ограниченном доступе тепла – охлаждает помещенное в него тело (например, при изготовлении мороженого)

?Что днём растёт в длину, а вечером в толщину?  Как образуются сосульки?

Ответ: Днём тепло, вода стекает с крыши по сосульке и замерзает на её конце – сосулька растёт в длину. Вечером, когда становится холоднее, вода не успевает добраться до кончика сосульки и замерзает на её поверхности – сосулька растёт в толщину.

?.Разъясните народную примету: «Если Луна ясная – жди мороза».

Ответ: Если Луна ясная, это означает, что атмосфера чиста и безоблачна и поверхность земли быстро охлаждается. Если при этом безветренно, то вполне вероятно, что наступит мороз.

?Глянем поглубже в расселины скал:
Тихо в кристаллах растет минерал.
(И.В.Гете)

О каком природном явлении здесь говорится?

Ответ: кристаллизация.

?Опрятней модного паркета
Блистает речка, льдом одета.
Мальчишек радостный народ
Коньками звучно режет лёд.
(А.С.Пушкин)

Почему коньки легко скользят по льду, а по стеклу, поверхность которого более гладкая, на коньках кататься невозможно? Почему коньки скользят по льду тем хуже, чем сильнее мороз?

Ответ: При скольжении по льду внутренняя энергия коньков и льда увеличивается, лёд под лезвием конька плавится и в результате между коньком и льдом образуется водяная прослойка, уменьшающая силу трения. При сильном морозе скольжение коньков значительно ухудшается, а при очень сильном морозе лёд для коньков становится подобным стеклу.

?. А ну, скорей снимите шляпу!
Я дочь космического папы.
И вездесуща и легка, –
Я лед, я пот, я – облака.
Я иней, чай, бульон, туман,
Река, ручей и океан.
Когда я злюсь, то закипаю;
А от мороза – застываю. (Вода)

– Перечислите все переходы воды в различные состояния которые здесь встречаются?

5. Рефлексия.

​​​​​​​

Учитель. Наш урок подходит к концу. Прочитайте внимательно отрывки из романа «Евгений Онегин» и определите кто вы:

Мальчишка, который радостно режет лед (новый материал доступен и понятен, урок прошел интересно)

Гусь, скользящий и падающий (многое было на уроке не понятно, но урок понравился)

Юнец, который ленится (урок прошел бесполезно, ничего не запомнил)

А.С. Пушкин роман «Евгений Онегин»

… Опрятней модного паркета

Блистает речка, льдом одета.

Мальчишек радостный народ

Коньками  звучно режет лед.

На красных лапках гусь тяжелый,

Задумав плыть по лону вод,

Ступает бережно на лед,

Скользит и падает…

… И труд, и мука, и отрада,

Что занимало целый день

Его тоскующую лень, – ….

6. Домашнее задание: § 11, 12, упражнение 10(стр. 34), ДЛР №2 (вырастить кристалл)

2*. Сборник задач В.И.Лукашика, Е.В.Ивановой: № 1012, 1013, 1065, 1067

Список использованной литературы:

1. Лукашик В.И., Иванова Е.В. Сборник задач по физике 7-9 класс-М.: Просвещение, 2013

2. Перышкин А.В. Физика. 8 кл.: учебник для общеобразовательных учреждений. – М.: Дрофа, 2014.

3. Шлык Н.С. Поурочные разработки по физике. 8 класс. –М.: ВАКО, 2017

4. Шелковникова Е.Н. Агрегатное состояние вещества / http://festival.1september.ru/articles/629127/

Приложение 1

? Люди научились обрабатывать бронзу раньше, чем железо. Чем это можно объяснить?

? Почему в мороз снег скрипит под ногами?

? Одну из бутылок с водой положили на лед при 0°C, вторую – опустили в воду при 0°C. Замерзнет ли вода в какой-нибудь из них?

? Объясните явление, описанное в рассказе Э.Шима «Белое, черное» : «…Застывающий гипс, вдруг сам по себе начинает разогреваться … и очень приятно, особенно зимою, положить закоченевшие руки на сахарно-белую, чуть влажную отливку, полную внутренней ласковой теплоты» 

? Для скорейшего таяния снега его посыпают солью, а для пониженных температур снег смешивают с солью в соотношении 2:1. Получается, что в первом случае соль вызывает нагревание, а во втором – охлаждение. В чем здесь дело?

?Что днём растёт в длину, а вечером в толщину?  Как это образуется?

?.Разъясните народную примету: «Если Луна ясная – жди мороза».

?Глянем поглубже в расселины скал:
Тихо в кристаллах растет минерал.
(И.В.Гете)

О каком природном явлении здесь говорится?

?Опрятней модного паркета
Блистает речка, льдом одета.
Мальчишек радостный народ
Коньками звучно режет лёд.
(А.С.Пушкин)

Почему коньки легко скользят по льду, а по стеклу, поверхность которого более гладкая, на коньках кататься невозможно? Почему коньки скользят по льду тем хуже, чем сильнее мороз?

​​​​​​​?. А ну, скорей снимите шляпу!
Я дочь космического папы.
И вездесуща и легка, –
Я лед, я пот, я – облака.
Я иней, чай, бульон, туман,
Река, ручей и океан.
Когда я злюсь, то закипаю;
А от мороза – застываю. 

– Перечислите все переходы в различные состояния которые здесь встречаются?