Молекулярная физика (разработка урока). Конспекты лекций по физике для СПО.doc - Конспекты лекций по физике для СПО Физика раздел молекулярная планы уроков для спо

Барковская Светлана Евгеньевна
Учебное заведение: МОУ сш № рп Кузоватово Ульяновской области
Краткое описание работы: Нестандартные задачи требуют нестандартного мышления, их решение невозможно свести к алгоритму. Поэтому наряду с традиционными методами необходимо вооружить учащихся и эвристическими методами решения задач, которые основаны на фантазии, преувеличении, «вживании» в изучаемый предмет или явление и др.

Сачук Татьяна Ивановна
Учебное заведение:
Краткое описание работы: Представленное поурочное планирование по физике предназначено для учащихся 11 класса, обучающихся на профильном уровне, составлено в соответствии с программой для общеобразовательных учреждений, рекомендованной на федеральном уровне: Примерная программа среднего (полного) общего образования.

Сачук Татьяна Ивановна
Учебное заведение: ГБОУ СОШ №1 "ОЦ" им. Героя Советского Союза С.В. Вавилова с. Борское
Краткое описание работы: Представленное поурочное планирование по физике предназначено для учащихся 10 класса, обучающихся на базовом уровне, составлено в соответствии с программой для общеобразовательных учреждений, рекомендованной на федеральном уровне: Примерная программа среднего (полного) общего образования.

Физика — это раздел естествознание, который изучает наиболее общие законы природы и материи. В российский школах физика преподается в 7-11 классах На нашем сайте материалы по физике находятся в разделах: Конспекты уроков Технологические карты Контрольные и проверочные Лабораторные и практические Самостоятельные Тесты Подготовка к ЕГЭ Подготовка к ОГЭ Олимпиадные задания Викторины и игры Внеклассные мероприятия […]


Поурочные планы по физике на портале Конспектека

Планирование учебного процесса является неотъемлемой частью работы любого учителя. Грамотно составленный поурочный план представляет собой залог успешного усвоения учебного материала учащимися. Важность и трудоемкость процесса составления поурочных планов по физике вынуждает многих педагогов искать готовые разработки в интернете. Раздел «Поурочное планирование» для учителей физики на сайте Конспектека содержит работы, присланные нашими читателями - учителями с многолетним стажем. Материалы предназначены для облегчения учительского труда - их вы можете скачать в ознакомительных целях и использовать в качестве источника вдохновения и новых идей. Разработки соответствуют принципам, закрепленных во ФГОС, и отражают новейшие тенденции в образовании.

База нашего сайта постоянно пополняется новыми разработками, поэтому если у вас имеется готовый поурочный план либо какой-либо иной материал, мы будем рады опубликовать его на страницах нашего сайта.

Вещество может находиться в трех агрегатных состояниях: твердом, жидком и газообразном. Молекулярная физика - раздел физики, в котором изучаются физические свойства тел в различных агрегатных состояниях на основе их молекулярного строения.

Тепловое движение - беспорядочное (хаотическое) движение атомов или молекул вещества.

ОСНОВЫ МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ

Молекулярно-кинетическая теория - теория, объясняющая тепловые явления в макроскопических телах и свойства этих тел на основе их молекулярного строения.

Основные положения молекулярно-кинетической теории:

  1. вещество состоит из частиц - молекул и атомов, разделенных промежутками,
  2. эти частицы хаотически движутся,
  3. частицы взаимодействуют друг с другом.

МАССА И РАЗМЕРЫ МОЛЕКУЛ

Массы молекул и атомов очень малы. Например, масса одной молекулы водорода равна примерно 3,34*10 -27 кг, кислорода - 5,32*10 -26 кг. Масса одного атома углерода m 0C =1,995*10 -26 кг

Относительной молекулярной (или атомной) массой вещества Mr называют отношение массы молекулы (или атома) данного вещества к 1/12 массы атома углерода:(атомная единица массы).

Количество вещества - это отношение числа молекул N в данном теле к числу атомов в 0,012 кг углерода N A:

Моль - количество вещества, содержащего столько молекул, сколько содержится атомов в 0,012 кг углерода.

Число молекул или атомов в 1 моле вещества называют постоянной Авогадро:

Молярная масса - масса 1 моля вещества:

Молярная и относительная молекулярная массы вещества связаны соотношением: М = М r *10 -3 кг/моль.

СКОРОСТЬ ДВИЖЕНИЯ МОЛЕКУЛ

Несмотря на беспорядочный характер движения молекул, их распределение по скоростям носит характер определенной закономерности, которая называется распределением Максвелла.

График, характеризующий это распределение, называют кривой распределения Максвелла. Она показывает, что в системе молекул при данной температуре есть очень быстрые и очень медленные, но большая часть молекул движется с определенной скоростью, которая называется наиболее вероятной. При повышении температуры эта наиболее вероятная скорость увеличивается.

ИДЕАЛЬНЫЙ ГАЗ В МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ

Идеальный газ - это упрощенная модель газа, в которой:

  1. молекулы газа считаются материальными точками,
  2. молекулы не взаимодействуют между собой,
  3. молекулы, соударяясь с преградами, испытывают упругие взаимодействия.

Иными словами, движение отдельных молекул идеального газа подчиняется законам механики. Реальные газы ведут себя подобно идеальным при достаточно больших разрежениях, когда расстояния между молекулами во много раз больше их размеров.

Основное уравнение молекулярно-кинетической теории можно записать в виде

Скорость называют средней квадратичной скоростью.

ТЕМПЕРАТУРА

Любое макроскопическое тело или группа макроскопических тел называется термодинамической системой.

Тепловое или термодинамическое равновесие - такое состояние термодинамической системы, при котором все ее макроскопические параметры остаются неизменными: не меняются объем, давление, не происходит теплообмен, отсутствуют переходы из одного агрегатного состояния в другое и т.д. При неизменных внешних условиях любая термодинамическая система самопроизвольно переходит в состояние теплового равновесия.

Температура - физическая величина, характеризующая состояние теплового равновесия системы тел: все тела системы, находящиеся друг с другом в тепловом равновесии, имеют одну и ту же температуру.

Абсолютный нуль температуры - предельная температура, при которой давление идеального газа при постоянном объеме должно быть равно нулю или должен быть равен нулю объем идеального газа при постоянном давлении.

Термометр - прибор для измерения температуры. Обычно термометры градуируют по шкале Цельсия: температуре кристаллизации воды (таяния льда) соответствует 0°С, температуре ее кипения - 100°С.

Кельвин ввел абсолютную шкалу температур, согласно которой нулевая температура соответствует абсолютному нулю, единица измерения температуры по шкале Кельвина равна градусу Цельсия: [Т] = 1 К (Кельвин).

Связь температуры в энергетических единицах и температуры в градусах Кельвина:

где k = 1,38*10 -23 Дж/К - постоянная Больцмана.

Связь абсолютной шкалы и шкалы Цельсия:

T = t + 273

где t - температура в градусах Цельсия.

Средняя кинетическая энергия хаотического движения молекул газа пропорциональна абсолютной температуре:

Средняя квадратичная скорость молекул

Учитывая равенство (1), основное уравнение молекулярно-кинетической теории можно записать так:

УРАВНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА

Пусть газ массой m занимает объем V при температуре Т и давлении р , а М - молярная масса газа. По определению, концентрация молекул газа: n = N/V , где N -число молекул.

Подставим это выражение в основное уравнение молекулярно-кинетической теории:

Величину R называют универсальной газовой постоянной, а уравнение, записанное в виде

называют уравнением состояния идеального газа или уравнением Менделеева-Клапейрона. Нормальные условия - давление газа равно атмосферному ( р = 101,325 кПа) при температуре таяния льда ( Т = 273,15 К ).

1. Изотермический процесс

Процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянной температуре называют изотермическим.

Если Т =const, то

Закон Бойля-Мариотта

Для данной массы газа произведение давления газа на его объем постоянно, если температура газа не меняется: p 1 V 1 =p 2 V 2 при Т = const

График процесса, происходящего при постоянной температуре, называется изотермой.

2. Изобарный процесс

Процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянном давлении называют изобарным.

Закон Гей-Люссака

Объем данной массы газа при постоянном давлении прямо пропорционален абсолютной температуре:

Если газ, имея объем V 0 находится при нормальных условиях: а затем при постоянном давлении переходит в состояние с температурой Т и объемом V, то можно записать

Обозначив

получим V=V 0 T

Коэффициент называют температурным коэффициентом объемного расширения газов. График процесса, происходящего при постоянном давлении, называется изобарой .

3. Изохорный процесс

Процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянном объеме называют изохорным. Ecли V = const , то

Закон Шарля

Давление данной массы газа при постоянном объеме прямо пропорционально абсолютной температуре:

Если газ, имея объем V 0 ,находится при нормальных условиях:

а затем, сохраняя объем, переходит в состояние с температурой Т и давлением р , то можно записать

График процесса, происходящего при постоянном объеме, называется изохорой .

Пример. Каково давление сжатого воздуха, находящегося в баллоне вместимостью 20 л при 12°С, если масса этого воздуха 2 кг?

Из уравнения состояния идеального газа

определим величину давления.

СЕМИНАР ДИРЕКТОРОВ ШКОЛ ЧЕРЕКСКОГО РАЙОНА
ПЛАН - КОНСПЕКТ

ОТКРЫТОГО УРОКА

по физике

Основные положения молекулярно- кинетической теории

Учитель физики

МОУ «Средняя общеобразовательная

школа п. Кашхатау»

Мокаева Н.И.

Кашхатау - 2007

Тема урока.

Основные положения молекулярно- кинетической теории (МКТ)

Цели урока:

Образовательные:




  • установить характер зависимости сил притяжения и отталкивания от расстояния между молекулами;

  • учиться решать качественные задачи;
Развивающие:
развивать:

  • умение применять знания теории на практике;

  • наблюдательность, самостоятельность;

  • мышление учащихся посредством логических учебных действий.
Воспитательные:

  • продолжить формирование представлений о единстве и взаимосвязи явлений природы.
Планируемые результаты:

Знать:


  • основные положения молекулярно кинетической теории и их опытные обоснования; понятия диффузии, броуновского движения.
Уметь:

  • формулировать гипотезы и делать выводы, решать качественные задачи.
Тип урока: изучение нового материала

Форма урока: комбинированный

Комплексно-методическое обеспечение: мультимедийный проектор, компьютер, экран, колба с покрашенной водой, 2 мензурки со спиртом и водой, мензурка (пустая), раствор аммиака, свинцовые цилиндры, марганцовка.

Методы обучения:


  • словесные

  • наглядные

  • практические

  • проблемные (вопросы)
Межпредметные связи:

  • химия

  • информатика
Ход урока:

Эпиграф :

Воображение правит миром.
Наполеон 1

Не существует ничего, кроме атомов.
Демокрит

Организационный момент (мотивация учебной деятельности)

Введение в молекулярную физику

Все вы на уроках физики изучали физические явления, такие как механические, электрические и оптические, но кроме этих явлений в окружающем нас мире столь же распространены – тепловые явления. Тепловые явления изучает молекулярная физика. Кроме того, до сегодняшнего дня мы изучали физику так называемых «макроскопических» тел (от греч. – «макрос» - большой). Теперь нас будет интересовать и то, что происходит внутри тел.


Таким образом, мы приступаем к изучению молекулярной физики – будем рассматривать строения и свойства вещества на основе МКТ.

Согласитесь! Мир удивителен и многообразен. Еще с древних времен люди пытались представить его в воображении, на основании фактов, полученных в результате наблюдений или опытов. Сегодня мы с вами вслед за учеными сделаем попытку заглянуть в него.


  1. Из истории молекулярно-кинетической теории
Фундаментом МКТ является атомическая гипотеза, что все тела в природе состоят из мельчайших структурных единиц – атомов и молекул. (слайд2)Около 2500 лет назад в Др.Греции зародилась атомическая гипотеза, одним из ее авторов является Демокрит (легенда о Демокрите)
Большой вклад в теорию внес в 18 в. выдающийся русский ученый-энциклопедист М.В.Ломоносов, рассматривает тепловые явления, как результат движения частиц, образующих тела.
Теория была окончательно сформулирована в19 в. в трудах Европейских ученых.

  1. Изучение нового материала
В основе МКТ строения вещества лежат четыре основных положения.

Тема урока: Основные положения МКТ”

Цели:


  • сформулировать основные положения МКТ;

  • раскрыть научное и мировоззренческое значение броуновского движения;

  • установить характер зависимости сил притяжения и отталкивания от расстояния между молекулами.
I положение МКТ (Все тела состоят из вещества)

В каких агрегатных состояниях могут находиться вещества?

Приведите примеры.
- Из чего состоит вещество?
(Вещество состоит из частиц)
Вот мы и сформулировали I положение МКТ

Все вещества состоят из частиц(I).
- Из чего состоят частицы?
- Мы сформулировали I положение, но все предположения должны быть доказаны.

Доказательства:


  1. Механическое дробление (мел) (демонстрация опыта)

  2. Растворение вещества (марганцовка, сахар)

  3. Ну, и прямое доказательства – электронные и ионные микроскопы
II положение МКТ

Получим II положение МКТ.

1) Проведем опыт. Насыплем немного марганцовки в колбу с водой. Что мы наблюдаем? (вода постепенно окрашивается)

Почему вода окрасилась?

2) Что произойдет через некоторое время, если я открою пузырек с пахучим веществом?
- Почувствуем запах.

Вывод: Запах пахучего вещества распространится по всей комнате и перемешается с воздухом.

Как называется это явление?
- Диффузия

Определение: Диффузия – процесс взаимного проникновения различных веществ, обусловленный тепловым движением молекул.

В каких телах возникает диффузия?
- Диффузия возникает в газах, жидкостях и твердых телах.
- Приведите примеры диффузии (приводят примеры).
- У каких тел скорость движения молекул будет самой наибольшей? Наименьшей?
-V газ >V жид >V тв.телах.

Однажды, в 1827г., английский ученый- ботаник Роберт Броун рассматривал в микроскоп взвешенные в воде споры плауна и обнаружил необычное явление: споры плауна без видимых на то причин скачкообразно двигались. Броун наблюдал это движение несколько дней, однако так и не смог дождаться его прекращения. Впоследствии это движение было названо броуновским . (Примеры: муравьи в блюде, игра “Пушбол”, частички пыли и дыма в газе).

Попробуем объяснить это движение. Как вы думаете, в чем причина движения «неживых» частичек?

Объяснить это явление можно, если предположить, что молекулы воды находятся в постоянном, никогда не прекращающемся движении. Они беспорядочно сталкиваются друг с другом. Наталкиваясь на споры, молекулы вызывает их скачкообразные перемещение. Количество ударов молекул о спору с разных сторон не всегда одинаково. Под действием «перевеса» удара с какой– нибудь стороны, спора будет перескакивать с места на место.

Определение: Броуновское движение – тепловое движение взвешенных в жидкости или газе частиц.

Причина движения: удары молекул о частицу не компенсируют друг друга.

II положение МКТ частицы вещества непрерывно и беспорядочно (хаотически) движутся.

Доказательства:

Диффузия.

Броуновское движение.

III положение МКТ

Проведем опыт. В одну мензурку нальем 100 мл воды, а в другую – 100 мл подкрашенного спирта. Перельем жидкости из этих мензурок в третью. Удивительно, но объем смеси получится не 200 мл, а меньше: около 190 мл. Почему же так происходит?


Ученые установили, что вода и спирт состоят из мельчайших частиц, называемых молекулами. Они настолько малы, что не видны даже в микроскоп. Тем не менее известно, что молекулы спирта в 2-3 раза крупнее молекул воды. Поэтому при сливании жидкостей их частицы перемешиваются, и более мелкие частицы воды размещаются в промежутках между более крупными частицами спирта. Заполнение этих промежутков и способствует уменьшению общего объема веществ.

Т.е. между частицами вещества имеются промежутки.

Скажите пожалуйста, можем ли мы на примере явления диффузии доказать, что между частицами имеются промежутки? (Доказательство )

Итак, III положение МКТ – между частицами вещества имеются промежутки

IV положение МКТ

Мы знаем, что тела и вещества состоят из отдельных частиц, между которыми есть промежутки. Почему же тогда тела не рассыпаются на отдельные частицы, подобно гороху в разорвавшемся пакете?


П роделаем опыт . Возьмем два свинцовых цилиндрика. Ножом или лезвием зачистим их торцы до блеска и плотно прижмем друг к другу. Мы обнаружим, что цилиндрики "сцепятся". Сила их сцепления настолько велика, что при удачном проведении опыта цилиндрики выдерживают тяжесть гири в 5 кг.

Из опыта следует вывод: частицы веществ способны притягиваться друг к другу. Однако это притяжение возникает лишь тогда, когда поверхности тел очень гладкие (для этого и понадобилась зачистка лезвием) и, кроме того, плотно прижаты друг к другу.

Опыт. Смачиваю две стеклянные пластинки и прижимаю их друг к другу. После пытаюсь их отсоединить, для этого прилагаю некоторые усилия.

Частицы веществ способны отталкиваться друг от друга. Это подтверждается тем, что жидкие, а особенно твердые тела очень трудно сжать. Например, чтобы сдавить резиновый ластик, требуется значительная сила! Ластик гораздо легче изогнуть, чем сдавить.



Притяжение или отталкивание частиц веществ возникает лишь в том случае, если они находятся в непосредственной близости. На расстояниях, чуть больших размеров самих частиц, они притягиваются. На расстояниях, меньших размеров частиц, они отталкиваются. Если же поверхности тел удалены на расстояние, заметно большее, чем размер частиц, то взаимодействие между ними не проявляется никак. Например, нельзя заметить никакого притяжения между свинцовыми цилиндриками, если их сначала не сжать, то есть не сблизить их частицы.

Возникновение силы упругости. Сжимая или растягивая, изгибая или скручивая тело, мы сближаем или удаляем его частицы. Поэтому между ними возникают силы притяжения-отталкивания, которые мы и объединяем термином "сила упругости".



Взгляните на рисунок. На нем мы условно изобразили частицы резины изгибаемого ластика. Вы видите, что около верхней грани ластика частицы резины сближаются друг с другом. Это приводит к возникновению между ними сил отталкивания. Вблизи нижней грани ластика частицы удаляются друг от друга, что приводит к возникновению между ними сил притяжения. В результате их действия ластик стремится выпрямиться, то есть вернуться в недеформированное состояние. Другими словами, в ластике возникает сила упругости, направленная противоположно силе, вызвавшей деформацию.

Вывод: Частицы притягиваются и отталкиваются.

- Сформулируйте I V положение МКТ
Частицы, взаимодействуют друг с другом, притягиваются и отталкиваются

Опытные обоснования:


- склеивание;
- смачивание;
- твердые тела и жидкости трудно сжать, деформация.

Преподаватель. Если бы между молекулами не существовало сил притяжения, то вещество бы при любых условиях находилось в газообразном состоянии, только благодаря силам притяжения молекулы могут удерживаться около друг друга и образовывать жидкости и твердые тела.


Если бы не было сил отталкивания, то мы свободно могли бы проткнуть пальцем толстую стальную плиту. Более того, без проявления сил отталкивания вещество не могло бы существовать. Молекулы проникли бы друг в друга и сжались бы до объема одной молекулы.

Вывод:


    1. силы притяжения и отталкивания действуют одновременно;

    2. силы имеют электромагнитную природу.
Закрепление:

Сформулируйте основные положения МКТ.

Какие опытные факты подтверждают I положение МКТ?

Какие опытные факты подтверждают II положение МКТ?

Какие опытные факты подтверждают III положение МКТ?

Какие опытные факты подтверждают IV положение МКТ?

Решение качественных задач


    1. На каком физическом явлении основан процесс засолки овощей, консервирования фруктов?

    2. В каком случае процесс происходит быстрее – если рассол холодный или горячий?

    3. Почему сладкий сироп приобретает со временем вкус фруктов?

    4. Почему сахар и другие пористые продукты нельзя хранить вблизи пахучих веществ?

    5. Как можно объяснить исчезновение дыма в воздухе?

    6. Почему стол, стул не совершают броуновского движения?

    7. Почему из осколков разбитого стакана невозможно собрать целый стакан, а хорошо отшлифованные цилиндры плотно прилипают друг к другу?
Домашние задание
Рефлексия учебной деятельности

Дабы ты лучше постиг, что тела основные мятутся


В вечном движеньи всегда, припомни, что дна никакого
Нет у Вселенной нигде, и телам изначальным остаться
Негде на месте, раз нет ни конца, ни пределу пространству,
Если безмерно оно и простерто во всех направленьях,
Как я подробно уже доказал на основе разумной.

Тит Лукреций Кар (ок. 99 – 55 гг. до н. э.)

Примечание: под “телами основными” и “телами изначальными” понимаются мельчайшие частицы вещества – атомы и молекулы.

Подведение итогов.

Конспект открытого урока по теме «Постоянный электрический ток» I курс (СПО)

Цель урока: Обобщение знаний по теме "Постоянный электрический ток".

Задачи:

образовательная: повторить основные величины, понятия, законы.

развивающая: устанавливать логические связи между физическими величинами, понятиями, уметь обобщать полученные знания.

воспитательная: уметь работать в группах, получать положительную мотивацию от полученных знаний.

Оборудование:

Интерактивная доска

Лабораторное оборудование:

амперметр,

вольтметр,

2 резистора,

выключатель,

соединитель провода.

Наглядность : электрическая цепь, путеводитель.

Ход урока

Организационный момент.

Вступительное слово учителя. Сегодня ребята нам предстоит обобщить изученный материал по теме "Постоянный электрический ток", совершив путешествие по стране "Электричество". И начнем с города "Перепутье".

Основная часть урока.

1) "Перепутье". Время - 5 мин.

Найди правильную дорогу. На интерактивной доске представлены все изученные физические величины. Найти правильную дорогу, последовательно провести линии.

Задание распечатано на листах и раздается всем учащимся и 1 учащийся у доски.

2) "Подумайград". Время - 2 мин.

Вопрос записан на доске. Устно. Кто первый ответит? (Используется Презентация РРS).

Вопрос: Почему количество единиц измерения не соответствует количеству физических величин?

Ответ: 1) А (работа), Q (количество теплоты) - имеют одну и ту же единицу измерения [Дж] Джоуль.

2) Е (электродвижущая сила), U (напряжение) - также имеют одну и ту же единицу измерения [В] - Вольт.

3) "Формулград". От каждой группы выходят к доске по 1 ученику. Время - 5 мин.

Допиши формулу. 3 человека выполняют на доске, остальные учащиеся выполняют в рабочих тетрадях.

4) "Прибороград". На интерактивной доске представлена следующая таблица. Учащиеся на листах с подписанными фамилиями отвечают цифрами (1-5), (2-6) и т.д. Время 3 мин.