Молекулярная физика и тепловые явления методическое руководство. Набор демонстрационный "молекулярная физика и тепловые явления"
«Физика - 10 класс»
Дадим общее представление о значении и смысле того, что вы сейчас начнете изучать.
Макроскопические тела.
Мы живем в мире макроскопических тел. Наше тело - это тоже макроскопическое тело.
В физике макроскопическими телами называются большие тела, состоящие из огромного числа молекул. Газ в баллоне, вода в стакане, песчинка, камень, стальной стержень, земной шар - все это примеры макроскопических тел (рис.7.7).
Механика и механическое движение.
В механике Ньютона имеют дело с механическим движением макроскопических тел - перемещением одних тел относительно других в пространстве с течением времени.
Механика изучает движение тел, но она не в состоянии объяснить, почему существуют твердые, жидкие и газообразные тела и почему эти тела могут переходить из одного состояния в другое. Исследование внутренних свойств тел не входит в задачу механики.
В механике говорят о силах как о причинах изменения скоростей тел, но природа этих сил, их происхождение не выясняются. Остается непонятным, почему при сжатии тел появляются силы упругости, почему возникает трение. На многие, очень многие вопросы механика Ньютона ответов не дает.
Все это хорошо понимал сам Ньютон. Ему принадлежат знаменательные слова: «Я не знаю, чем я кажусь миру; мне самому кажется, что я был только мальчиком, играющим на берегу моря и развлекающимся тем, что от времени до времени находил более гладкие камушки или более красивую раковину, чем обыкновенно, в то время как Великий океан истины лежал передо мной совершенно неразгаданным».
Тепловые явления.
После механического движения самые заметные явления связаны с нагреванием или охлаждением тел, с изменением их температуры. Эти явления называются тепловыми .
Механическое движение не вызывает в теле каких-либо существенных изменений, если не происходит катастрофических столкновений. Но нагревание или охлаждение тела способно изменить его до неузнаваемости. Сильно нагрев прозрачную, но все же видимую воду, мы превратим ее в невидимый пар. Сильное охлаждение превратит воду в кусок льда. Если вдуматься, то эти явления загадочны и достойны изумления. Не удивляемся мы потому, что привыкли к ним с детства.
Надо найти законы, которые могли бы объяснить изменения в телах, когда сами тела неподвижны и когда с точки зрения механики с ними не происходит ничего. Эти законы описывают особый вид движения материи - тепловое движение , присущее всем макроскопическим телам независимо от того, перемещаются они в пространстве или нет.
Тепловое движение молекул.
Все тела состоят из атомов и молекул.
Тепловые явления происходят
внутри тел и всецело определяются движением этих частиц. Движение атомов и молекул мало напоминает движение собаки или автомобиля. Атомы и молекулы вещества совершают беспорядочное движение, в котором трудно усмотреть следы какого-либо порядка и регулярности. Беспорядочное движение молекул называют тепловым движением
.
Движение молекул беспорядочно из-за того, что число их в телах, которые нас окружают, необозримо велико. Каждая молекула беспрестанно меняет свою скорость при столкновениях с другими молекулами. В результате ее траектория оказывается чрезвычайно запутанной, движение -хаотичным, несравненно более хаотичным, чем движение муравьев в разоренном муравейнике.
Беспорядочное движение огромного числа молекул качественно отличается от упорядоченного механического перемещения тел. Оно представляет собой особый вид движения материи со своими особыми свойствами. Об этих свойствах и пойдет речь в дальнейшем.
Значение тепловых явлений.
Привычный облик нашей планеты существует и может существовать только в довольно узком интервале температур. Если бы температура превысила 100°С, то на Земле при обычном атмосферном давлении не было бы рек, морей и океанов, не было бы воды вообще. Вся вода превратилась бы в пар. А при понижении температуры на несколько десятков градусов океаны превратились бы в громадные ледники.
Даже изменение температуры лишь на 20-30°С при смене времен года меняет на средних широтах весь облик планеты.
С наступлением весны начинается пробуждение природы. Леса одеваются листвой, начинают зеленеть луга. Зимой же жизнь растений замирает. Толстый слой снега покрывает поверхность Земли.
Еще более узкие интервалы температур необходимы для поддержания жизни теплокровных животных. Температура животных и человека поддерживается внутренними механизмами терморегуляции на строго определенном уровне. Достаточно температуре повыситься на несколько десятых градуса, как мы уже чувствуем себя нездоровыми. Изменение же температуры на несколько градусов ведет к гибели организмов. Поэтому неудивительно, что тепловые явления привлекали внимание людей с древнейших времен. Умение добывать и поддерживать огонь сделало человека относительно независимым от колебаний температуры окружающей среды. Это было одним из величайших изобретений человечества.
Изменение температуры оказывает влияние на все свойства тел. Так, при нагревании или охлаждении изменяются размеры твердых тел и объемы жидкостей. Значительно меняются механические свойства тел, например упругость. Кусок резиновой трубки уцелеет, если ударить по нему молотком. Но при охлаждении до температуры ниже - 100°С резина становится хрупкой, как стекло, и от легкого удара резиновая трубка разбивается на мелкие кусочки. Лишь после нагревания резина вновь обретает свои упругие свойства.
Кроме механических свойств, при изменении температуры меняются и другие свойства тел, например сопротивление электрическому току, магнитные свойства и др. Так, если сильно нагреть постоянный магнит, то он перестанет притягивать железные предметы.
Все перечисленные выше и многие другие тепловые явления подчиняются определенным законам. Открытие законов тепловых явлений позволяет с максимальной пользой применять эти явления на практике и в технике. Современные тепловые двигатели, установки для сжижения газов, холодильные аппараты и многие другие устройства конструируют на основе этих законов.
Молекулярно-кинетическая теория.
Еще философы древности догадывались о том что теплота - это вид внутреннего движения. Но только в XVIII в. начала развиваться последовательная молекулярно-кинетическая теория .
Большой вклад в развитие молекулярно-кинетической теории был сделан М. В. Ломоносовым. Он рассматривал теплоту как вращательное движение частиц тела.
Цель молекулярно-кинетической теории - объяснение свойств макроскопических тел и тепловых процессов, происходящих в них, на основе представлений о том, что все тела состоят из отдельных, беспорядочно движущихся частиц.
Опытное обоснование основных положений МКТ:
Молекулярно-кинетическая теория - учение о строении и свойствах вещества, использующее представление о существовании атомов и молекул как наименьших частиц химического вещества. В основе МКТ лежат три строго доказанных с помощью опытов утверждения:
Вещество состоит из частиц - атомов и молекул, между которыми существуют промежутки;
Эти частицы находятся в хаотическом движении, на скорость которого влияет температура;
Частицы взаимодействуют друг с другом.
То, что вещество действительно состоит из молекул, можно доказать, определив их размеры. Капля масла расплывается по поверхности воды, образуя слой, толщина которого равна диаметру молекулы. Капля объемом 1 мм 3 не может расплыться больше, чем на 0,6 м 2:
Существуют также другие способы доказательства существования молекул, но перечислять их нет необходимости: современные приборы (электронный микроскоп, ионный проектор) позволяют видеть отдельные атомы и молекулы.
Силы взаимодействия молекул
. а) взаимодействие имеет электромагнитный характер; б) силы короткодействующие, обнаруживаются на расстояниях, сопоставимых с размерами молекул; в) существует такое расстояние, когда силы притяжения и отталкивания равны (R 0), если R>R 0 , тогда преобладают силы притяжения, если R Действие сил молекулярного притяжения обнаруживается в опыте со свинцовыми цилиндрами, слипающимися после очистки их поверхностей. Молекулы и атомы в твердом теле
совершают беспорядочные колебания относительно положений, в которых силы притяжения и отталкивания со стороны соседних атомов уравновешены. В жидкости
молекулы не только колеблются около положения равновесия, но и совершают перескоки из одного положения равновесия в соседнее, эти перескоки молекул являются причиной текучести жидкости, ее способности принимать форму сосуда. В газах
обычно расстояния между атомами и молекулами в среднем значительно больше размеров молекул; силы отталкивания на больших расстояниях не действуют, поэтому газы легко сжимаются; практически отсутствуют между молекулами газа и силы притяжения, поэтому газы обладают свойством неограниченно расширяться. Масса и размер молекул. Постоянная Авогадро: Любое вещество состоит из частиц, поэтому количество вещества
принято считать пропорциональным числу частиц. Единицей количества вещества является моль
. Моль
равен количеству вещества системы, содержащей столько же частиц, сколько содержится атомов в 0,012 кг углерода. Отношение числа молекул к количеству вещества называется постоянной Авогадро:
Постоянная Авогадро равна. Она показывает, сколько атомов или молекул содержится в одном моле вещества. Количество вещества можно найти как отношение числа атомов или молекул вещества к постоянной Авогадро: Молярной массой
называется величина, равная отношению массы вещества к количеству вещества: Молярную массу можно выразить через массу молекулы: Для определения массы молекул
нужно разделить массу вещества на число молекул в нем: Броуновское движение: Броуновское движение
- тепловое движение взвешенных в газе или жидкости частиц. Английский ботаник Роберт Броун (1773 - 1858) в 1827 году обнаружил беспорядочное движение видимых в микроскоп твердых частиц, находящихся в жидкости. Это явление было названо броуновским движением. Это движение не прекращается; с увеличением температуры его интенсивность растет. Броуновское движение - результат флуктуации давления (заметного отклонения от средней величины). Причина броуновского движения частицы заключается в том, что удары молекул жидкости о частицу не компенсируют друг друга. Идеальный газ: У разреженного газа расстояние между молекулами во много раз превышает их размеры. В этом случае взаимодействие между молекулами пренебрежимо мало и кинетическая энергия молекул много больше потенциальной энергии их взаимодействия. Для объяснения свойств вещества в газообразном состоянии вместо реального газа используется его физическая модель - идеальный газ. В модели предполагается: расстояние между молекулами чуть больше их диаметра; молекулы - упругие шарики; между молекулами не действуют силы притяжения; при соударении молекул друг с другом и со стенками сосуда действуют силы отталкивают; движения молекул подчиняется законам механики. Основное уравнение МКТ идеального газа: Основное уравнение МКТ позволяет вычислить давление газа, если известны масса молекулы, среднее значение квадрата скорости и концентрация молекул. Давление идеального газа
заключается в том, что молекулы при столкновениях со стенками сосуда взаимодействуют с ними по законам механики как упругие тела. При столкновении молекулы со стенкой сосуда проекция скорости v x вектора скорости на ось OX, перпендикулярную стенке, изменяет свой знак на противоположный, но остается постоянной по модулю. Поэтому в результате столкновений молекулы со стенкой проекция ее импульса на ось OX изменяется от mv 1x =-mv x до mv 2x =mv x . Изменение импульса молекулы при столкновении со стенкой вызывает сила F 1 , действующая на нее со стороны стенки. Изменение импульса молекулы равно импульсу этой силы: Во время столкновения, согласно третьему закону Ньютона, молекула действует на стенку с силой F 2 , равной по модулю силе F 1 и направленной противоположно. Молекул много, и каждая передает стенке при столкновении такой же импульс. За секунду они передают импульс, где z - число столкновений всех молекул со стенкой, которое пропорционально концентрации молекул в газе, скорости молекул и площади поверхности стенки: . К стенке движется только половина молекул, остальные движутся в обратную сторону: . Тогда полный импульс, переданный стенке за 1 секунду: . Согласно второму закону Ньютона изменение импульса тела за единицу времени равно действующей на него силе: Учитывая, что не все молекулы имеют одинаковую скорость, сила, действующая на стенку будет пропорциональна среднему квадрату скорости. Так как молекулы движутся во всех направлениях, средние значения квадратов проекций скорости равны. Следовательно, средний квадрат проекции скорости: ; . Тогда давление газа на стенку сосуда равно: Основное уравнение МКТ. Обозначив среднее значение кинетической энергии поступательного движения молекул идеального газа: Получим Температура и ее измерение: Основное уравнение МКТ для идеального газа устанавливает связь легко измеряемого макроскопического параметра - давления - с такими микроскопическими параметрами газа, как средняя кинетическая энергия и концентрация молекул. Но, измерив только давление, мы не можем узнать ни среднее значение кинетической энергии молекул в отдельности, ни их концентрацию. Следовательно, для нахождения микроскопических параметров газа нужны измерения еще какой-то физической величины, связанной со средней кинетической энергией молекул. Такой величиной является температура
. Любое макроскопическое тело или группа макроскопических тел при неизменных внешних условиях самопроизвольно переходит в состояние теплового равновесия. Тепловое равновесие -
это такое состояние, при котором все макроскопические параметры сколь угодно долго остаются неизменными. Температура характеризует состояние теплового равновесия системы тел: все тела системы, находящиеся друг с другом в тепловом равновесии, имеют одну и ту же температуру
. Для измерения температуры можно воспользоваться изменением любой макроскопической величины в зависимости от температуры: объема, давления, электрического сопротивления и т.д. Чаще всего на практике используют зависимость объема жидкости (ртути или спирта) от температуры. При градуировке термометра обычно за начало отсчета (0) принимают температуру тающего льда; второй постоянной точкой (100) считают температуру кипения воды при нормальном атмосферном давлении (шкала Цельсия). Так как различные жидкости расширяются при нагревании неодинаково, то установленная таким образом шкала будет до некоторой степени зависеть от свойств данной жидкости. Конечно, 0 и 100?С будут совпадать у всех термометров, но 50?С совпадать не будут. В отличие от жидкостей все разреженные газы расширяются при нагревании одинаково и одинаково меняют свое давление при изменении температуры. Поэтому в физике для установления рациональной температурной шкалы используют изменение давления определенного количества разреженного газа при постоянном объеме или изменение объема газа при постоянном давлении. Такую шкалу иногда называют идеальной газовой шкалой температур
. При тепловом равновесии средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул всех газов одинакова. Давление прямо пропорционально средней кинетической энергии поступательного движения молекул: . При тепловом равновесии, если давление газа данной массы и его объем фиксированы, средняя кинетическая энергия молекул газа должна иметь строго определенное значение, как и температура.Т. к. , то, или. Обозначим. Величина растет с повышением температуры и ни от чего, кроме температуры не зависит. Следовательно, ее можно считать естественной мерой температуры. Абсолютная температурная шкала: Будем считать величину, измеряемую в энергетических единицах, прямо пропорциональной температуре, выражаемой в градусах: , где - коэффициент пропорциональности. Коэффициент, в честь австрийского физика Л. Больцмана называется постоянной Больцмана.
Следовательно, . Температура, определяемая этой формулой, не может быть отрицательной. Следовательно, наименьшим возможным значением температуры является 0, если давление или объем равны нулю. Предельную температуру, при которой давление идеального газа обращается в нуль при фиксированном объеме или объем идеального газа стремится к нулю при неизменном давлении, называют абсолютным нулем температуры
. Английский ученый У. Кельвин ввел абсолютную шкалу температур. Нулевая температура по шкале Кельвина соответствует абсолютному нулю, а каждая единица температуры по этой шкале равна градусу по шкале Цельсия. Единица абсолютной температуры в СИ называется Кельвином:
. Следовательно, абсолютная температура есть мера средней кинетической энергии движения молекул.
Скорость молекул газа: Зная абсолютную температуру, можно найти среднюю кинетическую энергию молекул газа, а, следовательно, и средний квадрат их скорости. Квадратный корень из этой величины называется средней квадратичной скоростью
: Опыты по определению скоростей молекул доказали справедливость этой формулы. Одни из опытов был предложен О. Штерном в 1920 году. Уравнение состояния идеального газа (уравнение Менделеева - Клапейрона). Универсальная газовая постоянная: На основе зависимости давления газа от концентрации его молекул и температуры можно получить уравнение, связывающее все три макроскопических параметра: давление, объем и температуру - характеризующие состояние данной массы достаточно разреженного газа. Это уравнение называют уравнением состояния идеального газа. Где - универсальная газовая постоянная для данной массы газа, следовательно Уравнение Клапейрона. Изотермический, изохорный и изобарный процессы: Количественные зависимости между двумя параметрами газа при фиксированном значении третьего параметра называют газовыми законами. А процессы, протекающие при неизменном значении одного из параметров, - изопроцессами. Изотермический процесс
- процесс изменения состояния термодинамической системы макроскопических тел при постоянной температуре. Для газа данной массы произведение давления газа на его объем постоянно, если температура газа не меняется.
- закон Бойля - Мариотта. Изохорный процесс
- процесс изменения состояния термодинамической системы макроскопических тел при постоянном объеме. Для газа данной массы отношение давления к температуре постоянно, если объем газа не меняется
. - закон Шарля. Изобарный процесс
- процесс изменения состояния термодинамической системы макроскопических тел при постоянном давлении. Для газа данной массы отношение объема к температуре постоянно, если давление газа не меняется
. - закон Гей-Люссака. Внутренняя энергия: Внутренняя энергия макроскопического тела равна сумме кинетических энергий беспорядочного движения всех молекул (или атомов) относительно центров масс тела и потенциальных энергий взаимодействия всех молекул друг с другом (но не с молекулами других тел).
При любых процессах в изолированной термодинамической системе внутренняя энергия остается неизменной. ВРЕМЯ КОМПОЗИЦИЙ
–
шоу, джаз, модерн, народный танец, фэнтази, стрит шоу, танцевальная шоу
· Соло, дуэт/пара –максимум1.45- 2.15 мин. · Малая группа – максимум 2.00 - 3.00 мин. · Формейшн – максимум 3.00-4.00 мин. · Формейшен дети -2.00-3.00 мин. · Мини продакшн - минимум 3.00 мин, максимум 8.00 мин. · Продакшн – минимум 4.00 мин, максимум 8.00 мин. Примечание
: Используется своя музыка. Носители: MD-диски и CD-диски (не более одной мелодии на одном носителе с указанием города и названия коллектива). Иметь дубликат записи.
Молекулярная физика. Тепловые явления.
Опытное обоснование основных положений МКТ:
Молекулярно-кинетическая теория
– учение о строении и свойствах вещества, использующее представление о существовании атомов и молекул как наименьших частиц химического вещества. В основе МКТ лежат три строго доказанных с помощью опытов утверждения: - Вещество состоит из частиц – атомов и молекул, между которыми существуют промежутки;
- Эти частицы находятся в хаотическом движении, на скорость которого влияет температура;
- Частицы взаимодействуют друг с другом.
То, что вещество действительно состоит из молекул, можно доказать, определив их размеры.: Капля масла расплывается по поверхности воды, образуя слой, толщина которого равна диаметру молекулы. Капля объемом 1 мм 3 не может расплыться больше, чем на 0,6 м 2: Существуют также другие способы доказательства существования молекул, но перечислять их нет необходимости: современные приборы (электронный микроскоп, ионный проектор) позволяют видеть отдельные атомы и молекулы. Силы взаимодействия молекул
. а) взаимодействие имеет электромагнитный характер; б) силы короткодействующие, обнаруживаются на расстояниях, сопоставимых с размерами молекул; в) существует такое расстояние, когда силы притяжения и отталкивания равны (R 0), если R>R 0 , тогда преобладают силы притяжения, если R Действие сил молекулярного притяжения обнаруживается в опыте со свинцовыми цилиндрами, слипающимися после очистки их поверхностей. Молекулы и атомы в твердом теле
совершают беспорядочные колебания относительно положений, в которых силы притяжения и отталкивания со стороны соседних атомов уравновешены. В жидкости
молекулы не только колеблются около положения равновесия, но и совершают перескоки из одного положения равновесия в соседнее, эти перескоки молекул являются причиной текучести жидкости, ее способности принимать форму сосуда. В газах
обычно расстояния между атомами и молекулами в среднем значительно больше размеров молекул; силы отталкивания на больших расстояниях не действуют, поэтому газы легко сжимаются; практически отсутствуют между молекулами газа и силы притяжения, поэтому газы обладают свойством неограниченно расширяться. Масса и размер молекул. Постоянная Авогадро:
Любое вещество состоит из частиц, поэтому количество вещества
принято считать пропорциональным числу частиц. Единицей количества вещества является моль
. Моль
равен количеству вещества системы, содержащей столько же частиц, сколько содержится атомов в 0,012 кг углерода. Отношение числа молекул к количеству вещества называется постоянной Авогадро:
Постоянная Авогадро равна . Она показывает, сколько атомов или молекул содержится в одном моле вещества. Количество вещества можно найти как отношение числа атомов или молекул вещества к постоянной Авогадро: Молярной массой
называется величина, равная отношению массы вещества к количеству вещества: Молярную массу можно выразить через массу молекулы: Для определения массы молекул
нужно разделить массу вещества на число молекул в нем: Броуновское движение:
Броуновское движение
– тепловое движение взвешенных в газе или жидкости частиц. Английский ботаник Роберт Броун (1773 – 1858) в 1827 году обнаружил беспорядочное движение видимых в микроскоп твердых частиц, находящихся в жидкости. Это явление было названо броуновским движением. Это движение не прекращается; с увеличением температуры его интенсивность растет. Броуновское движение – результат флуктуации давления (заметного отклонения от средней величины). Причина броуновского движения частицы заключается в том, что удары молекул жидкости о частицу не компенсируют друг друга. Идеальный газ:
У разреженного газа расстояние между молекулами во много раз превышает их размеры. В этом случае взаимодействие между молекулами пренебрежимо мало и кинетическая энергия молекул много больше потенциальной энергии их взаимодействия. Для объяснения свойств вещества в газообразном состоянии вместо реального газа используется его физическая модель - идеальный газ. В модели предполагается: Расстояние между молекулами чуть больше их диаметра; Молекулы – упругие шарики; Между молекулами не действуют силы притяжения; При соударении молекул друг с другом и со стенками сосуда действуют силы отталкивают; Движения молекул подчиняется законам механики. Основное уравнение МКТ идеального газа:
Основное уравнение МКТ позволяет вычислить давление газа, если известны масса молекулы, среднее значение квадрата скорости и концентрация молекул. Давление идеального газа
заключается в том, что молекулы при столкновениях со стенками сосуда взаимодействуют с ними по законам механики как упругие тела. При столкновении молекулы со стенкой сосуда проекция скорости v x вектора скорости на ось OX, перпендикулярную стенке, изменяет свой знак на противоположный, но остается постоянной по модулю. Поэтому в результате столкновений молекулы со стенкой проекция ее импульса на ось OX изменяется от mv 1x =-mv x до mv 2x =mv x . Изменение импульса молекулы при столкновении со стенкой вызывает сила F 1 , действующая на нее со стороны стенки. Изменение импульса молекулы равно импульсу этой силы: Во время столкновения, согласно третьему закону Ньютона, молекула действует на стенку с силой F 2 , равной по модулю силе F 1 и направленной противоположно. Молекул много, и каждая передает стенке при столкновении такой же импульс. За секунду они передают импульс , где z – число столкновений всех молекул со стенкой, которое пропорционально концентрации молекул в газе, скорости молекул и площади поверхности стенки: . К стенке движется только половина молекул, остальные движутся в обратную сторону: . Тогда полный импульс, переданный стенке за 1 секунду: . Согласно второму закону Ньютона изменение импульса тела за единицу времени равно действующей на него силе: Учитывая, что не все молекулы имеют одинаковую скорость, сила, действующая на стенку будет пропорциональна среднему квадрату скорости. Так как молекулы движутся во всех направлениях, средние значения квадратов проекций скорости равны. Следовательно, средний квадрат проекции скорости: ; . Тогда давление газа на стенку сосуда равно: Основное уравнение МКТ. Обозначив среднее значение кинетической энергии поступательного движения молекул идеального газа: Получим Температура и ее измерение:
Основное уравнение МКТ для идеального газа устанавливает связь легко измеряемого макроскопического параметра – давления – с такими микроскопическими параметрами газа, как средняя кинетическая энергия и концентрация молекул. Но, измерив только давление, мы не можем узнать ни среднее значение кинетической энергии молекул в отдельности, ни их концентрацию. Следовательно, для нахождения микроскопических параметров газа нужны измерения еще какой-то физической величины, связанной со средней кинетической энергией молекул. Такой величиной является температура
. Любое макроскопическое тело или группа макроскопических тел при неизменных внешних условиях самопроизвольно переходит в состояние теплового равновесия. Тепловое равновесие –
это такое состояние, при котором все макроскопические параметры сколь угодно долго остаются неизменными. Температура характеризует состояние теплового равновесия системы тел: все тела системы, находящиеся друг с другом в тепловом равновесии, имеют одну и ту же температуру
. Для измерения температуры можно воспользоваться изменением любой макроскопической величины в зависимости от температуры: объема, давления, электрического сопротивления и т.д. Чаще всего на практике используют зависимость объема жидкости (ртути или спирта) от температуры. При градуировке термометра обычно за начало отсчета (0) принимают температуру тающего льда; второй постоянной точкой (100) считают температуру кипения воды при нормальном атмосферном давлении (шкала Цельсия). Так как различные жидкости расширяются при нагревании неодинаково, то установленная таким образом шкала будет до некоторой степени зависеть от свойств данной жидкости. Конечно, 0 и 100°С будут совпадать у всех термометров, но 50°С совпадать не будут. В отличие от жидкостей все разреженные газы расширяются при нагревании одинаково и одинаково меняют свое давление при изменении температуры. Поэтому в физике для установления рациональной температурной шкалы используют изменение давления определенного количества разреженного газа при постоянном объеме или изменение объема газа при постоянном давлении. Такую шкалу иногда называют идеальной газовой шкалой температур
. При тепловом равновесии средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул всех газов одинакова. Давление прямо пропорционально средней кинетической энергии поступательного движения молекул: . При тепловом равновесии, если давление газа данной массы и его объем фиксированы, средняя кинетическая энергия молекул газа должна иметь строго определенное значение, как и температура. Т.к. , то , или . Обозначим . Величина растет с повышением температуры и ни от чего, кроме температуры не зависит. Следовательно, ее можно считать естественной мерой температуры. Абсолютная температурная шкала:
Будем считать величину , измеряемую в энергетических единицах, прямо пропорциональной температуре , выражаемой в градусах: , где - коэффициент пропорциональности. Коэффициент , в честь австрийского физика Л. Больцмана называется постоянной Больцмана.
Следовательно, . Температура, определяемая этой формулой, не может быть отрицательной. Следовательно, наименьшим возможным значением температуры является 0, если давление или объем равны нулю. Предельную температуру, при которой давление идеального газа обращается в нуль при фиксированном объеме или объем идеального газа стремится к нулю при неизменном давлении, называют абсолютным нулем температуры
. Английский ученый У. Кельвин ввел абсолютную шкалу температур. Нулевая температура по шкале Кельвина соответствует абсолютному нулю, а каждая единица температуры по этой шкале равна градусу по шкале Цельсия. Единица абсолютной температуры в СИ называется Кельвином.
Следовательно, абсолютная температура есть мера средней кинетической энергии движения молекул.
Скорость молекул газа:
Зная абсолютную температуру, можно найти среднюю кинетическую энергию молекул газа, а, следовательно, и средний квадрат их скорости. Квадратный корень из этой величины называется средней квадратичной скоростью
: Опыты по определению скоростей молекул доказали справедливость этой формулы. Одни из опытов был предложен О. Штерном в 1920 году. Уравнение состояния идеального газа (уравнение Менделеева – Клапейрона). Универсальная газовая постоянная:
На основе зависимости давления газа от концентрации его молекул и температуры можно получить уравнение, связывающее все три макроскопических параметра: давление, объем и температуру - характеризующие состояние данной массы достаточно разреженного газа. Это уравнение называют уравнением состояния идеального газа. Где - универсальная газовая постоянная Для данной массы газа, следовательно Уравнение Клапейрона. Изотермический, изохорный и изобарный процессы:
Количественные зависимости между двумя параметрами газа при фиксированном значении третьего параметра называют газовыми законами. А процессы, протекающие при неизменном значении одного из параметров, - изопроцессами. Изотермический процесс
– процесс изменения состояния термодинамической системы макроскопических тел при постоянной температуре. Для газа данной массы произведение давления газа на его объем постоянно, если температура газа не меняется.
– закон Бойля - Мариотта. Изохорный процесс
- процесс изменения состояния термодинамической системы макроскопических тел при постоянном объеме. Для газа данной массы отношение давления к температуре постоянно, если объем газа не меняется
. – закон Шарля. Изобарный процесс
- процесс изменения состояния термодинамической системы макроскопических тел при постоянном давлении. Для газа данной массы отношение объема к температуре постоянно, если давление газа не меняется
. – закон Гей-Люссака. Внутренняя энергия:
Внутренняя энергия макроскопического тела равна сумме кинетических энергий беспорядочного движения всех молекул (или атомов) относительно центров масс тела и потенциальных энергий взаимодействия всех молекул друг с другом (но не с молекулами других тел).
При любых процессах в изолированной термодинамической системе внутренняя энергия остается неизменной. Молекулярно-кинетическая теория Тепловые явления в молекулярной физике. Силы взаимодействия молекул, их масса
и размер. Причина броуновского движения частицы. Давление идеального газа. Температура Понятие теплового равновесия. Изотермический процесс Изохорный процесс Изобарный процесс Внутренняя энергия Внутренняя энергия идеального газа. Идеальная газовая шкала температур. Количество теплоты Первый закон термодинамики Второй закон термодинамики Удельная теплоемкость вещества Тепловые двигатели и охрана природы. Опытное обоснование
основных положений МКТ: Молекулярно-кинетическая
теория
- учение о строении и свойствах
вещества, использующее представление
о существовании атомов и молекул как
наименьших частиц химического вещества.
В основе МКТ лежат три строго доказанных
с помощью опытов утверждения: Вещество
состоит из частиц - атомов и молекул,
между которыми существуют промежутки; Эти
частицы находятся в хаотическом движении,
на скорость которого влияет температура; Частицы
взаимодействуют друг с другом. То,
что вещество действительно состоит из
молекул, можно доказать, определив их
размеры. Капля масла
расплывается по поверхности воды,
образуя слой, толщина которого равна
диаметру молекулы. Капля объемом 1 мм 3
не может расплыться больше, чем на
0,6 м 2: Существуют
также другие способы доказательства
существования молекул, но перечислять
их нет необходимости: современные
приборы (электронный микроскоп, ионный
проектор) позволяют видеть отдельные
атомы и молекулы. Силы
взаимодействия молекул
. а) взаимодействие
имеет электромагнитный характер; б)
силы короткодействующие, обнаруживаются
на расстояниях, сопоставимых с размерами
молекул; в) существует такое расстояние,
когда силы притяжения и отталкивания
равны (R 0), если R>R 0 , тогда
преобладают силы притяжения, если R Действие сил
молекулярного притяжения обнаруживается
в опыте со свинцовыми цилиндрами,
слипающимися после очистки их поверхностей. Молекулы и
атомы в твердом теле
совершают
беспорядочные колебания относительно
положений, в которых силы притяжения и
отталкивания со стороны соседних атомов
уравновешены. В жидкости
молекулы
не только колеблются около положения
равновесия, но и совершают перескоки
из одного положения равновесия в
соседнее, эти перескоки молекул являются
причиной текучести жидкости, ее
способности принимать форму сосуда. В
газах
обычно расстояния между
атомами и молекулами в среднем значительно
больше размеров молекул; силы отталкивания
на больших расстояниях не действуют,
поэтому газы легко сжимаются; практически
отсутствуют между молекулами газа и
силы притяжения, поэтому газы обладают
свойством неограниченно расширяться. Масса и размер
молекул. Постоянная Авогадро: Любое вещество
состоит из частиц, поэтому количество
вещества
принято считать пропорциональным
числу частиц. Единицей количества
вещества является моль
. Моль
равен количеству вещества системы,
содержащей столько же частиц, сколько
содержится атомов в 0,012 кг углерода. Отношение
числа молекул к количеству вещества
называется постоянной Авогадро:
Постоянная
Авогадро равна
.
Она показывает, сколько атомов или
молекул содержится в одном моле вещества. Количество
вещества можно найти как отношение
числа атомов или молекул вещества к
постоянной Авогадро: Молярной
массой
называется величина, равная
отношению массы вещества к количеству
вещества: Молярную массу
можно выразить через массу молекулы: Для определения
массы молекул
нужно разделить массу
вещества на число молекул в нем: Броуновское
движение: Броуновское
движение
- тепловое движение взвешенных
в газе или жидкости частиц. Английский
ботаник Роберт Броун (1773 - 1858) в 1827 году
обнаружил беспорядочное движение
видимых в микроскоп твердых частиц,
находящихся в жидкости. Это явление
было названо броуновским движением.
Это движение не прекращается; с увеличением
температуры его интенсивность растет.
Броуновское движение - результат
флуктуации давления (заметного отклонения
от средней величины). Причина
броуновского движения частицы заключается
в том, что удары молекул жидкости о
частицу не компенсируют друг друга. Идеальный
газ: У разреженного
газа расстояние между молекулами во
много раз превышает их размеры. В этом
случае взаимодействие между молекулами
пренебрежимо мало и кинетическая энергия
молекул много больше потенциальной
энергии их взаимодействия. Для объяснения
свойств вещества в газообразном состоянии
вместо реального газа используется его
физическая модель - идеальный газ. В
модели предполагается: расстояние
между молекулами чуть больше их диаметра; молекулы -
упругие шарики; между молекулами
не действуют силы притяжения; при соударении
молекул друг с другом и со стенками
сосуда действуют силы отталкивают; движения
молекул подчиняется законам механики. Основное
уравнение МКТ идеального газа: Основное
уравнение МКТ позволяет вычислить
давление газа, если известны масса
молекулы, среднее значение квадрата
скорости и концентрация молекул. Давление
идеального газа
заключается в том,
что молекулы при столкновениях со
стенками сосуда взаимодействуют с ними
по законам механики как упругие тела.
При столкновении молекулы со стенкой
сосуда проекция скорости v x вектора
скорости на ось OX, перпендикулярную
стенке, изменяет свой знак на
противоположный, но остается постоянной
по модулю. Поэтому в результате
столкновений молекулы со стенкой
проекция ее импульса на ось OX изменяется
от mv 1x =-mv x до mv 2x =mv x .
Изменение импульса молекулы при
столкновении со стенкой вызывает сила
F 1 , действующая на нее со стороны
стенки. Изменение импульса молекулы
равно импульсу этой силы: Во время
столкновения, согласно третьему закону
Ньютона, молекула действует на стенку
с силой F 2 , равной по модулю силе
F 1 и направленной противоположно. Молекул много,
и каждая передает стенке при столкновении
такой же импульс. За секунду они передают
импульс
,
где z - число столкновений всех молекул
со стенкой, которое пропорционально
концентрации молекул в газе, скорости
молекул и площади поверхности стенки:
.
К стенке движется только половина
молекул, остальные движутся в обратную
сторону:
.
Тогда полный импульс, переданный стенке
за 1 секунду:
.
Согласно второму закону Ньютона изменение
импульса тела за единицу времени равно
действующей на него силе: Учитывая, что
не все молекулы имеют одинаковую
скорость, сила, действующая на стенку
будет пропорциональна среднему квадрату
скорости. Так как молекулы движутся во
всех направлениях, средние значения
квадратов проекций скорости равны.
Следовательно, средний квадрат проекции
скорости:
;
.
Тогда давление газа на стенку сосуда
равно:
- основное уравнение МКТ. Обозначив
среднее значение кинетической энергии
поступательного движения молекул
идеального газа: Получим Температура
и ее измерение: Основное
уравнение МКТ для идеального газа
устанавливает связь легко измеряемого
макроскопического параметра - давления
- с такими микроскопическими параметрами
газа, как средняя кинетическая энергия
и концентрация молекул. Но, измерив
только давление, мы не можем узнать ни
среднее значение кинетической энергии
молекул в отдельности, ни их концентрацию.
Следовательно, для нахождения
микроскопических параметров газа нужны
измерения еще какой-то физической
величины, связанной со средней кинетической
энергией молекул. Такой величиной
является температура
. Любое
макроскопическое тело или группа
макроскопических тел при неизменных
внешних условиях самопроизвольно
переходит в состояние теплового
равновесия. Тепловое равновесие -
это
такое состояние, при котором все
макроскопические параметры сколь угодно
долго остаются неизменными. Температура
характеризует состояние теплового
равновесия системы тел: все тела системы,
находящиеся друг с другом в тепловом
равновесии, имеют одну и ту же температуру. Для измерения
температуры можно воспользоваться
изменением любой макроскопической
величины в зависимости от температуры:
объема, давления, электрического
сопротивления и т.д. Чаще всего на
практике используют зависимость объема
жидкости (ртути или спирта) от температуры.
При градуировке термометра обычно за
начало отсчета (0) принимают температуру
тающего льда; второй постоянной точкой
(100) считают температуру кипения воды
при нормальном атмосферном давлении
(шкала Цельсия). Так как различные
жидкости расширяются при нагревании
неодинаково, то установленная таким
образом шкала будет до некоторой степени
зависеть от свойств данной жидкости.
Конечно, 0 и 100С будут совпадать у всех
термометров, но 50С совпадать не будут. В отличие от
жидкостей все разреженные газы расширяются
при нагревании одинаково и одинаково
меняют свое давление при изменении
температуры. Поэтому в физике для
установления рациональной температурной
шкалы используют изменение давления
определенного количества разреженного
газа при постоянном объеме или изменение
объема газа при постоянном давлении.
Такую шкалу иногда называют идеальной
газовой шкалой температур
. При тепловом
равновесии средняя кинетическая энергия
поступательного движения молекул всех
газов одинакова. Давление прямо
пропорционально средней кинетической
энергии поступательного движения
молекул:
.
При тепловом равновесии, если давление
газа данной массы и его объем фиксированы,
средняя кинетическая энергия молекул
газа должна иметь строго определенное
значение, как и температура.Т. к.
,
то
,
или
.
Обозначим
.
Величина
растет с повышением температуры и ни
от чего, кроме температуры не зависит.
Следовательно, ее можно считать
естественной мерой температуры. Абсолютная
температурная шкала: Будем считать
величину
,
измеряемую в энергетических единицах,
прямо пропорциональной температуре,
выражаемой в градусах:
,
где
- коэффициент пропорциональности.
Коэффициент
,
в честь австрийского физика Л. Больцмана
называется постоянной Больцмана.
и свойств макросистем внесли немецкий физик
Р. Клаузиус (1822-1888), английский физик
-теоретик... , что природа тепловых
явлений
объясняется в физике
двумя способами: термодинамический подход и молекулярно
-кинетическая теория вещества... ... физики
и математики Физика
. Электромагнитные явления
... ТЕПЛОВОЕ
ИЗЛУЧЕНИЕ. 5.3.1 Характеристики теплового
излучения. 5.3.2 Законы теплового
... и волны. МОДУЛЬ 2. МОЛ. ФИЗИКА
И ТЕРМОДИНАМИКА. 2.1 2.1.1 Молекулярная
физика
. 2.2 2.2.1 Термодинамика. МОДУЛЬ №. ... 0,9c. II. ОСНОВЫ МОЛЕКУЛЯРНОЙ
ФИЗИКИ
И ТЕРМОДИНАМИКИ Молекулярная
физика
и термодинамика – разделы физики
, в которых изучаются... , называемые явлениями
переноса. ... теплоизолированные (адиабатические) (Q=0, A0), тепловые
резервуары (A=0, Q0). 2.2. Работа... Механика. Молекулярная
физика
. Кинематика Основные понятия и... минимальной. Поэтому энтропийные силы теплового
движения, наоборот, стремятся разориентировать... качестве термометра. Явление
Пельтье (1834 г.) Это явление
обратно явлению
Зеебека. Энергия... Молекулярная
физика. Тепловые явления.
Знать/понимать:
-
план, руководствуясь которым они должны
характеризовать физическую теорию, а
именно:
*
теоретическое и экспериментальное
обоснование теории (опытное обоснование,
модели, величины, методы описания);
*
формулировки основных положений (законы,
постулаты, принципы, основные положения,
фундаментальные постоянные);
*
следствия теории и факты их экспериментальной
проверки (частные законы, применение к
решению задач, техническое
применение);
*границы
применимости теории;
*
примеры практического значения теории
и её применений.
Уметь:
*приводить
примеры, показывающие, что
-
наблюдения и эксперимент являются
основой для выдвижения гипотез и теорий;
-
эксперимент позволяет проверить
истинность теоретических выводов;
-
физическая теория даёт возможность
объяснить известные явления природы и
научные факты;
-
физическая теория позволяет предсказывать
ещё неизвестные явления, их особенности;
-
один и тот же природный объект или
процесс можно описать (исследовать) на
основе разных моделей;
-
законы физики и физические теории имеют
определённые границы применимости;
*
раскрывать влияние научных идей и теорий
на формирование современного мировоззрения;
называть значимые черты современной
физической картины мира; приводить
примеры физических явлений и процессов,
изучаемых в теории; иллюстрировать роль
физики в создании и (или) совершенствовании
важнейших технологических объектов;
*
воспринимать, перерабатывать и предъявлять
учебную информацию в различных формах
(словесной, образной, символической):
излагать суть содержания текста учебника
по физике; выделять в тексте учебника
важнейшие категории научной информации
(описание явления или опыта; постановка
проблемы; выдвижение гипотезы;
моделирование объектов и процессов;
формулировка теоретического вывода и
его интерпретация; экспериментальная
проверка гипотезы или теоретического
предсказания); выдвигать гипотезы для
объяснения предъявленной системы
научных фактов; делать выводы на основе
экспериментальных данных, представленных
таблицей, графиком или диаграммой.
Учащимся
необходимо владеть:
Основными
понятиями и законами физики: соотносить
изучаемые понятия с теми свойствами
(особенностями) тел и процессов, для
характеристики которых эти понятия
введены в физику; описывать опыты,
оказавшие существенное влияние на
развитие физики; раскрывать смысл
изучаемых законов и принципов; описывать
преобразования энергии в процессах;
Понятиями
и представлениями физики, связанными
с жизнедеятельностью человека.
Блок
- Основы молекулярно-кинетической
теории.
При
изучении на уровне А (базовый уровень
Стандарта, 2 ч/неделю)
В
учебнике Мякишева Г.Я., Буховцева Б.Б.
теме посвящено 8 параграфов: §56. Основные
положения молекулярно-кинетической
теории. Размеры молекул. § 57. Масса
молекул. Количество вещества. §58.
Броуновское движение. §59. Силы
взаимодействия молекул. §60. Строение
газообразных, жидких и твердых тел. §61.
Идеальный газ в молекулярно-кинетической
теории. §62. Среднее значение квадрата
скорости молекул. §63. Основное уравнение
молекулярно-кинетической теории газов.
На
изучение темы отводится не более 5 часов.
ДЦМ:
ознакомить обучающихся с основными
положениями молекулярно-кинетической
теории.
Блок
состоит из четырех модулей: М1 «Основные
положения МКТ. Размеры молекул. Масса
молекул. Количество вещества.
Броуновское движение. Силы
взаимодействия молекул» (2 урока)
М2
«Строение газообразных, жидких и твердых
тел. Идеальный газ в МКТ. Скорость
молекул.
Основное уравнение МКТ газов»(2
урока)
М3
«Обобщение и контроль знаний по теме»(1
урок)
Обязательный
минимум знаний/ умений/навыков.
Знать:
Делимость
вещества, парообразование, сублимация,
растворимость доказывают, что тело
состоит из частиц.(все уровни)
Сжимаемость
веществ, диффузия свидетельствует, что
между частицами вещества есть промежутки.
(все уровни)
Диффузия
и броуновское движение доказывают, что
частицы движутся. (все уровни)
Зависимость
скорости испарений и диффузии от
температуры говорит о том, что скорость
движения частиц зависит от температуры.
(все уровни)
Модель
идеального газа, кристаллическая
решетка твердых тел, модель строения
жидкости. (все уровни)
Макропараметры:
давление, объем, температура. (все
уровни)
Микропараметры:
средний квадрат скорости, концентрация,
масса одной молекулы. (все уровни)
Основные
положения МКТ: (для всех уровней)
все
тела состоят из молекул, между которыми
есть промежутки;
масса
тел может меняться дискретно; молекулы
непрерывно хаотически движутся;
молекулы
взаимодействуют (притягиваются или
отталкиваются в зависимости от расстояния
между частицами)
Фундаментальные
постоянные: (для всех уровней)
Уметь
определять: (все уровни)
молярную
массу вещества;
относительную
молекулярную массу;
количество
вещества;
число
молекул вещества в данном количестве
вещества;
среднее
значение квадрата скорости;
средний
квадрат проекции скорости на оси
координат;
выводить:
основное
уравнение молекулярно-кинетической
теории газов.
m
0
Определять
(вычислять
):
а) размеры молекул, относительную
молекулярную массу по формуле М
r
=
1/ 12
m
0
C
, молярную
массу
M
=
m
0
N
A
(все уровни); количество вещества по
формуле (все уровни); число
молекул
вещества по формуле
(все уровни);
б) среднее значение
квадрата скорости по формуле
(все уровни);
в) средний квадрат
проекции скорости по формуле
(все уровни);
г) давление газа
на стенку сосуда по формуле
(все уровни);
д) давление
идеального газа через концентрацию
молекул и среднюю кинетическую энергию
поступательного
движения
(все уровни)
Описывать:
опыт
Броуна (все уровни
);
опыт
Перрена (2,3 уровень); вклад Френкеля (3
уровень)
Раскрывать:
суть МКТ,
Объяснять
:
причину
броуновского движения, диффузии; (2,3
уровни); условия возникновения сил
отталкивания и сил притяжения, природу
этих сил (2,3 уровни); строение газообразных
тел, скорость молекул в газообразных
телах, свойства газообразных тел (все
уровни); строение жидкостей, скорость
молекул, свойства жидких веществ (все
уровни); строение твердых тел, скорость
молекул в твердых телах, свойства твердых
тел (все уровни);
Литература.
Мякишев
Г.Я., Буховцев Б.Б. Физика-10, 18-е изд., М.,
Просвещение, 2009г.
Тарасов
Л.В. Современная физика в средней школе.
М., Просвещение, 1990г.
Рымкевич
А.П. Сборник задач по физике. М.,
Просвещение, 1998г.
Лишевский
В.П. Ученые - популяризаторы науки. М.,
«Знание», 1987г.
Модульная
программа «Молекулярно-кинетическая
теория»
Модуль
Осмыслить
основные понятия МКТ, конкретизировать
понятие о размерах и массе молекул,
углубить и систематизировать знания
о количестве вещества. Осознание
существования сил взаимодействия
молекул.
Осмысление
строения газообразных, жидких и твердых
тел. Освоение понятия «идеальный газ».
Определение скорости молекул. Знакомство
с основным уравнением МКТ газов.
Самоконтроль
учебных достижений, выявление ошибок,
их коррекция
Входной
контроль по теме «Основные положения
молекулярно-кинетической теории.
Размеры и масса молекул. Количество
вещества. Броуновское движение».
Строение
газообразных тел.
Выполнение
дифференцированных заданий для
выявления уровня усвоения содержания
всех элементов модулей М1-М2.
Представление
о строении вещества
Возникновение
атомистической теории строения
вещества.
Строение
жидких тел.
Вклад
Я.И. Френкеля.
Подведение
итогов.
Строение
твердых тел.
Размеры
и масса молекул Относительная
молекулярная масса, молярная масса
и количество вещества
Сложность
изучения теории газов и свойств
молекул. Модель идеального газа.
Беспорядочное
движение частиц. Опыты Перрена. Силы
взаимодействия молекул.
Давление
газа в МКТ.
Выходной
контроль
Связь
давления со средней кинетической
энергией молекул.
Подведение
итогов
Вывод
основного уравнения МКТ газов
Выходной контроль
Подведение итогов.
Модуль
М1. 1 уровень сложности.
Руководство
по усвоению учебного материала
ЧДЦ.
Составить план изучения модуля и
определить основные учебные задачи.
(ИТ,
ИД, ИЭ, ДТ, ДД, ДЭ)
1.
Просмотрите §56-58. Обратите внимание
на выделенные заголовки текста.
Отметьте для себя, какие пункты вы
знаете хорошо, о чем вы только частично
помните, что вам встречается впервые.
На основании этого определите ваш
собственный путь изучения М1. Для
работы воспользуйтесь учебником, если
необходимо обращайтесь к учителю за
консультацией.
2.
Внимательно ознакомьтесь с вопросами,
которые вам предстоит рассмотреть
при изучении М1.
1.Ознакомьтесь
с Приложением 1, проследите этапы
становления атомистической теории.
Запишите основные этапы с указание
дат.
(1
балл)
2Т.Приведите
примеры физических явлений, доказывающих
основные положения МКТ.
(1
балл)
(2
балла)
2Д.
Рассмотрите при помощи микроскопа
движение частиц краски. Опишите
увиденное.
(1 балл)
(ИТ,ИД,ИЭ)
(см.
Приложение 1)
(ДД,ДТ,ДЭ)
История
атомистической теории
Приложение
1)
1.
.Ознакомьтесь с Приложением 1, проследите
этапы становления атомистической
теории. Запишите основные этапы с
указание дат.
(1
балл)
2Т.
Приведите примеры физических явлений,
доказывающих:
-строение
веществ,
- движение
частиц
- наличие
сил притяжения (отталкивания) между
частицами.
(1
балл)
2Э.
Прочитайте стихотворение Лукреция
Кара «О природе вещей». Какие физические
явления описываются в нем? Что
доказывается этими строками?
(2
балла)
2Д.
Составьте план действий по определению
размера молекулы оливкового масла.
(1
балл)
«О
природе вещей»
Выслушай
то, что скажу, и ты сам, несомненно,
признаешь,
Что
существуют тела, которых мы видеть
не можем…
Стало
быть, ветры-тела, но только незримые
нами.
Хоть
и не видим совсем, как в ноздри они
проникают…
И
наконец, на морском берегу, развивающем
волны,
Платье
сыреет всегда, а на солнце, вися, оно
сохнет,
Видеть,
однако, нельзя, как влага на нем оседает,
Как
и не видно того, как она исчезает от
зноя.
Значит,
дробится вода на такие мельчайшие
части,
Что
недоступны они совершенно для нашего
глаза.
УЭ3.
Основные положения молекулярно-кинетической
теории.
ЧДЦ:
сформулировать и проанализировать
основные положения МКТ
(1
балл)
2. Ответьте
на вопросы:
(1
балл)
Основные
положения МКТ
Цель
МКТ
Прочитайте
§56,58. Запишите в таблицу 1 основные
положения МКТ, цель МКТ и доказательства
основных положений МКТ.
(1
балл)
2. Ответьте
на вопросы:
-
доказательны ли основные положения
МКТ?
- достаточно
ли убедительны эти доказательства?
(1балл)
УЭ4.
2.
Решите задачи, используя обобщённый
алгоритм решения задачи.
(За
решение каждой – 1балл)
ИТ,ИД,ИЭ
1.Какое
количество вещества содержится в
алюминиевой отливке массой 5,4кг?
ДТ,ДД,ДЭ
1.Какова
масса 500 моль углекислого газа?
1.Найдите
формулы для расчета диаметра молекул,
массы молекул., относительной
молекулярной массы, количества
вещества. (1балл)
2.
Решите задачи, используя обобщённый
алгоритм решения задачи
(За
решение каждой – 1балл)
2.Сколько
молекул содержится в углекислом газе
(СО
2
)
массой 1г?
2.Найти
число атомов в алюминиевом предмете
массой 135 г.
Обобщённый
алгоритм решения задачи
Переведите
все физические величины в международную
СИ
Количество
вещества определяется по формуле
=
N
/
N
A
(1)
Молярная
масса М
=
m
0
N
A
Заменив
N
и
N
A
в (1), получим =
m
/М
(расчётная формула для задачи 1), где
М - молярная масса (масса вещества в
количестве 1 моль)
Число
молекул определяется по формуле
N
=
N
A
m
/М
(расчетная формула для задачи 2)
Молярная
масса сложного вещества определяется
М = М
r
(1)
+ М
r
(2)
УЭ5.
ЧДЦ:
Усвоить сущность броуновского движения,
знать отличия от диффузии. Объяснять
природу сил взаимодействия молекул,
выяснить зависимость от расстояния
между молекулами.
УЭ6.
Выходной контроль
УЭ7.Подведение
итогов.
Модуль
М1. 2 уровень сложности.
Основные
положения молекулярно-кинетической
теории. Размеры и масса молекул.
Количество вещества. Броуновское
движение. Силы взаимодействия молекул.
УЭ0.Определение
цели и задач модуля.
ДЦМ:
усвоить основные положения МКТ,
конкретизировать понятие о размерах
и массе молекул, повторить, углубить
и систематизировать знания о количестве
вещества. Осмыслить суть беспорядочного
движения частиц.
Интегральные
когнитивные стили
Дифференцированные
когнитивные стили
Руководство
по усвоению учебного материала
Руководство
по усвоению учебного материала
УЭ1.
Входной контроль по теме «Основные
положения МКТ. Размеры и масса молекул.
Количество вещества. Броуновское
движение»
ЧДЦ.
Составить план изучения модуля и
определить основные учебные задачи.
Вклад М.В. Ломоносова в развитие МКТ.
1.
Просмотрите §56-58. Обратите внимание
на выделенные заголовки текста.
Отметьте для себя, какие пункты вы
знаете хорошо, о чем вы только частично
помните, что вам встречается впервые.
На основании этого определите ваш
собственный путь изучения М1. Для
работы воспользуйтесь учебником, если
необходимо обращайтесь к учителю за
консультацией.
2.
Внимательно ознакомьтесь с вопросами,
которые вам предстоит рассмотреть
при изучении М1.
(ИТ,
ИД, ИЭ, ДТ, ДД, ДЭ)
1.
Возникновение атомистической теории
строения вещества.
2.
Основные положения МКТ. Размеры
молекул. Масса молекул.
3.
Количество вещества. Число Авогадро.
4.
Относительная молекулярная масса.
Молекулярная масса.
5.
Беспорядочное движение частиц.
1.
Просмотрите §56-58. Обратите внимание
на выделенные заголовки текста.
Отметьте для себя, какие пункты вы
знаете хорошо, о чем вы только частично
помните, что вам встречается впервые.
На основании этого определите ваш
собственный путь изучения М1. Для
работы воспользуйтесь учебником, если
необходимо обращайтесь к учителю за
консультацией.
2.
Внимательно ознакомьтесь с вопросами,
которые вам предстоит рассмотреть
при изучении М1.
УЭ2.
Представление о строении вещества
ЧДЦ:
Повторить сведения о строении вещества
и истории возникновения атомистической
теории строения вещества.
1.Ознакомьтесь
с Приложением 1, проследите этапы
становления атомистической теории.
Сделайте вывод о становлении МКТ как
теории.Запишите основные этапы с
указание дат.
(1балл)
(ИТ,ИД,ИЭ,ДД,ДТ,ДЭ)
История
атомистической теории (см. Приложение
1)
1.Ознакомьтесь
с Приложением 1, проследите этапы
становления атомистической теории.
Запишите основные этапы с указание
дат. Сделайте вывод о становлении МКТ
как теории.
(1балл)
2Т. Ответьте
на вопрос.
(2балла)
2Д.
Рассмотрите по микроскопом каплю
молока. Объясните поведение мелких
капелек масла.
(1балл)
(2балла)
Почему
на Земле пыль долго удерживается над
её поверхностью, а на Луне она быстро
оседает, несмотря на то, что сила
тяжести на Луне меньше, чем на Земле?
Почему
из осколков разбитого стакана невозможно
собрать целый стакан, а хорошо
отшлифованные мерительные плитки
плотно прилипают друг к другу.
2Т. Ответьте
на вопрос.
(2балла)
2Д.
Рассмотрите по микроскопом каплю
молока. Чем объясняется поведение
мелких капелек масла.
(1балл)
2Э. Прочтите
стихотворение В.Я. Брюсова. Согласны
ли вы, что «в малом можно увидеть то
же, что и в большом»?
(2балла)
ИЭ,ДЭ
Быть
может, эти электроны –
Миры,
где пять материков,
Искусства,
знанья, войны, троны
И
память сорока веков!
Ещё,
быть может, каждый атом –
Вселенная,
где сто планет;
Там
все, что здесь, в объеме сжатом,
Но
также то, чего здесь нет.
Их
бесконечность, как и здесь;
Там
скорбь и страсть, как здесь, и даже
Там
та же мировая спесь.
УЭ3.
Основные
положения молекулярно-кинетической
теории. Вклад М.В. Ломоносова в развитие
МКТ.
ЧДЦ:
сформулировать и проанализировать
основные положения МКТ. Ознакомиться
с атомно-молекулярной теорией
М.В.Ломоносова.
1.Прочитайте
§56,58. Запишите в таблицу 1 основные
положения МКТ, цель МКТ и доказательства
основных положений МКТ.
(1
балл)
2.
Ознакомьтесь с материалом Приложения
2. Все ли положения МКТ отражены в
данном тексте.
(1
балл)
Основные
положения МКТ
Цель
МКТ
Основные
положения МКТ, их доказательства
(ИТ,ИД,ИЭ,ДТ,ДД,ДЭ)
1.Прочитайте
§56,58. Запишите в таблицу 1 основные
положения МКТ, цель МКТ и доказательства
основных положений МКТ.
(1
балл)
2.
Ознакомьтесь с материалом Приложения
2.Найдите в тексте основные положения
МКТ. Все ли положения отражены в данном
тексте?
(1
балл)
Приложение
2
УЭ4.
Размеры и масса молекул.
Относительная молекулярная масса и
количество вещества.
ЧДЦ:
Воспроизводить формулы для расчета
размеров, массы молекул. Решать
стандартные задачи на расчет массы,
количества вещества.
УЭ5.
Беспорядочное движение частиц.
Силы взаимодействия молекул.
ЧДЦ:
Опыты Перрена. Объяснять природу сил
взаимодействия молекул, выяснить
зависимость от расстояния между
молекулами.
УЭ6.
Выходной контроль
ЧДЦ:
Проверить усвоение учебных элементов
УЭ7.Подведение
итогов.
ЧДЦ:
заполнить лист контроля, оценить свои
знания.
Документ
Веществ, делают теорию
растворов труднейшей проблемой молекулярной
физики
и учения... Она
является пограничной областью знания, которая
объединяет физическую
химию, физику
поверхностных явлений
... вещества. Именно
они
в первую очередь понимаются
под термином... ... теории
и на практике" - не столько руководство
... , которой
они
не понимают
, ... должно
совпасть с произнесением самого возвышенного и тайного имени
Бога, к которому
он
... физически
возможные явления
в пределах пропорций момента инерции предмета, к которому
оно
... ... тепловые
явления
обусловлены механическим движением материальных частиц. В труде «Опыт теории
упругости воздуха» он
... о работе сил разной физической
природы. Для вечеров на темы «Молекулярная
физика
» и «Основы электродинамики...
Молекулярная физика. Тепловые
явления
Физика
. Электромагнитные явления
(электродинамика)
Учебное пособие >> Физика
Механика, молекулярная
физика
и термодинамика
Учебное пособие >> Физика
Механика. Молекулярная
физика
Конспект >> Физика
Алистер кроули. Магия в теории и на практике
Документ
Название программы: Образовательная программа кружка: «Юный физик» п Возраст учащихся: с 10 лет Срок реализации: 1 год Казаков Владимир Геннадьевич
Образовательная программа