Конспект урока: Повторение по теме «Основы молекулярно-кинетической теории» (10 класс)

Урок

Тема: Повторение по теме «Основы молекулярно-кинетической теории»

Дидактические цели:

воспитывающая: подведение учащихся к пониманию важнейших этапов научного метода познания (сущности ступеней познания и путей достижения истины) и тем самым формирование у них элементов научного мировоззрения;

развивающая: совершенствование умения школьников осуществлять: анализ; синтез; сравнение; обобщение; абстрагирование и конкретизацию, работая с учебником: вдумываться в его текст, систематизировать изложенные в разных местах сведения; применять полученные теоретические знания на практике;

образовательная - повторение и си­стематизация изученного материала по теме «Основы молекулярно-кинетической теории».

Оборудование: Компьютер, мультимедийный проектор, презентация, раздаточный материал - карта с перечнем элементов знаний и структурная схема теории(на каждый стол), самостоятельная работа на карточках(каждому ученику).

Ход урока

I.Оргмомент-2мин.

Сообщение цели: а) Сегодня, ребята, мы не просто повторим изученную тему, а проследим становление МКТ, опираясь на представления об универсальном научном методе познания. При этом мы будем использовать, хорошо вам известную, структурную схему физической теории;

б) Раскроем универсальность научного метода познания, применяя его к решению конкретной теоретической и практической задач.

II. Актуализация знаний. (Повторение).

Групповая работа(1мин.)

Работать будем в группах. Если есть необходимость, можно переместиться поближе др. к др. не спрашивая разрешения. Урок начнём с проверки домашнего задания. Вы должны были повторить основной материал глав 8 и 9 учебника и структурную схему теории.

1 этап(3мин.): На столе у вас лежит карта с перечнем элементов знаний (Приложение 2). и домашняя заготовка - структурная схема теории (Приложение 1).

Отберите необходимый материал, соответствующий тем или иным элементам теории. При отборе ставьте напротив элементов знаний цифры соответствующие элементу структурной схемы теории.

1 группа - основание теории;

2 группа - ядро теории;

3 группа - следствия теории.

2 этап(5мин.): Проверка работы групп с опросом основных законов и понятий, и величин. (таблица в приложении2)

Проверка: В заданиях нет неверных предложений, поэтому исключе­на опасность запоминания учащимися ошибочных утвержде­ний. (Для контроля правильности ответов можно использовать трафаретную карту как элемент обеспечения автоматизирован­ного класса на базе тренажеров-экзаменаторов или мик­ро-ЭВМ.) Такая карта для данного случая имеет вид:

III. Этапы становления теории. (1 мин)

Теперь, когда мы повторили основные элементы теории, рассмотрим, как же происходит её становление. В этом нам поможет знание цикла физического метода познания. (Обращаю внимание на стенд цикла физического метода познания.)

Рассмотрим этапы развития теории на примере теории броуновского движения.

1) (3 мин)

Рассказываю сам по таблице 2 . Приложение 1

Факты в данном случаи, - наблюдаемое броуновское движение.

Эйнштейн выдвинул гипотезу о сходстве движения броуновских частиц с тепловым движением молекул газа.

Затем строится модель - она уже есть - идеальный газ.

На следующем этапе - Создал МКТ для броуновского движения, из которого вытекает следствие, что концентрация броуновских частиц убывает с увеличением высоты как и у реальных газов.

Именно это и проверил в своих экспериментах Ж. Перрен. Кроме этого: что ему ещё удалось сделать?

Варианты ответов: определить массы молекул кислорода и водорода и др.. А также получил по своему методу значение числа Авогадро.

2) (2 мин)

Давайте назовём каждому этапу цикла научного метода познания соответствующие элементы теории . Приложение 3

1.Накопление фактов (которые не могут объяснить существующие теории)1. Наблюдения

Растекание капли масла по поверхности воды, броуновское движение, диффузия, испарение

2. Эксперименты

Опыты по диффузии газов через по­ристую перегородку, опыты выявляющие независимость физических свойств газов от их химического состава; опыты по смешиванию воды и спирта.

2. Гипотеза (предсказание, догадка)1. Постулаты

Вещество состоит из молекул. Молекулы находятся в непрерывном хаотическом движении, взаимодействуют друг с другом

3. Построение модели (формулировка наиболее существенных свойств)4. Идеальная модель изучаемого объекта

Идеальный газ

4. Теория (основные законы)2. Законы

p=nĒ , где Ē=; Ē= kT

5. Следствия1. Следствия теории

p=nkT; =.

6.Экспериментальные факты (подтверждают, опровергают выводы из теорий)2. Экспериментальная

проверка

Опыты Штерна, опыты Перрена, опыты Рэлея

3)Универсальность НМП (5 мин)

А сейчас подчёркивая универсальность метода научного познания, проведём аналогию между полным циклом научного познания, состоящего из ряда звеньев, и работой над учебной физической задачей, имеющей ряд эта­пов. Приложение 4

4) Решение задач. Один ученик решает задачу Р - 487. (10 мин)

Покажем это на примере задачи из сборника задач под редакцией А.П.Рымкевич.

4

Решение.

Будем считать пары серебра идеальным газом. Тогда к отдельному атому можно применить законы механики.

= ; Δr= R_в - R_а ; t= ; =Откуда получаем

= . Вычислим =597,8 м/с.

Проверим размерность. Правдоподобность ответа.

Ответ: 600м/с.

87(н). При вращении прибора Штерна с частотой 45 с ^-1 среднее смещение полоски серебра, обусловленное вращением, составляло 1,12 см. Радиусы внутреннего и внешнего цилин­дров соответственно равны 1,2 и 16 см. Найти среднюю квадратическую скорость атомов серебра из данных опыта и срав­нить ее с теоретическим значением, если температура накала платиновой нити равна 1500 К.

Дано:

ν=45 с ^-1

s=1,12 cм

R_а=1,2 см

R_в=16 см

-?

5) (2 мин)

Вопросы к задаче. 1) Как изменится результат, если изменить:

а) R_в б)R_а в) ν

Групповая работа с задачником Рымкевич.(5 мин)

1 группа ..…..задача 457

2 группа……. задача 468

3 группа……. задача 480

При проверке зачитывают: дано; найти; догадка; модель; основной закон; конечную формулу; проверку ответа ( 3 мин).

IV. Итог урока. Самостоятельная работа. (6мин)

Итогом сегодняшнего урока станет кратковременная тестовая работа, которую вы выполните на карточках. Приложение 5

V. Домашнее задание.

1) В таблице МКТ которые я вам раздал записать напротив каждого структурного элемента теории соответствующий элемент знаний.

2) В столбце структурных элементов теории отметить этапы цикла метода научного познания. Таблицу вклеить в тетрадь.

3) Задачи Р - 457, 468, 480 оформить в рабочей тетради.

Приложение 1

Приложение 2

Укажите, к каким элементам теории можно отнести сле­дующие утверждения:

1.Вещество состоит из молекул и атомов.

2.В опыте Штерна средняя скорость атомов серебра при температуре 1200 К оказалась равной 520 м/с.

3.Капля масла растекается по поверхности воды, обра­зуя тонкую пленку.

4.Молекула - мельчайшая частица вещества, сохраняющая его химические свойства.

5.Давление газа прямо пропорционально его концентра­ции и средней кинетической энергии его молекул,

6.Число молекул в моле вещества равно 6,02·10²³.

7.Идеальный газ - модель газа, в которой взаимодействие составляющих его частиц не учитывается.

8.Реальные газы при достаточном разрежении близки по свойствам к идеальному.

9.Для данной массы газа его давление при постоянном объеме прямо пропорционально температуре.

10.С помощью законов МКТ газа можно объяснить яв­ления диффузии, теплопроводности, вязкости.

Таблица 2

Основные этапы изучения броуновского движения

Приложение 2

Молекулярно - кинетическая теория газа

2. Эксперименты

Опыты по диффузии газов через по­ристую перегородку, а также выявляющие независимость физических свойств газов от их химического состава; опыты с цилиндром переменного объема

3. Главные понятия и величины

Макроскопическое тело, молекула, количество вещества, молярная масса, газ, термодинамическая система, тепловое равновесие, параметры состояния: давление, объем, температура

4. Идеальная модель изучаемого объекта

Идеальный газ

II. Ядро теории

1. Постулаты

Вещество состоит из молекул. Молекулы находятся в непрерывном хаотическом движении, взаимодействуют друг с другом

2. Законы

p=nĒ ; Ē= kT

3. Константы

N_А= 6,02∙10²³ 1/моль; k= 1,38 ·10^-23 д_ж/_К

III. Следствия

1. Следствия теории

p=nkT;газовые законы

2. Экспериментальная

проверка

Опыт Штерна, опыты с цилиндром пе-

ременного объема

3. Границы применимости теории

Справедлива только для разреженных газов

4. Практические приме-

нения

Использование газов в качестве амортизаторов, рабочего тела в ДВС и т. д.

Приложение 3

1.Накопление фактов (которые не могут объяснить существующие теории)1. Наблюдения

Растекание капли масла по поверхности воды, броуновское движение, диффузия, испарение

2. Эксперименты

Опыты по диффузии газов через по­ристую перегородку, опыты выявляющие независимость физических свойств газов от их химического состава; опыты по смешиванию воды и спирта.

2. Гипотеза (предсказание, догадка)1. Постулаты

Вещество состоит из молекул. Молекулы находятся в непрерывном хаотическом движении, взаимодействуют друг с другом

3. Построение модели (формулировка наиболее существенных свойств)4. Идеальная модель изучаемого объекта

Идеальный газ

4. Теория (основные законы)2. Законы

p=nĒ , где Ē=; Ē= kT

5. Следствия1. Следствия теории

p=nkT; =.

6.Экспериментальные факты (подтверждают, опровергают выводы из теорий)2. Экспериментальная

проверка

Опыты Штерна, опыты Перрена, опыты Рэлея

Приложение 4

Приложение 5

Вариант 1

1.Масса газообразного водорода в сосуде равна 2 г. Сколько примерно молекул водорода находится в сосуде?

А. 10²³. Б. 2 • 10²³. В. 6 • 10²³. Г. 12 • 10²³_. Д. Среди ответов А-Г нет правильного.

2.Как изменится давление идеального газа при увеличении концентрации его молекул в 3 раза, если средняя квадратичная скорость молекул остается неизменной?

А. Увеличится в 2 раза. Б. Увеличится в 3 раза. В. Останется неизменной. Г. Уменьшится в 3 раза. Д. Среди ответов А-Г нет правильного.

3.Как изменится средняя кинетическая энергия теплового движения молекул идеального газа при увеличении абсолютной температуры газа в 3 раза?

А. Увеличится в 3 раза. Б. Увеличится в 2 раза. В. Увеличится в 4,5 раза. Г. Увеличится в 9 раз. Д. Среди ответов А-Г нет правильного.

4.В первом сосуде находится азот, во втором - водород. Чему равно отношение давления р₁ азота к давлению р₂ водоро­да при одинаковых значениях концентрации молекул и темпера­туры?

А. 1. Б. 14. В. 1/14. Г. Отношение p₁/p₂ может иметь различ­ные значения. Д. Среди ответов А-Г нет правильного.

5.Какое примерно значение температуры по шкале Цельсия соответствует температуре 200 К по абсолютной шкале?

А. -473° С. Б. -73° С. В. + 73° С. Г. + 473° С. Д. Среди ответов А-Г нет правильного.

6. Как изменится давление идеального газа при увеличении его объема в 2 раза и уменьшении абсолютной температуры в 2 раза?

А. Уменьшится в 2 раза. Б. Уменьшится в 4 раза. В. Останется неизменным. Г. Увеличится в 2 раза. Д. Увеличится в 4 раза.

7.Сколько молекул содержится в 56 г азота

Вариант 2

1.В сосуде находится 2 моль гелия. Сколько примерно атомов гелия в сосуде?

А. 10²³. Б. 2 • 10²³. В. 6 • 10²³. Г. 12 • 10²³. Д. Среди ответов А - Г нет пра­вильного.

2.Как изменится давление идеального газа, если при неизменной концентрации средняя квадра­тичная скорость молекул увеличится в 3 раза?

А. Увеличится в 9 раз. Б. Увеличится в 6 раз. В. Увеличится в 3 раза. Г. Останется неизменной. Д. Среди ответов А-Г нет правильного.

3.При нагревании идеального газа средняя квадратичная скорость теплового движения молекул увеличилась в 4 раза. Как изменилась при этом абсолютная тем­пература газа?

А. Увеличилась в 2 раза. Б. Увеличи­лась в 4 раза. В. Увеличилась в 6 раз. Г. Увеличилась в 16 раз. Д. Среди ответов А-Г нет правильного.

4.В двух сосудах одинакового объема находятся разные газы при одинаковой температуре, в первом сосуде водород, во втором кислород. Чему равно отношение

числа молекул водорода к числу мо­лекул кислорода, если давление газов одинаково?

А. 1. Б. 16. В. 1 / 16. Г. Отношение мо­жет иметь различные значения. Д. Среди ответов А-Г нет правильного.

5. Какое примерно значение темпера­туры по шкале Цельсия соответствует температуре 100 К по абсолютной шкале?

А. - 373° С. Б. - 173° С. В. + 173° С. Г. +373° С Д. Среди ответов А-Г нет правильного.

6. Как изменилась абсолютная температура идеального газа, если при уменьшении его объема в 2 раза давление уменьшилось в 2 раза?

А. Уменьшилась в 2 раза. Б. Уменьшилась в 4 раза. В. Ос­талась неизменной. Г. Увеличилась в 2 раза. Д. Увеличилась в 4 раза.

7. Чему равна масса 10²² молекул озона 0₃?

Вариант 3

1.Масса газообразного гелия в сосуде равна 4 г. Сколько примерно атомов гелия находится в сосуде?

А. 10²³ Б. 4 • 10²³ В. 6 • 10²³ Г. 12 • 10²³ Д. 24 • 10²³

2.Как изменится давление идеального газа, если при неиз­менной концентрации средняя кинетическая энергия молекул увеличится в 3 раза?

А. Увеличится в 9 раз. Б. Увеличится в 6 раз. В. Увеличится в 3 раза Г. Останется неизменным. Д. Среди ответов А- Г нет правильного

3.При нагревании идеального газа средняя кинетическая энергия теплового движения молекул увеличилась в 2 раза. Как изменилась при этом абсолютная температура газа?

А. Увеличилась в 4 раза Б. Увеличи­лась в 2 раза В, Увеличилась в 3 раза Г. Увеличилась в 4,5 раза. Д. Среди ответов А Г нет правильного.

4. В одном сосуде находится гелий, в другом - водород, концентрация моле­кул газов в сосудах одинакова. Какое из приведенных ниже соотношений для тем­пературы гелия Т₁ и водорода Т₂ справед­ливо, если давления газов одинаковы?

А. Т₁<Т₂ . Б. Т₁>Т₂. В. Т₁=Т₂. Г. Возможны все случаи А- В. Д. Ни один из ответов А-Г не является правильным.

5.Какое примерно значение температуры по шкале Цельсия соответствует температуре 300 К по абсолютной шкале?

А. -573° С. Б. -27°С. В. + 27° С. Г. + 573° С. Д. Среди ответов А-Г нет правильного.

6.Как изменится объем идеального газа при уменьшении его давления в 2 раза и увеличении абсолютной температуры в 2 раза?

А. Уменьшится в 2 раза. Б. Уменьшится в 4 раза. В. Оста­нется неизменным. Г. Увеличится в 2 раза. Д. Увеличится в 4 раза.

7.Рассчитайте массу молекулы кадмия Сd.

Вариант 4

1.В сосуде находится 0,5 моль водорода. Сколько примерно молекул водорода в сосуде?

А. 0,5 • 10³. Б. 10²³. В. 3 • 10²³ . Г. 6 • 10²³ Д. Среди ответов А - Г нет правильного.

2.Как изменится давление идеального газа, если при неизмен­ной концентрации абсолютная температура газа увеличится в 3 раза?

А. Увеличится в 9 раз. Б. Увеличится в 6 раз. В. Увеличится в 3 раза. Г. Останется неизменным. Д. Среди ответов А - Г нет правильного.

3. Как изменится средняя квадратич­ная скорость теплового движения молекул идеального газа при увеличении абсолют­ной температуры газа в 4 раза?

А. Увеличится в 2 раза. Б. Увеличится в 4 раза. В. Увеличится в 6 раз. Г. Уве­личится в 16 раз. Д. Среди ответов А -Г нет правильного.

4. В первом сосуде находится кис­лород, во втором - водород. Чему рав­но отношение давления кислорода к давлению водорода при одинаковых значениях концентрации молекул и температуры?

А. 16. Б. 1. В. 1/16. Г. 4. Д. 1/4.

5.Какое примерно значение температуры по шкале Цельсия соответствует температуре 400 К по абсолютной шкале?

А. - 673° С. Б. - 127° С. В. + 127° С. Г. + 673° С. Д. Среди ответов А - Г нет правильного.

6.Как изменится давление идеального газа при увеличении его объема в 2 раза и увеличении абсолютной температуры в 2 раза?

А. Уменьшится в 2 раза. Б. Уменьшится в 4 раза. В. Останется неизменным. Г. Увеличится в 2 раза. Д. Увеличится в 4 раза.

7.Чему равна молярная масса соляной кислоты?