Диффузия твёрдых тел (Козичева Е.Н.)

Диффузия твердых тел, жидкостей и газов.
Ф.И.О. учителя: Козичева Елена Николаевна
учитель физики МКОУ «Воротынская СОШ»
Класс: 7 . Дата: 20.09.2012г. Предмет: физика
УМК: А.В. Перышкин
Тема урока Диффузия твердых тел, жидкостей и газов.
3 урок в теме «Первоначальные сведения о строении вещества»
Тип урока: урок- исследование, проблемный урок.
Цели урока: 1.Раскрытие сути явления диффузия.
2. Экспериментальное установление зависимости скорости протекания диффузии.
3. Показ проявления диффузии в природе, быту, технике.
Задачи урока:
Образовательные – ознакомить обучающихся с опытными фактами, позволяющими
сделать вывод о том, что молекулы всех веществ находятся в непрерывном движении;
ознакомить обучающихся с явлением диффузии и сформулировать определение этого
явления; выяснить, как протекает явление диффузии в газах, жидкостях и твердых телах;
выяснить условия, влияющие на быстроту протекания диффузии.
Развивающие - продолжить формирование умений делать выводы и обобщения,
обнаруживать в быту изучаемые явления.
Воспитательные - показать значение опытных фактов, продолжить воспитание
отношения к физике как к экспериментальной науке.
Оборудование:
У учителя: Духи, стакан с водой, стаканы с водой и раствором медного купороса, АРМ
учителя, презентация «Диффузия», карточки с заданиями для групп, карточки «Верю, не
верю», карточки с отгадками.
1 группа: 2 стакана, стакан с водой, мензурка, 2 кусочка сахара массой 5 г., секундомер,
палочка для размешивания.
2 группа: 3 стакана, мензурка, кусочек сахара массой 5 г., сахарный песок, сахарная пудра,
чайная ложка, секундомер, 3 палочки для перемешивания.
3 группа: 2 стакана, мензурка, горячая и холодная вода, термометр, палочки для
перемешивания, секундомер.
Ход урока:
I.
Введение в урок
Можно плыть по реке,
И парить в облаках,
И шагать по земле,
Увязая в песках, но сгущается пар, застывает река,
а твердейшая бронза порою мягка.
Видно чем - то похожа на камень вода.
Что все это роднит:
Облака и гранит,
Человека, и звезды, и птиц?
Сложен мир.
Сложен мир из отдельных частиц.
II.
Актуализация знаний
Проверка знаний обучающихся по теме «Строение вещества. Молекулы»
Игра «Верю, не верю» (Слайды 3 – 11)
«Верю – не верю»
№
Вопрос
1.
Вещество состоит из мельчайших частиц, едва различимых
невооруженным глазом.
Объем газа при нагревании увеличивается, т. к. каждая молекула
становится больше по размеру.
Стальной шарик при нагревании увеличивается в объеме, т. к.
промежутки между молекулами становятся больше
2.
3.
4.
Объем тела равен сумме объемов его молекул.
5.
Молекулы воды точно такие же, как и молекулы льда.
6.
Атомы состоят из молекул.
7.
Объем тела при нагревании уменьшается.
8.
Объем жидкости при охлаждении уменьшается, т. к. промежутки
между молекулами становятся меньше.
III.
Целеполагание
Отгадайте загадки: (Слайд 12)
1. Что не имеет длины, глубины, ширины, высоты, а можно измерить?
(Температура)
2. Девица мала. Из нее состоят все тела. (Молекула)
3. Какое действие происходит на слайде (Слайд №12)
На доске карточки со словами: молекула, температура, движение.
Как эти слова связаны между собой?
Да (+)
Нет (-)
Для ответа на этот вопрос давайте выдвеним гипотезу и проверим ее.
Гипотеза: молекулы в теле находятся в движении. Скорость движения зависит от
температуры. (Слайд 12 )
Постановка задач урока обучающимися. (Слайд 14 )
IV.
Разрешение проблемы. Проверка правильности ее решения.
В выдвинутой нами гипотезе говорится о молекулах. Расскажите более подробно:
что такое молекула? что вы знаете о молекулах?
(Осуществляется повторение. Обучающиеся высказывают свои
версии.)
Все правильно, но все высказанные вами ранее версии по объяснению результата
опыта были основаны еще на одном предположении, которое вы использовали, но не
проговорили в слух. Как вы думаете, о чем идет речь? Молекулы проникли…
Молекулы перемешались… В каком случае это возможно?
(Это возможно только в том случае, если молекулы движутся)
Итак, явление самопроизвольного перемешивания веществ
называется диффузией. Причина диффузии - это беспорядочное
движение молекул. (Делается запись в тетрадь) (Слайд 15 )
А теперь давайте выясним, одинаково ли протекает диффузия в веществах,
находящихся в различных агрегатных состояниях. Проделаем с вами два опыта.
1. Учитель распыляет духи в одном углу класса. Ученики поднимают руки по мере
того, как почувствуют запах освежителя. Наглядно видно, что запах освежителя
распространяется постепенно и довольно быстро.
2. Возьмем стакан с водой и стакан с раствором медного купороса. Осторожно
смешаем жидкости. Убедимся, что сначала видна граница между двумя жидкостями,
но постепенно она размывается, это происходит довольно медленно. (Слайды 18 - 20 )
3. Учитель задает вопрос: Как вы думаете, в твердых телах происходит диффузия?
Ответы детей.
Учитель просит найти ответ в тексте учебника. Дети работают с текстом. Отвечают
на вопрос учителя.
Делаем вывод: в каком агрегатном состоянии быстрее протекает диффузия.
Сформулируем вывод и запишем его в тетради:
Скорость протекания диффузии зависит от того, в каком агрегатном
состоянии находятся вещества. Диффузия быстро протекает в
газах, медленнее - в жидкостях и очень медленно - в твердых
телах. (Слайд 21 )
Выдвижение новой проблемы и привлечение учащихся к ее решению
(Слайд 22 )
IV.
Мы с вами выяснили, что скорость протекания диффузии зависит от того, в каком
агрегатном состоянии находится вещество. Но, может быть, скорость протекания
диффузии зависит еще от чего-то? Выясним это на примере растворения вещества в
воде. Для этого нам надо разбиться на 3 группы. Каждая группа получит задание на
карточке, в котором описана последовательность исследования. Результаты,
полученные в ходе выполнения опытов, также записываются на карточке.
Задание для группы 1
Выясните при каких условиях растворение твердых веществ происходит
быстрее.
Возьмите два стакана.
Отмерьте с помощью мензури по 60 мл воды и влейте ее в оба стакана.
В два стакана поместите по куску сахара массой 5 г одновременно.
В стакане № 1 воду не перемешивайте.
В стакане № 2 воду перемешивайте. Включите секундомер в момент начала
перемешивания.
6. Измерьте время растворения сахара в стаканах № 1 и № 2.
1.
2.
3.
4.
5.
Запишите полученные результаты на карточке.
На основании результатов опыта сделайте вывод о зависимости быстроты
растворения сахара от перемешивания.
ЗАДАНИЕ ДЛЯ ГРУППЫ № 2
Выясните при каких условиях растворение твердых веществ происходит
быстрее.
1. Возьмите три стакана.
2. Отмерьте при помощи мензурки по 60 мл воды, влейте ее во все стаканы.
3. Возьмите стаканы и поместите в них одновременно:
в стаканы № 1 –5 г кускового сахара;
в стакан № 2 – 5 г сахарного песка;
в стакан № 3 – 5 г сахарной пудры.
4. В каждом стакане воду перемешивайте. В момент начала
перемешивания включите секундомер.
Измерьте время растворения сахара в каждом стакане. Запишите полученные результаты
на карточке.
Сделайте вывод о зависимости быстроты растворения сахара от степени его
измельченности.
ЗАДАНИЕ ДЛЯ ГРУППЫ № 3
Выясните при каких условиях растворение твердых веществ происходит
быстрее.
1. Возьмите 2 стакана.
2. Отмерьте с помощью мензурки по 60 мл воды, имеющей разную
температуру.
3. Измерьте температуру в каждом стакане. Результат запишите на
карточке.
4. Выньте термометр и одновременно опустите в каждый стакан по одному
куску сахара массой 5 г.
5. Перемешайте воду в каждом стакане. Включите секундомер в момент
начала перемешивания.
6. Измерьте время растворения сахара в каждом стакане. Запишите
полученные результаты на карточке.
Сделайте вывод о зависимости быстроты растворения сахара от температуры
растворителя.
После проведения опытов от каждой группы один человек оформляет результаты
экспериментов в итоговой таблице на доске, а остальные записывают результаты в
такие же карточки у себя на местах. (можно устно сообщить о результатах
экспериментов, если время затягивается) (Слайд 25 )
№
п/п
1
Условия растворения
Время
растворения
Быстрота
растворения
Не перемешивая
Перемешивая
2
Целый кусок сахара (5 г)
Сахарный песок (5 г)
Сахарная пудра (5 г)
3
Холодная вода t =
Горячая вода t =
Итак, сделаем общий вывод: чтобы процесс растворения твердых тел в воде пошел
быстрее, можно:
- перемешивать раствор (взбалтывать)
- измельчать растворимое вещество (увеличивается поверхность вещества, которая
соприкасается с водой)
- увеличивать температуру растворителя (не только жидкостей, но и газов)
- помещать растворяемое вещество на поверхности растворителя. (Слайд 26 )
Остановимся и рассмотрим более подробно эксперимент 3 группы. Мы уже
выяснили, что скорость диффузии зависит от того, в каком агрегатном состоянии
находятся вещества. Но в данном случае во всех 3-х стаканах в диффузии участвуют
одни и те же вещества, которые находятся в одном и том же агрегатном состоянии.
Значит, скорость протекания диффузии должна быть одинакова? Но результат опыта
свидетельствует об обратном. Почему?
Разрешение новой проблемы (Слайды 27,28 )
VI.
В беседе с учащимися пытаемся найти ответ, реализуя следующую логическую
цепочку:
В ходе диффузии молекулы каждого из соприкасающихся веществ проникают в
промежутки между молекулами другого вещества
Чем быстрее двигаются молекулы соприкасающихся веществ, тем быстрее проходит
диффузия
Но из опыта следует, что диффузия проходила быстрее в том стакане, где температура
воды выше
В теле с более высокой температурой молекулы
В ходе беседы выдвигается гипотеза: в телах с более высокой температурой молекулы
движутся быстрее, а значит, и быстрее протекает диффузия.
Правильно. Послушайте пример, подтверждающий достоверность выдвинутой
гипотезы. (Слайд 29 )
Английский металлург Вильям Робертс-Аустин измерял диффузию золота в
свинце. Он наплавил тонкий диск золота на конец цилиндра из чистого свинца длиной
1 дюйм (2,54 см), поместил этот цилиндр в печь, где поддерживалась температура
около 200 оС, и держал его в печи 10 дней. Затем он разрезал цилиндр на тонкие диски
и измерил количество золота, которое продиффундировало в каждый срез свинца.
Оказалось, что к «чистому» концу через весь свинцовый цилиндр прошло вполне
измеримое количество золота, а в глубь золотого диска продиффундировал свинец.
Если этот эксперимент продолжить, то в конце концов атомы золота равномерно
распределятся по всему свинцовому цилиндру. Но если его проводить при более
низкой температуре, то процесс диффузии будет протекать намного дольше.
Например, цинк диффундирует в медь при 300 оС почти в 100 миллионов раз быстрее,
чем при комнатной температуре.
Наш вывод верен, запишем его в тетрадь: в телах с более высокой температурой
молекулы движутся быстрее, а значит, и быстрее протекает диффузия.
VII.
Закрепление пройденного материала(Слайд 30,31 )
- На каком явлении основана засолка овощей, рыбы и других продуктов?
- Почему чай заваривают именно горячей водой?
- Почему не рекомендуется мокрую окрашенную ткань оставлять на длительное
время в соприкосновении с белой тканью?
- При разборке старых, простоявших добрую сотню лет строений, части которых
скреплялись железными болтами, обнаружилось, что гайки невозможно открутить, так
как они срослись с болтами и стали одним целым. Не заржавели, а именно срослись.
Объясните явление.
- Предложите способ увеличения скорости протекания диффузии в твердых телах.
VIII.
Подведение итогов. (Слайд 32 )
В ходе беседы с учащимися подводится итог: что нового узнали на уроке.
Подтвердилась ли выдвинутая в начале урока гипотеза.
Составление коллективного синквейна «Диффузия»
1.
2.
3.
4.
IX.
X.
Придумайте 2 прилагательных
Придумайте 3 глагола
Придумайте фразу характеризующую явление.
Собираем все вместе. Молодцы!
Д/З п. 9, Задание 2 (2) (Слайд 33 )
Рефлексия
« Для меня сегодняшний урок…»
Подчеркните фразы, характеризующие вашу работу на уроке по трем направлениям.
На уроке было
1.Интересно
2.Скучно
3.Безразлично
Я на уроке
1.Работал
2. Отдыхал
3. Помогал другим
Итог
1. Понял материал
2. Узнал больше, чем знал
3. Не понял