Урок. Агрегатные состояния вещества

Различные агрегатные состояния вещества и их объяснение с точки зрения молекулярно-кинетических представлений.

Изучение этой темы удобно проводить в такой последовательности. Сначала на опытах продемонстрировать общие свойства твердых тел, жидкостей и газов. Лучше начать с твердых тел, так как их свойства больше знакомы учащимся из жизненного опыта. Следует повторить значение терминов «форма» и «объем». Здесь можно воспользоваться рядом опытов: сгибание стальной пластинки, растягивание резиновой ленты с начерченными на ней квадратами и др. На их основе сделать вывод о свойстве твердых тел: сохранение формы. Затем предложить учащимся привести примеры, подтверждающие наличие этого свойства и значение его в технике и быту.
Изменение формы жидкости можно продемонстрировать, переливая ее в различные сосуды. В качестве первого и последнего сосудов лучше взять мензурку и мерную колбу, чтобы одновременно показать, что при переливаниях объем жидкости не изменился. Сложнее продемонстрировать малую сжимаемость жидкостей. Можно предложить учащимся проделать опыт (или выполнить его на уроке): толстостенный флакон, наполненный до края водой, закрыть притертой пробкой и убедиться, что вода частично выливается из флакона.
Опыт преподавания показывает, что о газах учащиеся знают значительно меньше, чем о твердых телах и жидкостях. Прежде чем изучать свойства газов, необходимо повторить с учащимися те сведения, которые они получили в курсе природоведения: дождь, туман, снег и лед, таяние снега, просыхание почвы (II класс), круговорот воды в природе (III класс), свойства некоторых газов и др. Затем рассказать о них несколько подробнее и при этом желательно показать шарик с водородом, сосуд с углекислым газом, опыт, демонстрирующий, что углекислый газ тяжелее воздуха (рис.).

Урок. Агрегатные состояния вещества

(Получить углекислый газ можно в аппарате Киппа (рис.), действуя соляной кислотой на мрамор.)

Урок. Агрегатные состояния вещества 1
После этого продемонстрировать основные свойства газов: их сжимаемость, способность к неограниченному расширению. Известны многие простые опыты: сжатие мяча или резиновой перчатки, надутой воздухом и завязанной; заметное расширение газа при нагревании и др. Свойство газа занимать всю предоставленную ему емкость можно показать на простом опыте: перевязать посередине детский резиновый шарик. Затем в одну половину надуть немного воздуха и развязать «перемычку». Воздух займет весь шарик.
Объяснение свойств газов, жидкостей и твердых тел на основе молекулярно-кинетической теории надо логически связать с рассмотренными опытами. Это объяснение удобнее начать с газов: поведение их молекул несколько «проще»; кроме того, дальнейшим разъяснениям о расположении, движении и взаимодействии молекул в жидкостях и твердых телах помогает сопоставление с газами.
Учащиеся видели, что газ легко сжать, что при нагревании он заметно расширяется, отсюда делают вывод: промежутки между молекулами газа сравнительно велики (при нормальных условиях они в десятки раз больше размеров самих молекул).
Из этого следует также, что молекулы газов почти не притягиваются друг к другу,— учащимся уже известно, что притяжение проявляется лишь на очень малых расстояниях. Отсутствием притяжения и непрерывным движением молекул и объясняется рассмотренное ранее свойство газа — занимать всю предоставленную емкость. Таким образом, знания свойств газов и некоторых сведений о молекулах позволяют дать ясную для учащихся картину строения газов.
Некоторые ученики отождествляют воздух с вакуумом и говорят: между молекулами находится воздух. Поэтому, полезно специально обратить внимание на окружающий нас воздух, сказать несколько слов о его составе, о поведении его молекул, об их скоростях, расстояниях, числе молекул и объеме 1 см3 (в 1 см3 воздуха содержится при нормальных условиях 2,7*10 в 19 степени молекул). Можно написать это число на доске со всеми нулями и привести сравнение, показывающее, как оно огромно. Например, если из 1 см3 воздуха каждую секунду выпускать по 100 млн. молекул, то этот объем опустеет лишь через 9000 лет. Обычно вызывает интерес обсуждение вопроса о том, что бы мы увидели вокруг себя, если бы молекулы воздуха стали видимыми, и было бы ли это для нас удобно.
Затем переходят к объяснению свойств жидкостей и твердых тел.
Жидкости легко меняют форму, но очень малосжимаемы. Из их первого свойства следует, что притяжение между молекулами в них слабее, чем в твердых телах; из второго — что расстояния между молекулами невелики (примерно равны размерам самой молекулы). В беседе с учениками надо выяснить, отсутствует ли притяжение между молекулами в жидкости. Для этого сравнить поведение молекул жидкости с поведением молекул газов, которые занимают полностью всю предоставленную им емкость, и сделать вывод, что поскольку жидкости не обладают таким свойством, то притяжение между их молекулами больше, чем у газов.
Особую прочность твердых тел трудно обосновать на первом этапе изучения физики VI класса, так как учащимся не известны типы связей в кристаллах. Можно лишь сказать, что характерное для твердого тела наличие правильной геометрической формы (снежинки, кристаллы иода) обусловлено правильным расположением молекул в этих телах.
Во время объяснения свойств тел полезно повторить некоторые опыты, это активизирует внимание учащихся и делает объяснения более понятными. Перед объяснением интересно выслушать мнение учащихся о связи свойств тел с поведением молекул. Например, спросить их, какова, по их мнению, причина большой сжимаемости газов. Выслушав предположения, учитель резюмирует их и окончательно объясняет это свойство газов.

Различия между агрегатными состояниями позволят в дальнейшем объяснять многие изучаемые явления вплоть до конвекции и теплопроводности. Важно также подчеркивать, что сами молекулы при переходе из одного агрегатного состояния в другое не меняются (хотя и существуют исключения).

В теме «Первоначальные сведения о строении вещества» учащимся можно предложить лишь качественные задачи, например такие:

1. Известно, что молекулы газов при комнатной температуре движутся со скоростью, примерно равной скорости пули. Почему же диффузия в воздухе, например распространение запаха духов, не происходит за доли секунды?

2. Различаются ли между собой молекулы теплой и холодной воды?

3. Вода испарилась и превратилась в пар. Изменились ли при этом сами молекулы воды? Как изменилось их расположение и движение?

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Яндекс.Метрика