1. Анализ физики 7-8кл. Нма «основные понятия молекулярной теории вещества»

При изучении материала этой темы необходимо использовать знания учащихся, полученные на уроках природоведения, а также наблюдения школьников в повседневной жизни (изменение объема тел при внешних механических воздействиях и при изменении температуры, делимость вещества, распространение запаха, растворимость некоторых веществ, испарение жидкостей). Ученики знают, например, что вода может существовать в трех состояниях: твердом, жидком и газообразном. Перед классом ставят вопрос: «Почему одно и то же вещество может быть, в твердом, жидком и газообразном состоянии?» На уроке целесообразно продемонстрировать окрашивание 2—3 л воды небольшим кристалликом марганцовокислого калия, распыление одеколона с помощью пульверизатора, растворение сахара в воде. В итоге все изложенное должно подвести учащихся к первоначальным представлениям о том, что все вещества состоят из молекул.

Следует обратить внимание учеников на то, что все молекулы одного и того же вещества (воды, железа, меди) одинаковы, а молекулы разных веществ отличаются друг от друга.

Между молекулами твердых тел существуют промежутки, это видно из опыта по смешиванию воды и ацетона. О наличии промежутков между молекулами газов говорит их большая сжимаемость. В газах молекулы расположены на расстояниях, значительно превосходящих их собственные размеры, а в жидкостях и твердых телах упаковка молекул и атомов «плотная», подобная. При этом, однако, между частицами вещества остаются промежутки. К представлению о движении молекул учащихся подводят, рассматривая хорошо известные из жизни факты: распространение запаха пахучих веществ, свойство газа занимать весь предоставленный ему объем, испарение жидкостей. Экспериментальным обоснованием движения молекул служит диффузия. Нагляден общеизвестный опыт с диффузией раствора медного купороса и воды. Этот эксперимент можно поставить и с водой, подкрашенной красными чернилами. Анализируя опыты, приходят к выводу о том, что эти явления объясняется проникновением молекул одного вещества между молекулами другого. Обобщая рассмотренный материал, делают вывод: явление диффузии в газах, жидкостях и твердых телах указывает на то, что молекулы и атомы любого вещества находятся в состоянии непрерывного движения. Далее демонстрируют модель броуновского движения.

Изучение взаимодействия молекул можно начать с постановки вопроса: «Если все тела имеют «зернистую» структуру, состоят из отдельных молекул и атомов, разделенных промежутками и находящихся в непрерывном движении, то почему они сами по себе не рассыпаются на части?». Для ответа на этот вопрос ставят известный опыт со свинцовыми цилиндрами. Для обнаружения притяжения между молекулами жидкости можно поставить следующие опыты. К одной из чашек рычажных весов на нитях подвешивают чистую стеклянную пластинку так, чтобы она располагалась горизонтально. Уравновешивают пластинку. Подносят снизу стеклянный сосуд с водой до соприкосновения пластинки с поверхностью воды. Потом сосуд медленно опускают. Весы выходят из равновесия. Кладут на вторую чашку весов несколько гирь до тех пор, пока пластинка не оторвется от поверхности воды. Сняв пластинку с весов, показывают учащимся, что нижняя поверхность смочена водой. Делают вывод: при отрывании пластинки преодолевали взаимное притяжение между молекулами воды и стекла.

С помощью проекционного фонаря показывают образование капли, вытекающей из пипетки. Здесь отрыв и падение капли протекает настолько медленно, что можно хорошо пронаблюдать весь процесс. На основании анализа опытов приходят к выводу: в жидкостях и твердых телах между молекулами существует взаимное притяжение. Ссылаясь на опыты с притяжением свинцовых цилиндров и стеклянных пластинок, разъясняют, что притяжение между молекулами проявляется только на очень незначительных расстояниях, порядка 10~⁸ см. Склеивание различных деталей, окрашивание предметов, явление смачивания, спайка и сварка металлов объясняются взаимным притяжением молекул. Далее желательно показать учащимся, что молекулы не только взаимно притягиваются, но и отталкиваются.

К выводу об отталкивании молекул учащиеся могут прийти, пытаясь сжать воду в цилиндре Герике. Силы отталкивания столь велики, что при небольших давлениях уменьшением объема воды можно пренебречь. Но при значительных давлениях сжимаемость воды становится уже заметной.

Различие м/у агрегатными состояниями вещества с точки зрения молекулярно-кинетических представлений. В начале урока, посвященного изучению данной темы, следует показать, что многие физические свойства веществ зависят от их внутреннего строения.

В газах молекулы находятся на сравнительно больших расстояниях друг от друга, и поэтому взаимодействие между ними при обычных условиях очень мало. Вследствие этого движение молекул беспорядочное и хаотическое. Молекулы газа, сталкиваясь при своем движении, перемещаются по сложным траекториям во всем объеме, предоставленном газу. Для более наглядного представления молекулярного движе­ния в газах можно воспользоваться моделью для демонстрации броуновского движения, убрав из нее пробку и показав движение шарика с помощью горизонтальной проекции.

Далее рассказывают учащимся, что строение жидкости существенно отличается от строения газов. В жидкостях молекулы расположены также беспорядочно, но значительно плотнее и поэтому взаимодействуют друг с другом сильнее, чем в газах. Каждая молекула, находясь в окружении соседних молекул, как бы «топчется» на одном месте и медленно перемещается внутри жидкости. В твердых телах частицы расположены в строго определенном порядке, который и обусловливает внутреннюю структуру каждого твердого тела. Такое расположение частиц как бы образует в них пространственную решетку и обеспечивает сохранение объема и формы тела. Частицы твердого тела совершают колебания около положения равновесия, которое остается неизменным длительное время. Однако незначительное число частиц в твердых телах все же смещается относительно друг друга.

1. Модель хаотического движения молекул.

Оборудование:1)прибор для демонстрации модели броуновского движения; 2) проекционный аппарат с приспособлением дли горизонтального проецирования.

Известный школьный прибор устанавливают на проекционном аппарате, подготовленном для горизонтального проецирования. Над прибором закрепляют объектив с плоским зеркальцем или оборотной призмой. Объясняют учащимся устройство прибора и что он моделирует. Шарики изображают молекулы, а резиновая пробка — маленькую взвешенную частичку в жидкости или газе, невидимую невооруженным глазом, но наблюдаемую в микроскоп.

При объяснении устройства прибора полезно несколько раз возбудить пружину щелчком и показать, как отскакивают от нее отдельные шарики. Вращая ручку ударного механизма, приводят в хаотическое движение шарики и наблюдают, как вследствие соударений с шариками приходит в некоторое беспорядочное движение и резиновая пробка. Она перемещается вследствие неуравновешенной бомбардировки шариками. Объясняют, что перемещение резиновой пробки моделирует наблюдаемое в микроскопе перемещение взвешенной частички, т. е. броуновское движение. Это движение послужило весьма важным опытным подтверждением хаотического движения молекул.