(видеоурок смотрите в конце урока)
Здравствуйте, друзья мои! С вами Рекечинский Дмитрий Александрович, учитель физики, эксперт ЕГЭ. Сегодня я вам проведу урок на тему: «Тепловое движение молекул. Температура. Тепловые явления."
Начнём мы с целей урока. Итак, нам необходимо:
1. Повторить некоторые сведения о строении вещества (7 класс)
2. Определить понятия: «тепловые явления», «тепловое движение молекул», «температура»
И начнём мы с вами урок с рассмотрения процессов диффузии, на примере процессов растворения красителя в холодной и горячей воде и процесса броуновского движения частичек туши в воде (смотрите картинки)
Давайте перейдём к объяснению явлений движения броуновских частиц и диффузии.
Итак, диффузия – это процесс взаимного проникновения молекул и атомов одного вещества между молекулами и атомами другого вещества, приводящий к самопроизвольному выравниванию их концентрации по всему занимаемому объёму.
Это означает, что если вы поместили каплю туши в мензурку с водой, то постепенно молекулы вещества туши будут распространяться по всему объёму воды в процессе диффузии. Происходит это из-за того, что между молекулами воды есть промежутки, которые постепенно заполняют молекулы туши. А так как молекулы находятся в постоянном хаотичном движении, то распространение туши идёт равномерно по всему объёму. Чем больше температура воды, тем быстрее происходит процесс диффузии.
Теперь поговорим про «броуновское движение». Вспомним, что броуновское движение открыл ботаник Броун в 1827 году, который наблюдал за частичками пыльцы, погруженными в воду, как они непрерывно и хаотично движутся. На слайде изображены траектории движения разных частиц пыльцы (синим, красным и зелёным цветом). Это хаотичное движение броуновских частиц является доказательством того, что молекулы воды, которые бомбардируют частички туши или пыльцы, движутся также хаотично. При этом, удары молекул о броуновскую частичку в каждый момент времени некомпенсированные с разных сторон, что приводит к хаотичному движению самой броуновское частицы. Явление броуновского движения является одним из доказательств непрерывного движения молекул.
Теперь мы можем исходя из двух выше представленных явлений сделать важные выводы о строении вещества, как мы делали с вами в 7 классе.
Выводы о строении вещества:
1. Все тела состоят из мельчайших частиц – молекул.
2. Все молекулы непрерывно движутся
3. Все молекулы взаимодействуют друг с другом (притягиваются или отталкиваются)
4. Между молекулами есть промежутки
5. Скорость движения молекул зависит от температуры!
Мы сейчас столкнулись с вами с новым понятием «температура» и несмотря на то, что мы часто используем его в быту при измерении температуры с помощью термометра в градусах Цельсия, необходимо строго определить следующие физические понятия: «температура», «тепловое движение молекул», «тепловые явления».
У понятие «температура» есть два определения:
1. Температура – физическая величина, характеризующая степень нагрева тел.
2. Температура – физическая величина, являющаяся мерой средней кинетической энергии хаотичного теплового движения молекул.
Второе определение понятия «температура» означает, что чем больше температура, тем быстрее движутся частички вещества. И понятие «кинетическая энергия движения молекул», означает энергию движения молекул. И чем больше температура вещества, тем больше энергия движения частиц вещества и как следствие, процесс диффузии происходит быстрее.
Теперь мы переходим к понятиям: «тепловое движение» и «тепловые явления».
Тепловое движение – это беспорядочное движение частиц, молекул, атомов, входящих в состав молекулы, ионов кристаллической решётки (связано с изменением температуры).
Два опыта (диффузия и броуновское движение) показывают, что частицы вещества находятся в беспрерывном хаотичном тепловом движении. Его называют тепловым, так как оно связано с изменением температуры. Чем больше температура, тем быстрее движутся частицы вещества.
Движение каждой частицы – хаотично. Скорость и траекторию частиц невозможно заранее вычислить. Так как в каждом грамме воды содержится огромное количество молекул, то просчитать и вычислить траекторию движения каждой частицы практически невозможно никакими вычислительными средствами. Например, в 18 граммах воды содержится примерно 6*10^23 молекул.
Далее, дадим определение понятию «тепловые явления»:
Тепловые явления – это явления, связанные с изменением температуры тела или изменением агрегатного состояния вещества из-за сообщения и отнятия теплоты.
Это означает, что тепловые явления – это те явления, которые происходят вследствие того, что повышается или понижается температура тела или вещество из которого состоит тело переходит из одного агрегатного состояния в другое. Например, явления таяния льда или повышение температуры воды – это тепловые явления.
Рассмотрим, используя следующий слайд, какие явления являются тепловыми.
Давайте посмотрим на картинку! Какие из перечисленных явлений связаны с изменением температуры, передачей или отнятием теплоты? Град, иней, снег, сосульки, метель, вулкан – это всё тепловые явления, они связаны с изменением температуры или с передачей, отнятием теплоты. Ещё одно тепловое явление – это роса. В результате конденсации водяных паров из воздуха, при понижении температуры, из водяного пара образуются капельки воды.
Давайте на примере следующего слайда, подведём итог, с чем связаны тепловые явления.
Тепловые явления связанны с изменением температуры или с изменением агрегатного состояния.
Тепловые явления характеризуются следующими характеристиками:
1. Изменяется температура тела.
2. Скорость движения молекул пропорциональна корню из температуры.
(изучается в 10 классе).
3. Кинетическая энергия молекул пропорциональна температуре.
(Чем выше температура, тем больше кинетическая энергия молекул и тем быстрее движутся молекулы. Чем ниже температура, тем медленнее движутся молекулы, тем медленнее происходит диффузия и броуновское движение.)
4. Тепловые явления связанны с беспорядочным, тепловым движением частиц, а точнее с тем как изменяется это тепловое движение.
Итак, мы рассмотрели с вами: тепловое движение молекул, тепловые явления, понятие «температура» и понятие «кинетическая энергия молекул» на примере явлений диффузии и броуновского движения.
Смотреть видеоурок: "Тепловое движение. Температура. Внутренняя энергия. Изменение внутренней энергии."
Спасибо за внимание!
Подписывайтесь на наш обучающий канал: "Натурфилософия". Оставляйте свои вопросы в комментариях!