Главная » Скрытая проводка » Строение газообразных жидких твердых тел физика. Газообразные тела

Строение газообразных жидких твердых тел физика. Газообразные тела

Вся неживая материя состоит из частиц, поведение которых может отличаться. Строение газообразных, жидких и твердых тел имеет свои особенности. Частицы в твердых телах удерживаются вместе, так как расположены очень тесно друг к другу, это делает их очень прочными. Кроме того, они могут держать определенную форму, так как их мельчайшие частицы практически не двигаются, а только вибрируют. Молекулы в жидкостях находятся довольно близко друг к другу, однако они могут свободно передвигаться, поэтому собственной формы они не имеют. Частицы в газах движутся очень быстро, вокруг них, как правило, много пространства, что предполагает их легкое сжатие.

Свойства и строение твердых тел

Какова структура и особенности строения твердых тел? Они состоят из частиц, которые расположены очень близко друг к другу. Они не могут перемещаться, и поэтому их форма остается фиксированной. Каковы свойства твердого тела? Оно не сжимается, но если его нагреть, то его объем будет увеличиваться с ростом температуры. Это происходит потому, что частицы начинают вибрировать и двигаться, что приводит к уменьшению плотности.

Одной из особенностей твердых тел является то, что они имеют неизменную форму. Когда твердое тело нагревается, средняя скорость движения частиц увеличивается. Быстрее движущиеся частицы сталкиваются более яростно, заставляя каждую частицу толкать своих соседей. Следовательно, повышение температуры обычно приводит к повышению прочности тела.

Кристаллическое строение твердых тел

Межмолекулярные силы взаимодействия между соседними молекулами твердого тела достаточно сильны, чтобы держать их в фиксированном положении. Если эти мельчайшие частицы находятся в высокоупорядоченной комплектации, то такие структуры принято называть кристаллическими. Вопросами внутренней упорядоченности частиц (атомов, ионов, молекул) элемента или соединения занимается специальная наука — кристаллография.

Химическое строение твердого тела также вызывает особый интерес. Изучая поведение частиц, того, как они устроены, химики могут объяснить и предсказать, как определенные виды материалов будут себя вести при определенных условиях. Мельчайшие частицы твердого тела расположены в виде решетки. Это так называемое регулярное расположение частиц, где немаловажное значение играют различные химические связи между ними.

Зонная теория строения твердого тела рассматривает твердое вещество как совокупность атомов, каждый их которых, в свою очередь, состоит из ядра и электронов. В кристаллическом строении ядра атомов находятся в узелках кристаллической решетки, для которой характерна определенная пространственная периодичность.

Что такое структура жидкости?

Строение твердых тел и жидкостей схоже тем, что частицы, из которых они состоят, находятся на близком расстоянии. Различие состоит в том, что молекулы жидкого вещества свободно перемещаются, так как сила притяжения между ними гораздо слабее, нежели в твердом теле.

Какими же свойствами обладает жидкость? Во-первых, это текучесть, во-вторых, жидкость будет принимать форму контейнера, в который ее помещают. Если ее нагреть, объем будет увеличиваться. Из-за близкого расположения частиц друг к другу жидкость не может быть сжата.

Какова структура и строение газообразных тел?

Частицы газа располагаются случайным образом, они находятся так далеко друг от друга, что между ними не может возникнуть сила притяжения. Какими свойствами обладает газ и каково строение газообразных тел? Как правило, газ равномерно заполняет все пространство, в которое он был помещен. Он легко сжимается. Скорость частиц газообразного тела увеличивается вместе с ростом температуры. При этом происходит также повышение давления.

Строение газообразных, жидких и твердых тел характеризуется разными расстояниями между мельчайшими частицами этих веществ. Частицы газа находятся гораздо дальше друг от друга, чем в твердом или жидком состоянии. В воздухе, например, среднее расстояние между частицами примерно в десять раз превышает диаметр каждой частицы. Таким образом, объем молекул занимает всего около 0,1 % от общего объема. Остальные 99,9 % составляет пустое пространство. В противоположность этому частицы жидкости заполняют около 70 % общего объема жидкости.

Каждая частица газа движется свободно по прямолинейному пути, пока она не столкнется с другой частицей (газа, жидкости или твердого тела). Частицы обычно движутся достаточно быстро, а после того как две из них сталкиваются, они отскакивают друг от друга и продолжают свой путь в одиночку. Эти столкновения меняют направление и скорость. Эти свойства газовых частиц позволяют газам расширяться, чтобы заполнить любую форму или объем.

Изменение состояния

Строение газообразных, жидких и твердых тел может меняться, если на них оказывается определенное внешнее воздействие. Они могут даже переходить в состояния друг друга при определенных условиях, например в процессе нагревания или охлаждения.

Поведение тел в разных физических состояниях

Строение газов, жидкостей, твердых тел главным образом обусловлено тем, что все эти вещества состоят из атомов, молекул или ионов, однако поведение этих частиц может быть совершенно разным. Частицы газа хаотичным образом удалены друг от друга, молекулы жидкости находятся близко друг к другу, но они не так жестко структурированы, как в твердом теле. Частицы газа вибрируют и передвигаются на высоких скоростях. Атомы и молекулы жидкости вибрируют, перемещаются и скользят мимо друг друга. Частицы твердого тела также могут вибрировать, но движение как таковое для них не свойственно.

Особенности внутренней структуры

Для того чтобы понять поведение материи, нужно сначала изучить особенности ее внутренней структуры. Каковы внутренние различия между гранитом, оливковым маслом и гелием в воздушном шарике? Простая модель структуры материи поможет найти ответ на этот вопрос.

Модель является упрощенным вариантом реального предмета или вещества. Например, до того как начинается непосредственное строительство, архитекторы сначала конструируют модель строительного проекта. Такая упрощенная модель не обязательно предполагает точное описание, но в то же время она может дать приблизительное представление того, что будет собой представлять та или иная структура.

Упрощенные модели

В науке, однако, моделями не всегда выступают физические тела. За последнее столетие наблюдался значительный рост человеческого понимания о физическом мире. Однако большая часть накопленных знаний и опыта основана на чрезвычайно сложных представлениях, например в виде математических, химических и физических формул. Для того чтобы разобраться во всем этом, нужно быть достаточно хорошо подкованным в этих точных и сложнейших науках. Ученые разработали упрощенные модели для визуализации, объяснения и предсказания физических явлений. Все это значительным образом упрощает понимание того, почему некоторые тела имеют постоянную форму и объем при определенной температуре, а другие могут их менять и так далее.

Вся материя состоит из мельчайших частиц. Эти частицы находятся в постоянном движении. Объем движения связан с температурой. Повышенная температура свидетельствует об увеличении скорости движения. Строение газообразных, жидких и твердых тел отличается свободой передвижения их частиц, а также тем, насколько сильно частицы притягиваются друг к другу. Физические свойства вещества зависят от его физического состояния. Водяной пар, жидкая вода и лед имеют одинаковые химические свойства, но их физические свойства значительно отличаются.

Изучив свойства и строение твёрдых, жидких и аморфных тел, для которых характерны дальний или ближний порядок в расположении частиц, перейдём к рассмотрению свойств и строения газообразных тел. Для газов характерно полное отсутствие порядка в расположении и движении частиц. Как говорят физики, во всех газах их частицы расположены и движутся хаотически (греч. «хаос» – беспорядок).

Вы знаете много газов: водород, кислород, углекислый газ, водяной пар, пары ртути, азот, озон, хлор, воздух (как смесь газов). Все они очень разные. Водород лёгкий, а углекислый газ тяжёлый; азот не пахнет, а озон «щиплет» нос; водяные пары безвредны, а пары ртути ядовиты; воздух бесцветный, а хлор имеет жёлто-зелёный цвет. Эти свойства у газов разные, но есть и общие.

Во-первых, все газы очень хорошо поддаются сжатию. Их можно сжать в 100 и более раз. Во-вторых, все газы подчиняются закону Паскаля, передавая оказанное на них давление в другие части сосуда. В-третьих, в отличие от жидкостей, газы всегда оказывают давление, даже в невесомости. Как же можно объяснить эти общие свойства всех газов? На этот вопрос отвечает молекулярно-кинетическая теория.

Строение газообразных тел. При обычных условиях расстояния между частицами газа во много раз больше размеров самих частиц, а кинетическая энергия их движения гораздо больше (по модулю) потенциальной энергии их притяжения друг к другу и/или к Земле. Поэтому частицы газа практически свободно летают, сталкиваясь друг с другом и «бомбардируя» стенки сосуда, в котором находятся.

Таково объяснение давления газов . Оно будет справедливым и в условиях невесомости, где давление газов сохраняется в отличие от давления твёрдых и жидких тел.

Заметим, что давление жидкости имеет совсем иное происхождение: вышележащие слои жидкости своим весом придавливают нижележащие слои (поэтому по мере опускания ко дну сосуда давление возрастает). В каждом слое из-за частых соударений частиц давление передаётся во все стороны, в том числе и на стенки сосуда. Поэтому в условиях невесомости (где жидкость и её отдельные слои не имеют веса) давление жидкости на дно и стенки сосуда будет равно нулю.

Это важное отличие происхождения давления газа от давления жидкости подтверждает опыт. На рисунке изображены два сосуда: левый – с жидкостью, а правый – с газом. Сосуды снабжены манометрами: вблизи дна, в средней части и вблизи горловины. Взгляните: у сосуда с газом манометры показывают одинаковые давления, а у сосуда с жидкостью – возрастающие значения по мере опускания. Причина этого – различный «механизм» происхождения давления в жидкостях и газах.

Объясним теперь свойство газов легко поддаваться сжатию и подчиняться закону Паскаля. Обратимся к рисунку. Вдвинув поршень, мы уплотним расположение частиц вблизи него. Однако вскоре эти частицы разлетятся по всему объёму сосуда, и в результате газ станет более плотным, а «бомбардировка» его частицами стенок сосуда – более интенсивной. То есть газ передаст оказанное на него давление поршня во все стороны.

Вспомним, что при увеличении температуры газа его давление возрастает (см. § 4-г). МКТ легко объясняет этот факт. Повышение температуры приводит к увеличению скорости движения частиц газа, поэтому «бомбардировка» частицами стенок сосуда усиливается, что и означает возрастание давления газа.

Цель урока: Рассмотреть особенности строения и свойства газообразных, жидких и твёрдых тел с точки зрения молекулярно – кинетической теории.

Задачи урока:

Образовательные

Способствовать овладению знаниями по теме “Строение газообразных, жидких и твёрдых тел”;
Установить характер зависимости сил притяжения и отталкивания от расстояния между молекулами;
Учиться решать качественные задачи.

Развивающие

Развивать:

наблюдательность, самостоятельность;
логическое мышление
умение применять знания теории на практике;
содействовать развитию речи, мышления

Воспитательные:

Формирование представлений о единстве и взаимосвязи явлений природы.
Формировать положительное отношение к предмету

Тип урока: Урок изучения нового материала.

Форма урока: комбинированный

Комплексно-методическое обеспечение: Компьютер, экран, мультимедийный проектор, авторская презентация , образцы кристаллов, тестовые задания.

Межпредметные связи:

химия
информатика

Ход урока

Организационный этап

Учитель: Здравствуйте. Ещё Наполеон I говорил: “Воображение правит миром”. А Демокрит утверждал, что “Ничего не существует кроме атомов”.

Этап постановки целей и задач урока.

Согласитесь! Мир удивителен и многообразен. Человек издавна пытался объяснить необъяснимое, увидеть невидимое, услышать неслышимое. Оглядываясь вокруг себя, он размышлял о природе и пытался решить загадки, которые она перед ним ставила.

Русский поэт Фёдор Иванович Тютчев писал.

Не то, что мните вы, природа:
Не слепок, не бездушный лик –
В ней есть душа, в ней есть свобода,
В ней есть любовь, в ней есть язык.

Но со временем человек стал понимать, что именно закон стоит во главе всего, что нас окружает.

Вы, конечно же, ежедневно сталкиваетесь с различными физическими явлениями, которыми управляет закон, и в большинстве случаев можете предсказать, как они закончатся. Например, предскажите, чем закончатся следующие события:

Если открыть флакон с духами, то …;
Если нагреть лед, то …;
Если сильно сжать два кусочка пластилина, то …;
Если капнуть каплю масла на воду, то …;
Если опустить термометр в горячую воду, то …

Учитель: Итак, давая свои ответы, вы руководствовались определенными знаниями, полученными ранее. Мы с вами каждый день наблюдаем целый ряд окружающих нас предметов: столы, стулья, книги, ручки, тетради, автомобили и т.д. Скажите, они нам только кажутся сплошными или они на самом деле являются таковыми?

Ученик: Только кажутся.

Учитель: Тогда скажите, из чего состоят все вещества?

Ученик: Из молекул или атомов

Учитель: А, как вы думаете, молекулы различных веществ одинаковы или нет? Докажите.

Ученик: Нет. Они имеют разные химические соединения.

Учитель: Лед, вода и водяной пар состоят из одних и тех же молекул или нет?

Ученик: Да.

Учитель: Почему?

Ученик: Потому что это одно и то же вещество, но в разном виде

Учитель: Вот, ребята, мы и подошли к теме нашего урока. Откройте рабочие тетради, запишите дату и тему нашего урока: “Строение газообразных, жидких и твёрдых тел”.

(Слайд 2).

В мире нет двух совершенно одинаковых предметов. Невозможно найти две одинаковые песчинки в горе песка или два одинаковых листика на дереве, а вот молекулы одного и того же вещества совершенно одинаковы. Например, воду мы привыкли видеть в жидком состоянии. Химическая формула воды H 2 O. В газообразном состоянии – это пары воды. (Какова химическая формула?). В твёрдом состоянии, это лёд или снег. Всё та же химическая формула - H 2 O.

Тогда возникает вопрос: если молекулы одного и того же вещества совершенно одинаковы, то почему это вещество может находиться в разных агрегатных состояниях?

Вот на этот вопрос нам с вами и предстоит ответить сегодня на уроке. (Слайд 3)

Различают четыре агрегатных состояния вещества:

Твёрдое
Жидкое
Газообразное
Плазменное

Сегодня мы поговорим о трёх из них. Прежде познакомимся с понятием – фазовый переход. (Слайд 4)

Фазовый переход – переход системы из одного агрегатного состояния в другое. При фазовом переходе скачкообразно изменяется какая-либо физическая величина (плотность, внутренняя энергия)

Реализация агрегатного состояния вещества зависит от соотношения кинетической и потенциальной энергии молекул, входящих в его состав.

Этап объяснения нового материала

Перед вами на столах лежат опорные конспекты. (Приложение 3) . Что символизирует каждый рисунок? (Разные агрегатные состояния)

Облачко – газообразное состояние вещества, бутылка – жидкое, кубик – твёрдое состояние. Поэтапно разберём строение газообразных, жидких и твёрдых тел. Выводы запишем в тетрадях.

ГАЗЫ (Слайд 6, 10)

Расстояние между атомами или молекулами в газах в среднем во много раз больше размеров самих молекул. Газы легко сжимаются, при этом уменьшается среднее расстояние между молекулами, но молекулы не сдавливают друг друга. Молекулы движутся с огромными скоростями - сотни метров в секунду. Сталкиваясь, они отскакивают друг от друга в разные стороны. Слабые силы притяжения молекул газа не способны удержать их друг возле друга. Поэтому газы могут неограниченно расширяться. Они не сохраняют ни формы, ни объема.

Многочисленные удары молекул о стенки сосуда создают давление газа.

ЖИДКОСТИ (Слайд 11, 14)

Молекулы жидкости расположены почти вплотную друг к другу, поэтому молекула жидкости ведет себя иначе, чем молекула газа. Зажатая, как в “клетке”, другими молекулами, она совершает “бег на месте” (колеблется около положения равновесия, сталкиваясь с соседними молекулами). Лишь время от времени она совершает “ прыжок”, прорываясь сквозь “прутья клетки”, но тут же попадает в новую клетку, образованную новыми соседями. Время оседлой жизни молекулы воды, т. е. время колебаний около одного определенного положения равновесия при комнатной температуре, равно в среднем 10 -11 с. Время же одного колебания значительно меньше (10 -12 -10 -13 с). С повышением температуры время оседлой жизни молекул уменьшается.

Молекулы жидкости находятся непосредственно друг возле друга. При попытке изменить объем жидкости (даже на малую величину) начинается деформация самих молекул, для этого нужны очень большие силы. Этим и объясняется малая сжимаемость жидкостей.

Как известно, жидкости текучи, т. е. не сохраняют своей формы, они принимают форму сосуда.

Характер молекулярного движения в жидкостях, впервые установленный советским физиком Я. И. Френкелем, позволяет понять основные свойства жидкостей. (Приложение 5)

ТВЁРДЫЕ ТЕЛА. (Слайд 15)

Атомы или молекулы твердых тел в отличие от атомов и молекул жидкостей колеблются около определенных положений равновесия. Правда, иногда молекулы меняют положение равновесия, но происходит это редко. Вот почему твердые тела сохраняют не только объем, но и форму.

Есть еще одно важное различие между жидкостями и твердыми телами.

Жидкость можно сравнить с толпой людей, где отдельные индивидуумы беспокойно толкутся на месте, а твердое тело подобно стройной когорте тех же индивидуумов, которые хотя и не стоят по стойке смирно, но выдерживают между собой в среднем определенные интервалы. Если соединить центры положений равновесия атомов или ионов твердого тела, то получится правильная пространственная решетка, называемая кристаллической.

На рисунках изображены кристаллические решетки поваренной соли и алмаза. Внутренний порядок в расположении атомов кристаллов приводит к правильным внешним геометрическим формам.

Итак, пришло время ответить на поставленный в начале урока вопрос: от чего зависит, что одно и то же вещество может находиться в разных агрегатных состояниях?

Ответы учащихся: От расстояния между частицами, от сил взаимодействия, т.е от того, как расположены молекулы, как они движутся и как взаимодействуют друг с другом.

Этап закрепления пройденного материала. Игра “Что за состояние?”

Оценку “5” получает учащийся, набравший наибольшее количество баллов.

Этап проверки полученных на уроке знаний. Тест. (Приложение 4)
Заключительный этап.

А теперь давайте подведем итоги нашей работы на сегодняшнем уроке. Что нового узнали на уроке? Какие оценки получили.

Домашнее задание: § 62, ответить на вопросы после параграфа, заполнить таблицу. (Слайд 38)

Учитель:

Решать загадки можно вечно.
Вселенная ведь бесконечна.
Спасибо всем нам за урок,
А главное, чтоб был он впрок!

Литература:

Г.В. Маркина, издательство Учитель” г. Волгоград, 97
В.А. Волков, Москва “Вако” , 2006 В помощь школьному учителю
Интернет-ресурсы
Г.Я. Мякишев, физика, Москва -2007.
CD “ Электронные уроки и тесты”

Молекулярно-кинетическая теория дает возможность понять, почему вещество может находиться
в газообразном, жидком и твердом состояниях.
Если в самых общих чертах попробовать представить себе строение газов, жидкостей и твердых тел, то можно нарисовать следующую картину.
Газы
В газах расстояние между атомами или молекулами в среднем во много раз превышает размеры самих молекул (рис. 2.17). При атмосферном давлении объем сосуда в десятки тысяч раз превышает объем находящихся в сосуде молекул газа.
Газы легко сжимаются, так как при сжатии газа уменьшается лишь среднее расстояние между молекулами, но молекулы не «сдавливают» друг друга (рис. 2.18). Молекулы (или атомы) стремительно, как бегуны-спринтеры, но значительно быстрее проносятся в пространстве. Сталкиваясь друг с другом, они непрерывно изменяют направление своего движения и разлетаются в разные стороны.
Слабые силы притяжения молекул газа не способны удержать их около друг друга. Поэтому газы не сохраняют ни формы, ни объема. Как бы мы ни увеличивали размеры сосуда, содержащего газ, последний заполнит его целиком без каких-либо усилий с нашей стороны.

Можно получить более глубокое представление о состоянии вещества, называемого реальным газом, если проследить за характером зависимости потенциальной энергии одной из молекул от расстояния до ее ближайших соседей (рис. 2.19). При перемещении молекулы ее потенциальная энергия на большей части пути почти точно равна нулю, так как расстояние между молекулами в газе в среднем гораздо больше их размеров. В точках 1 и 2 расположены ближайшие соседи рассматриваемой молекулы. Данная молекула проходит на довольно значительном расстоянии от соседа 1 и на более близком от соседа 2.
щ
Ё Oh
Рис. 2.19
Средняя по времени потенциальная энергия молекулы от-рицательна и очень мала. По модулю она численно равна пло-щади фигуры, ограниченной потенциальной кривой между точками 1 и 2 и осью г, деленной на длину отрезка 1-2 (среднее значение потенциальной энергии на отрезке 1 -2). Полная средняя энергия обязательно больше нуля (прямая на рис. 2.19), так как при Е 0 возможно лишь при условии, что средняя кинетическая энергия молекулы газа больше среднего значения ее потенциальной энергии
Ёк > \Ёр\, (2.6.1) так как Е = Ек + Ер, а Ер Жидкости
Молекулы жидкости расположены почти вплотную друг к другу (рис. 2.20), поэтому каждая молекула ведет себя иначе, чем молекула газа. Зажатая, как в клетке, другими молекула- ми, она совершает «бег на месте» (колеблется около положения равновесия, сталкиваясь с соседними молекулами). Лишь время от времени она совершает «прыжок», прорываясь сквозь «прутья клетки», но тут же попадает в новую «клетку», образованную новыми соседями. Время оседлой жизни молекулы воды, т. е. время колебаний около одного определенного положения равновесия, при комнатной температуре, как показывают расчеты, выполненные с применением законов статистической механики, равно в среднем Ю-11 с. Время же, за которое совершается одно колебание, значительно меньше (10~12-10~13с). С повышением температуры время оседлой жизни молекул уменьшается. Характер молекулярного движения в жидкостях, впервые установленный советским физиком Я. И. Френкелем, позволяет понять основные свойства жидкостей.
Молекулы жидкости находятся непосредственно друг возле друга. Поэтому при попытке изменить объем жидкости даже на малую величину начинается деформация самих молекул (рис. 2.21). Для этого нужны очень большие силы. Этим и объясняется малая сжимаемость жидкостей. Понять причину малой сжимаемости жидкости ничуть не сложнее, чем понять, почему так трудно втиснуться в переполненный автобус.
Жидкости, как известно, текучи, т. е. не сохраняют своей формы. Объяснить это можно так. Если жидкость неподвижна, то перескоки молекул из одного «оседлого» положения в другое происходят с одинаковой частотой по всем направлени-
1
>1
Френкель Яков Ильич (1894-1952) - выдающийся советский физик-теоретик, внесший значительный вклад в самые различные области физики. Я. И. Френкель - автор современной теории жидкого состояния вещества. Им заложены основы теории ферромагнетизма. Широко известны работы Я. И. Френкеля по атмосферному электричеству и происхождению магнитного поля Земли. Первая количественная теория деления ядер урана создана Я. И. Френкелем. Рис. 2.21
Рис. 2.22
Рис. 2.20 ям (см. рис. 2.20). Наличие внешней силы заметно не изменяет числа перескоков молекул в секунду, но перескоки молекул из одного «оседлого» положения в другое при этом происходят преимущественно в направлении действия внешней силы (рис. 2.22). Вот почему жидкость течет и принимает форму сосуда.
Для течения жидкости необходимо только, чтобы время действия силы было во много раз больше времени «оседлой жизни» молекулы, иначе кратковременная сила вызовет лишь упругую деформацию жидкости, и обычная капля воды поведет себя, как стальной шарик.
Теперь рассмотрим, как связаны средняя кинетическая и средняя потенциальная энергии молекулы жидкости. Каждая молекула жидкости взаимодействует сразу с несколькими соседями. Ограничимся учетом взаимодействия данной молекулы с двумя ближайшими соседями, находящимися примерно на расстоянии 2г0 друг от друга.
Искомую потенциальную кривую можно получить наложением кривой, изображенной на рисунке 2.15, а (парное взаи-модействие), на такую же кривую, смещенную относительно первой на расстояние, чуть большее 2г0. Потенциальные энергии складываются, поэтому глубина потенциальной ямы уве-личивается почти вдвое, а максимумы энергии уменьшаются (рис. 2.23). Ход потенциальной кривой с учетом взаимодействия с другими молекулами показан на рисунке 2.24.
Для того чтобы молекула не могла покинуть жидкость, ее средняя энергия должна быть отрицательна (Е в этом случае молекула останется внутри потенциальной ямы, образованной ее соседями. Если Е > 0, то молекула не удер-жится внутри жидкости и покинет ее.
Так как Е = Ец + Ер, и Ер Ёк Поэтому |.Е| |-Еро| - максимального (по модулю) значения потенциальной энергии. На рисунке 2.24 график средней энергии молекулы изображен отрезком прямой.
Колебания молекулы в потенциальной яме не продолжаются долго. Из-за хаотичности движения молекул их энергия не-прерывно меняется и становится то больше, то меньше средней энергии Е. Как только энергия молекулы превысит высоту потенциальной кривой (высоту потенциального барьера), отделяющей одну яму от другой, молекула перескочит из одного положения равновесия в другое.
Твердые тела
Атомы или молекулы твердых тел в отличие от жидкостей не могут разорвать свои связи с ближайшими соседями и колеблются около определенных положений равновесия. Правда, иногда молекулы изменяют положение равновесия, но происходит это крайне редко. Вот почему твердые тела сохраняют не только объем, но и форму.
Есть еще одно различие между жидкими и твердыми тела-ми. Жидкость можно сравнить с толпой, в которой люди бес-покойно толкутся на месте, а твердое тело, как правило, подобно стройной когорте, где люди хотя и не стоят по стойке «смирно», но выдерживают между собой в среднем определенные интервалы. Если соединить центры положений равновесия атомов или молекул твердого тела, то получится правильная пространственная решетка, называемая кристаллической. На рисунках 2.25 и 2.26 показаны кристаллические решетки по-варенной соли и алмаза.
Рис. 2.25
Рис. 2.26
Если кристаллу не мешают расти, то внутренний порядок в расположении атомов приводит к геометрически правильным внешним формам.
Кривая потенциальной энергии взаимодействия молекулы твердого тела со своими ближайшими соседями (рис. 2.27) похожа на кривую потенциальной энергии взаимодействия молекул жидкости (см. рис. 2.24). Только глубина потенциальной ямы должна быть несколько больше, так как молекулы

Рис. 2.27
расположены ближе друг к другу. Условие |l?| выпол-няемое для жидких тел, выполняется и для твердых. Но кине-тическая энергия молекул твердого тела значительно меньше, чем молекул жидкости. Ведь твердые тела образуются при ох- лаждении. Соответственно в твердых телах средняя кинетическая энергия молекул значительно меньше абсолютного значения средней потенциальной энергии:
Ek « \ЁР\. (2.6.3)
На рисунке 2.27 средняя энергия молекулы внутри ямы изображена отрезком прямой. Частица совершает колебания у дна потенциальной ямы. Высоты потенциальных барьеров между соседними ямами велики, и молекулы почти не перемещаются из одного положения равновесия в другое. Для перемещения молекула должна получить энергию, значительно превышающую среднюю. Это событие маловероятно. Вот почему твердые тела в отличие от жидкостей сохраняют свою форму.
У газов средняя кинетическая энергия молекул больше средней потенциальной энергии. У жидкостей средняя кинетическая энергия немного меньше средней потенциальной, у твердых тел средняя кинети-ческая энергия много меньше средней потенциальной.

Урок по МКТ для учащихся 10 класса по теме "Строение газообразных, жидких и твердых тел".

На уроке рассматриваются особенности строения и свойства газообразных, жидких и твёрдых тел с точки зрения молекулярно – кинетической теории.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Подписи к слайдам:

1 В одном мгновенье видеть вечность Огромный мир – в зерне песка, В едином миге – бесконечность И небо – в чашечке цветка. У. Блейк.

Тема урока: Строение газообразных, жидких и твердых тел. 2

Различают четыре агрегатных состояния вещества: 3 Жидкое Твёрдое Газообразное Плазменное

Газы Легко сжимаются. Могут неограниченно расширяться. Не сохраняют ни форму ни объём. Многочисленные удары молекул о стенки сосуда создают давление газа. 5) Силы взаимодействия очень малы. 6) Молекулы движутся хаотически. 10

Мало сжимаются. Сохраняют свой объём. Текучи, легко меняют форму. Принимают форму сосуда. Силы взаимодействия большие. Молекулы движутся беспорядочно, перескоками. Жидкости 14

Твёрдые тела Сохраняют объём и форму Молекулы или атомы колеблются около определённых положений равновесия Силы взаимодействия очень большие 4) Большинство твёрдых тел имеет кристаллическую решётку 18

Газы Жидкости Твердые тела 200 100 100 200 200 100 300 300 300 19

20 Газы 100 Почему газы способны неограниченно расширяться? Слабые силы притяжения молекул газа не способны удержать их друг возле друга

21 Газы 200 Почему газы легко сжимаются? Расстояние между атомами или молекулами в газах во много раз больше размеров самих молекул.

22 Газы 300 За счёт чего создаётся давление газа на дно и стенки сосуда? Многочисленные удары молекул о стенки сосуда создают давление газа.

23 Жидкости 100 Почему сжать жидкость почти так же трудно, как и твёрдое тело? Молекулы жидкости находятся непосредственно друг возле друга. При попытке сжать жидкость начинается деформация самих молекул

24 Жидкости 200 В каких агрегатных состояниях может находиться яблочный сок? Во всех трёх: жидком, твёрдом, газообразном.

25 Жидкости 300 Как называется процесс перехода вещества из жидкого состояния в твёрдое? Кристаллизация

26 Твердые тела 100 Как называется процесс перехода вещества из твёрдого состояния в газообразное? Сублимация

27 Твердые тела 200 Велики или малы силы притяжения между молекулами в твёрдых телах? Очень велики

28 Твердые тела 300 Как движутся молекулы в твёрдых телах? Колеблются около определённых положений равновесия.

I вариант I – 3 II - 2 , 5 III - 1 IV - 1 V - 4 II вариант I - 1 II - 1, 4, 5 III - 3 IV - 3 V - 4 III вариант I - 2 II - 1, 3, 5 III - 1 IV - 4 V - 4 IV вариант I - 3 II - 1, 4 III - 3 IV - 2 V - 4 Ответы к тесту 29

Домашнее задание § 61, 62 Ответить на вопросы к § 62 Заполнить таблицу Агрегатное состояние вещества Расстояние между частицами Взаимодействие частиц Характер движения частиц Сохранение формы и объема 30

Конец урока 31

Предварительный просмотр:

Строение газообразных, жидких и твердых тел. § 61, 62

Цель урока: Рассмотреть особенности строения и свойства газообразных, жидких и твёрдых тел с точки зрения молекулярно – кинетической теории.

Задачи урока:

Образовательные

Способствовать овладению знаниями по теме “Строение газообразных, жидких и твёрдых тел”;
Установить характер зависимости сил притяжения и отталкивания от расстояния между молекулами;
Учиться решать качественные задачи.

Развивающие

Развивать:

наблюдательность, самостоятельность;
логическое мышление
умение применять знания теории на практике;
содействовать развитию речи, мышления

Воспитательные:

Формирование представлений о единстве и взаимосвязи явлений природы.
Формировать положительное отношение к предмету

Тип урока:

Форма урока: комбинированный

Комплексно-методическое обеспечение: Компьютер, экран, мультимедийный проектор, презентация , образцы кристаллов, тестовые задания.

Межпредметные связи:

химия
информатика

Этапы урока.

Организационный этап.
Этап объяснения нового материала.
Этап закрепления пройденного материала.
Заключительный этап.
Домашнее задание.

Ход урока

1. Организационный этап

Учитель: Здравствуйте. Ещё Наполеон I говорил: “Воображение правит миром”. А Демокрит утверждал, что “Ничего не существует кроме атомов”.

Этап постановки целей и задач урока.

Русский поэт Фёдор Иванович Тютчев писал.

Не то, что мните вы, природа:
Не слепок, не бездушный лик –

В ней есть любовь, в ней есть язык.

Но со временем человек стал понимать, что именно закон стоит во главе всего, что нас окружает.

Если открыть флакон с духами, то …;
Если нагреть лед, то …;
Если сильно сжать два кусочка пластилина, то …;
Если капнуть каплю масла на воду, то …;
Если опустить термометр в горячую воду, то …

Учитель: Итак, давая свои ответы, вы руководствовались определенными знаниями, полученными ранее. Мы с вами каждый день наблюдаем целый ряд окружающих нас предметов: столы, стулья, книги, ручки, тетради, автомобили и т.д. Скажите, они нам только кажутся сплошными или они на самом деле являются таковыми?

Ученик: Только кажутся.

Учитель: Тогда скажите, из чего состоят все вещества?

Ученик: Из молекул или атомов

Учитель: А, как вы думаете, молекулы различных веществ одинаковы или нет? Докажите.

Ученик: Нет. Они имеют разные химические соединения.

Учитель: Лед, вода и водяной пар состоят из одних и тех же молекул или нет?

Ученик: Да.

Учитель: Почему?

Ученик: Потому что это одно и то же вещество, но в разном виде

Учитель: Вот, ребята, мы и подошли к теме нашего урока. Откройте рабочие тетради, запишите дату и тему нашего урока: “Строение газообразных, жидких и твёрдых тел”.

В мире нет двух совершенно одинаковых предметов. Невозможно найти две одинаковые песчинки в горе песка или два одинаковых листика на дереве, а вот молекулы одного и того же вещества совершенно одинаковы. Например, воду мы привыкли видеть в жидком состоянии. Химическая формула воды H 2 O. В газообразном состоянии – это пары воды. (Какова химическая формула ?). В твёрдом состоянии, это лёд или снег. Всё та же химическая формула - H 2 O.

Вот на этот вопрос нам с вами и предстоит ответить сегодня на уроке.

Различают четыре агрегатных состояния вещества:

Твёрдое
Жидкое
Газообразное
Плазменное

Сегодня мы поговорим о трёх из них. Прежде познакомимся с понятием – фазовый переход. (Слайд 4)

Этап объяснения нового материала

Что символизирует каждый рисунок? (Разные агрегатные состояния)

ГАЗЫ (Слайды 6 - 10)

ЖИДКОСТИ (Слайды 11 - 14)

Как известно, жидкости текучи, т. е. не сохраняют своей формы, они принимают форму сосуда.

Характер молекулярного движения в жидкостях, впервые установленный советским физиком Я. И. Френкелем, позволяет понять основные свойства жидкостей. (Слайд 15)

ТВЁРДЫЕ ТЕЛА. (Слайды 16 – 18)

Есть еще одно важное различие между жидкостями и твердыми телами.

Ответы учащихся:

4. Этап закрепления пройденного материала. Игра “Что за состояние?”

(слайды 19 – 28)

100 Почему газы способны неограниченно расширяться?

Слабые силы притяжения молекул газа не способны удержать их друг возле друга

200 Почему газы легко сжимаются?

Расстояние между атомами или молекулами в газах во много раз больше размеров самих молекул.

300 За счёт чего создаётся давление газа на дно и стенки сосуда?

Многочисленные удары молекул о стенки сосуда создают давление газа.

100 Почему сжать жидкость почти так же трудно, как и твёрдое тело?

Молекулы жидкости находятся непосредственно друг возле друга. При попытке сжать жидкость начинается деформация самих молекул

200 В каких агрегатных состояниях может находиться яблочный сок?

Во всех трёх: жидком, твёрдом, газообразном.

300 Как называется процесс перехода вещества из жидкого состояния в твёрдое?

Кристаллизация

100 Как называется процесс перехода вещества из твёрдого состояния в газообразное?

Сублимация

200 Велики или малы силы притяжения между молекулами в твёрдых телах?

Очень велики

300 Как движутся молекулы в твёрдых телах?

Колеблются около определённых положений равновесия

Этап проверки полученных на уроке знаний. Тест.

Ответы к тестам

I вариант

II вариант

III вариант

IV вариант

Заключительный этап.

Домашнее задание: § 61,62, ответить на вопросы после параграфа, заполнить таблицу. (Слайд 30)

Решать загадки можно вечно.
Вселенная ведь бесконечна.
Спасибо всем нам за урок,
А главное, чтоб был он впрок!

Тема: Три состояния вещества

I вариант

Имеют определённый объём
Занимают объём всего сосуда
Принимают форму сосуда
Мало сжимаются
Легко поддаются сжатию

Увеличится в 2 раза
Уменьшится в 2 раза
Не изменится

Твёрдое тело
Жидкость
Такого тела нет

Только в твёрдом состоянии
Только в жидком состоянии
Только в газообразном
Во всех трёх состояниях

Тема: Три состояния вещества

II вариант

Трудно сжимаются
Легко сжимаются
Не имеют собственной формы

3 3 . Изменится ли объём воды?

Увеличится
Уменьшится
Не изменится

Жидкость
Твёрдое тело
Таких тел нет

Только в жидком состоянии
Только в твёрдом состоянии
Во всех трёх состояниях

Тема: Три состояния вещества

III вариант

Трудно изменить форму
Сохраняют постоянную форму
Легко меняют форму
Трудно сжимаются

Увеличится в 2 раза
Уменьшится в 2 раза
Не изменится

Жидкость
Твёрдое тело

Только в жидком
Только в твёрдом
Только в газообразном
Во всех трёх состояниях

Тема: Три состояния вещества

IV вариант

Имеют определённый объём
Занимают объём всего сосуда
Принимают форму сосуда
Мало сжимаются
Легко сжимаются

Увеличится
Уменьшится
Не изменится

Жидкость
Твёрдое тело

В каком состоянии может находиться спирт?

Только в твёрдом состоянии
Только в жидком состоянии
Во всех трёх состояниях

Предварительный просмотр:

Тема: Три состояния вещества

I вариант

Как расположены молекулы в твёрдых телах и как они движутся?

Молекулы расположены на расстояниях меньших размеров самих молекул и перемещаются свободно относительно друг друга.
Молекулы расположены на больших расстояниях друг от друга (по сравнению с размерами молекул) и движутся беспорядочно.
Молекулы расположены в строгом порядке и колеблются около определённых положений равновесия.

Какие из приведённых ниже свойств принадлежат газам?

Имеют определённый объём
Занимают объём всего сосуда
Принимают форму сосуда
Мало сжимаются
Легко поддаются сжатию

Изменится ли объём газа, если его перекачать из сосуда вместимостью 1 литр в сосуд вместимостью 2 литра?

Увеличится в 2 раза
Уменьшится в 2 раза
Не изменится

Молекулы расположены на больших расстояниях друг от друга (по отношению с размерами молекул), слабо взаимодействуют между собой, движутся хаотически. Какое это тело?

Твёрдое тело
Жидкость
Такого тела нет

В каком состоянии может находиться сталь?

Только в твёрдом состоянии
Только в жидком состоянии
Только в газообразном
Во всех трёх состояниях

Тема: Три состояния вещества

II вариант

Как расположены молекулы жидкостей и как они движутся?

Молекулы расположены на расстояниях, соизмеримых с размерами самих молекул, и перемещаются свободно относительно друг друга.
Молекулы расположены на больших расстояниях (по сравнению с размерами молекул) друг от друга и движутся беспорядочно.
Молекулы расположены в строгом порядке и колеблются около определённых положений равновесия.

Какие из приведённых свойств принадлежат газам?

Занимают весь предоставленный им объём
Трудно сжимаются
Имеют кристаллическое строение
Легко сжимаются
Не имеют собственной формы

В мензурке находится вода объёмом 100 см 3 . Её переливают в стакан вместимостью 200 см 3 . Изменится ли объём воды?

Увеличится
Уменьшится
Не изменится

Молекулы плотно упакованы, сильно притягиваются друг к другу, каждая молекула колеблется около определённого положения. Какое это тело?

Жидкость
Твёрдое тело
Таких тел нет

В каком состоянии может находиться вода?

Только в жидком состоянии
Только в газообразном состоянии
Только в твёрдом состоянии
Во всех трёх состояниях

Тема: Три состояния вещества

III вариант

Как расположены молекулы газов и как они движутся?

Молекулы расположены на расстояниях, меньших размеров самих молекул, и перемещаются свободно относительно друг друга.
Молекулы расположены на расстояниях, во много раз больше размеров самих молекул, и движутся беспорядочно.
Молекулы расположены в строгом порядке и колеблются около определённых положений.

Какие из приведённых свойств принадлежат твёрдым телам?

Трудно изменить форму
Занимают весь предоставленный им объём
Сохраняют постоянную форму
Легко меняют форму
Трудно сжимаются

Изменится ли объём газа, если его перекачать из баллона вместимостью 20 литров в баллон вместимость.40 литров?

Увеличится в 2 раза
Уменьшится в 2 раза
Не изменится

Есть ли такое вещество, у которого молекулы расположены на больших расстояниях, сильно притягиваются друг к другу и колеблются около определённых положений?

Жидкость
Твёрдое тело
Такого вещества не существует

В каком состоянии может находиться ртуть?

Только в жидком
Только в твёрдом
Только в газообразном
Во всех трёх состояниях

Тема: Три состояния вещества

IV вариант

Ниже указано поведение молекул в твёрдых, жидких и газообразных телах. Что является общим для жидкостей и газов?

То, что молекулы расположены на расстояниях меньших размеров самих молекул и движутся свободно относительно друг друга
То, что молекулы расположены на больших расстояниях друг от друга и движутся беспорядочно
То, что молекулы движутся беспорядочно друг относительно друга
То, что молекулы расположены в строгом порядке и колеблются около определённых положений

Какие из указанных свойств принадлежат твёрдым телам?

Имеют определённый объём
Занимают объём всего сосуда
Принимают форму сосуда
Мало сжимаются
Легко сжимаются

В бутылке находится вода объёмом 0,5 литра. Её переливают в колбу вместимостью 1 литр. Изменится ли объём воды?

Увеличится
Уменьшится
Не изменится

Молекулы расположены так, что расстояние между ними меньше размеров самих молекул. Они сильно притягиваются друг к другу и перемещаются с места на место. Какое это тело?
II вариант

III вариант

IV вариант

Газообразное состояние - самое распространённое состояние вещества Вселенной (межзвёздное вещество, туманности, звёзды, атмосферы планет и т. д.). По химическим свойствам газы и их смеси весьма разнообразны - от малоактивных инертных газов до взрывчатых газовых смесей. К газам иногда] относят не только системы из атомов и молекул, но и системы из других частиц - фотонов, электронов, броуновских частиц, а также плазму

Газы могут неограниченно расширяться. Они не сохраняют не формы ни объёма Многочисленные удары молекул о стенки сосуда создают давление газа.

Жидкое состояние обычно считают промежуточным между твёрдым телом и газом: газ не сохраняет ни объём, ни форму, а твёрдое тело сохраняет и то, и другое. Форма жидких тел может полностью или отчасти определяться тем, что их поверхность ведёт себя как упругая мембрана. Так, вода может собираться в капли. Но жидкость способна течь даже под своей неподвижной поверхностью, и это тоже означает несохраненные формы (внутренних частей жидкого тела). Молекулы жидкости не имеют определённого положения, но в то же время им недоступна полная свобода перемещений. Между ними существует притяжение, достаточно сильное, чтобы удержать их на близком расстоянии. Вещество в жидком состоянии существует в определённом интервале температур, ниже которого переходит в твердое состояние (происходит кристаллизация либо превращение в твердотельное аморфное состояние - стекло), выше - в газообразное (происходит испарение). Границы этого интервала зависят от давления. Как правило, вещество в жидком состоянии имеет только одну модификацию. (Наиболее важные исключения - это квантовые жидкости и жидкие кристаллы.) Поэтому в большинстве случаев жидкость является не только агрегатным состоянием, но и термодинамической фазой (жидкая фаза). Все жидкости принято делить на чистые жидкости и смеси. Некоторые смеси жидкостей имеют большое значение для жизни: кровь, морская вода и др. Жидкости могут выполнять функцию растворителей.

Образование свободной поверхности и поверхностное натяжение Из-за сохранения объёма жидкость способна образовывать свободную поверхность. Такая поверхность является поверхностью раздела фаз данного вещества: по одну сторону находится жидкая фаза, по другую - газообразная (пар), и, возможно, другие газы, например, воздух. Если жидкая и газообразная фазы одного и того же вещества соприкасаются, возникают силы, которые стремятся уменьшить площадь поверхности раздела - силы поверхностного натяжения. Поверхность раздела ведёт себя как упругая мембрана, которая стремится стянуться. Поверхностное натяжение может быть объяснено притяжением между молекулами жидкости. Каждая молекула притягивает другие молекулы, стремится «окружить» себя ими, а значит, уйти с поверхности. Соответственно, поверхность стремится уменьшиться. Поэтому мыльные пузыри и пузыри при кипении стремятся принять сферическую форму: при данном объёме минимальной поверхностью обладает шар. Если на жидкость действуют только силы поверхностного натяжения, она обязательно примет сферическую форму - например, капли воды в невесомости. Маленькие объекты с плотностью, большей плотности жидкости, способны «плавать» на поверхности жидкости, так как сила тяготения меньше силы, препятствующей увеличению площади поверхности.

Испарение - постепенный переход вещества из жидкости в газообразную фазу (пар). При тепловом движении некоторые молекулы покидают жидкость через её поверхность и переходят в пар. Вместе с тем, часть молекул переходит обратно из пара в жидкость. Если из жидкости уходит больше молекул , чем приходит, то имеет место испарение. Конденсация - обратный процесс, переход вещества из газообразного состояния в жидкое. При этом в жидкость переходит из пара больше молекул, чем в пар из жидкости. Кипение- процесс парообразования внутри жидкости. При достаточно высокой температуре давление пара становится выше давления внутри жидкости, и там начинают образовываться пузырьки пара, которые (в условиях земного притяжения) всплывают наверх. Смачивание - поверхностное явление, возникающее при контакте жидкости с твёрдой поверхностью в присутствии пара, то есть на границах раздела трёх фаз. Смешиваемость- способность жидкостей растворяться друг в друге. Пример смешиваемых жидкостей: вода и этиловый спирт, пример несмешиваемых: вода и жидкое масло. Переход жидкостей из одного состояния в другое

Твёрдые тела Твёрдое тело - это одно из четырёх агрегатных состояний вещества, отличающееся от других агрегатных состояний (жидкости, газов, плазмы) стабильностью формы и характером теплового движения атомов, совершающих малые колебания около положений равновесия.

МБОУ «Мужевская СОШ им. Н.В.Архангельского»

Конспект открытого урока

по теме:

«Строение газообразных, жидких и твёрдых тел» в 10 классе.

Работу выполнил учитель физики

Лощаков Вячеслав Викторович

2014-2015 уч.год

Урок "Строение газообразных, жидких и твёрдых тел"

Цель урока: на основе МКТ объяснить особенности строения тел в различных состояниях, расширить кругозор учащихся по данному вопросу, показать неразрывную связь изучаемого материала с химией, математикой, способствовать развитию интереса к предмету, выработать внимание, трудолюбие, стремление к познанию окружающего мира.

Задачи урока:

Образовательные:

Способствовать овладению знаниями по теме “Строение газообразных, жидких и твёрдых тел”;

Установить характер зависимости сил притяжения и отталкивания от расстояния между молекулами;

Учиться решать качественные задачи.

Развивающие:

Развивать:

наблюдательность, самостоятельность;

логическое мышление

умение применять знания теории на практике;

содействовать развитию речи, мышления

Воспитательные:

Формирование представлений о единстве и взаимосвязи явлений природы.

Формировать положительное отношение к предмету

Тип урока: Урок изучения нового материала.

Форма урока: комбинированный

Оборудование и материалы: , компьютер, экран, мультимедийный проектор, демонстрационный материал: кусок льда, колбы различной формы с водой, эл.чайник с горячей водой, пластиковая бутылка с водой, колбы, различной формы, шприц, модели кристаллических решеток, различные материалы (сталь, чугун, медь, алюминий, пластмассы, смолы, подсолнечное масло и т.д.), воздушные шары, насос.

Ход урока
Учитель: Здравствуйте. В 1836 году русский поэт Фёдор Иванович Тютчев написал такие проникновенные строки (Слайд 1)

Не то, что мните вы, природа:
Не слепок, не бездушный лик –
В ней есть душа, в ней есть свобода,
В ней есть любовь, в ней есть язык.

2) Постановка целей и задач урока.

Атомы и молекулы могут располагаться в пространстве в самом причудливом порядке, составить различные вещества, которые под действием внешних условий (температуры, давления) могут находиться в различных агрегатных состояниях. (Слайд2)

Учитель: Кто назовет эти состояния?

Ответ: твердое, жидкое, газообразное.

Учитель: правильно, и есть еще одно, четвертое состояние вещества - плазма, но об этом мы поговорим на других уроках.

А сегодня мы рассмотрим строение газообразных, жидких и твердых тел. Откройте тетради и запишите тему урока:

“Строение газообразных, жидких и твёрдых тел”. (Слайд 3)

На партах у вас образец таблицы, перечертите её себе в тетрадь, мы заполним её в процессе урока. (Слайд 4)

состояние

вещества

расстояние

частицами

движение

взаимодействие

свойства

газообразное

В качестве примера, рассмотрим самое распространённое вещество на Земле – воду. (Слайд 5)

Какой формулой в химии обозначается вода?

Ученик: Н 2 О.

Учитель: правильно, Н 2 О – одного атома кислорода и двух атомов водорода.

Мы знаем, что вода бывает разная: твердая- лёд (демонстрирует кусок льда), жидкая- вода в стакане, газообразная – пар (наливает горячую воду из чайника).

(Слайд 5)

Отличаются ли молекулы льда и пара от молекулы воды?

Ученик: Нет.

Молекулы пара и льда также состоят из одного атома кислорода и двух атомов водорода.(Слайд 6)

Учитель: Зададимся вопросом: почему в одном случае вещество газообразное, в другом жидкое, а в третьем – твердое?

3) Этап объяснения нового материала

Найти ответ на этот вопрос позволяет молекулярно-кинетическая теория.

Вспомним основные положения МКТ, которые были впервые сформулированы великим русским ученым М.В.Ломоносовым.

Ученик :
Учитель:

Так как состав воды, льда и пара одинаков, то, очевидно, состояние вещества зависит от того, как частицы движутся и как взаимодействуют друг с другом..

Если в самых общих чертах представить себе строение газов, жидкостей и твердых тел, то можно нарисовать такую картину (демонстрирует таблицу с изображением молекул пара, воды, льда).

Учитель: Что можно сказать о взаимном расположении частиц в этих трех состояниях?

Ученик : *В газах частицы расположены далеко друг от друга, беспорядочно. *В жидкостях частицы расположены почти вплотную, порядка в расположении нет.

*В твердых телах молекулы расположены вплотную и в определенном порядке.

Учитель: Правильно. В газах расстояние между частицами в среднем во много раз превышает размеры самих частиц. Сжатие воздуха доказывает наличие больших расстояний между молекулами.

Быстрое распространение запахов доказывает, что молекулы газов движутся с большими скоростями, беспорядочно. Частицы газа подобно бегунам - спринтерам, стремительно проносятся в пространстве

Частицы сталкиваются друг с другом и разлетаются в разные стороны подобно бильярдным шарам. Слабые силы притяжения в газах не способны удержать частицы друг около друга. Поэтому газы могут неограниченно расширяться.

Напоминаю, что движущееся тело обладает кинетической энергией «Е к ». Энергию взаимодействия называют потенциальной «Е п ».

Вывод: вещество находится в газообразном состоянии, если энергия движения во много раз больше энергии взаимодействия.

Учитель: заполнили в таблице, в 1 строку

Состояние

вещества

Строение

Движение

Взаимодействие

Свойства

газообразное

l>>r 0 .

беспорядочное

хаотическое,

Упругое столкновение,

F взаимодействия малы

Легко сжимаются.

Неограниченно расширяются.

Не сохраняют ни форму, ни объем

l ≈ r 0 .

Ближний порядок

Колебательное с перескоками,

Притяжение и отталкивание на расстоянии,

F взаимодействия достаточно велики

Плохо сжимаются Сохраняют объём

Текучи, легко меняют форму

l ≈ r 0

дальний порядок (кристаллическая решетка)

Колебательное около ОПР

Притяжение и отталкивание

F взаимодействия велики

Сохраняют объём и форму

Плохо сжимаются

Плохо растягиваются

Учитель: Записываем в тетрадь (СЛАЙД 7)
(Учащиеся выполняют запись в тетради.)

Учитель: переходим к жидкостям.

Ученик : *В жидкостях частицы расположены почти вплотную, порядка в расположении нет.

Учитель: Совершенно верно.

Молекулы жидкости находятся непосредственно друг возле друга . l ≈ r 0 . Этим и объясняется малая сжимаемость жидкостей. При попытке изменить объем жидкости (даже на малую величину) силы отталкивания становятся очень велики.

Зажатые, другими молекулами, они совершают как бы “бег на месте” (колеблются около положения равновесия, сталкиваясь с соседними молекулами). Лишь время от времени какая-нибудь молекула совершает “ прыжок”, но тут же попадает в новую «клетку», образованную новыми соседями. Нет свободного движения частиц- всегда есть взаимодействие сразу с несколькими ближайшими частицами. Потенциальная энергия взаимодействия больше кинетической энергии движения.

Характер молекулярного движения в жидкостях, впервые установленный советским физиком Яковым Ильичем Френкелем (портрет ученого на стр 158 учебника), позволяет понять основные свойства жидкостей.

Учитель: Записываем основные выводы по жидкостям (Слайд 9)
Учитель: Твердые тела.

Ученик : *В твердых телах молекулы расположены вплотную и в определенном порядке.

Учитель: Да. l ≈ r 0 . Атомы или молекулы твердых тел в отличие от атомов или молекул жидкостей колеблются всегда около определенных положений равновесия. Это объясняется взаимодействием частиц. На каждую частицу действует большее число частиц, чем в случае с жидкостью, её положение более устойчиво, так как возникает дальний порядок. Если соединить эти положения, то получится пространственная решетка, её называют кристаллическая.

На стр. 159 учебника, рис. 8.9 и 8.10 изображены кристаллические решетки поваренной соли и алмаза. (Слайд 10)

Внутренний порядок в расположении атомов кристаллов приводит к правильным внешним геометрическим формам. Твердые тела сохраняют не только объем, но и форму.

Существует притяжение и отталкивание частиц, потенциальная энергия взаимодействия частиц значительно больше их кинетической энергии (больше, чем у жидкостей).

Алмаз и графит - это атомы одного и того же элемента углерода, но расположенные в разном порядке и имеющие разные кристаллические решетки.

Алмаз - самый твердый среди минералов, это царь всех камней. Он крепче всех веществ на свете, это свет солнца, сгустившийся в земле и охлажденный временем. Он играет всеми цветами, но сам остаётся прозрачным, точно капля воды. Благодаря своей исключительной твердости алмаз играет громадную роль в технике. Алмазными пилами распиливают камни, алмазные буры используют при разведке недр. Через волочильные алмазы протягивают нити парашютной ткани, с помощью алмаза изготавливают тонкую проволоку твердых металлов.

Природный алмаз встречается редко, поэтому его получают искусственным путем.

Графит совершенно не похож на алмаз. Твердость графита столь незначительна, что он легко оставляет след на бумаге. Из него изготавливают стержни для карандашей.

Разрабатывая проблему синтеза алмаза из графита исследователи обратили внимание на материал, очень схожий по структуре с графитом -нитрит бора,- и получили алмазоподобный материал борнитрит (боразон). Он оказался даже тверже алмаза и термически более стойким (алмаз сгорает при температуре 627°С, а боразон - при 2000 °С). Боразон нашел широкое применение в технике. Так наука привела к созданию нового материала.

Записываем в тетрадь:

(Слайд 11)
Учитель: пришло время ответить на поставленный в начале урока вопрос: от чего зависит, что одно и то же вещество может находиться в разных агрегатных состояниях?

Ответы учащихся: От расстояния между частицами, от сил взаимодействия, т.е от того, как расположены молекулы, как они движутся и как взаимодействуют друг с другом. (Слайд14)

4) Этап закрепления пройденного материала. Игра “Что за состояние?” (СЛАЙДЫ 12-30)

Оценку “5” получает учащийся, набравший наибольшее количество баллов.

Учитель выставляет оценки в журнал.

5) Домашнее задание: § 60, ответить на вопросы после параграфа (Слайд 32)

6) Заключение

Учитель : Решать загадки можно вечно.
Вселенная ведь бесконечна.
Спасибо всем нам за урок,
А главное, чтоб был он впрок!

7) Подведение итогов урока.

Что нового узнали на уроке?

Ученик : Знание строения вещества необходимо для того, чтобы понимать все физические явления в природе.

Презентация на тему: Строение газообразных, жидких и твердых тел

Презентация на тему: Строение газообразных, жидких и твердых тел

№ слайда 1

Описание слайда:

№ слайда 2

Описание слайда:

№ слайда 3

Описание слайда:
Газы Газ (газообразное состояние) (от нидерл. gas) - агрегатное состояние вещества, характеризующееся очень слабыми связями между составляющими его частицами (молекулами, атомами или ионами), а также их большой подвижностью. Частицы газа почти свободно и хаотически движутся в промежутках между столкновениями, во время которых происходит резкое изменение характера их движения. Газообразное состояние вещества в условиях, когда возможно существование устойчивой жидкой или твёрдой фазы этого же вещества, обычно называется паром. Подобно жидкостям, газы обладают текучестью и сопротивляются деформации. В отличие от жидкостей, газы не имеют фиксированного объёма[и не образуют свободной поверхности, а стремятся заполнить весь доступный объём (например, сосуда).

№ слайда 4

Описание слайда:
Газообразное состояние - самое распространённое состояние вещества Вселенной (межзвёздное вещество, туманности, звёзды, атмосферы планет и т. д.). По химическим свойствам газы и их смеси весьма разнообразны - от малоактивных инертных газов до взрывчатых газовых смесей. К газам иногда] относят не только системы из атомов и молекул, но и системы из других частиц - фотонов, электронов, броуновских частиц, а также плазму

№ слайда 5

Описание слайда:

№ слайда 6

Описание слайда:
Жидкость Жидкость - одно из агрегатных состояний вещества. Основным свойством жидкости, отличающим её от других агрегатных состояний, является способность неограниченно менять форму под действием касательных механических напряжений, даже сколь угодно малых, практически сохраняя при этом объём.

№ слайда 7

Описание слайда:
Жидкость – это физическое тело, обладающее двумя свойствами: Обладает текучестью, благодаря которой она не имеет формы и принимает форму того сосуда, в котором она находится. Она мало изменяет форму и объем при изменении давления и температуры, в чем она сходна с твердым телом.

№ слайда 8

Описание слайда:
Жидкое состояние обычно считают промежуточным между твёрдым телом и газом: газ не сохраняет ни объём, ни форму, а твёрдое тело сохраняет и то, и другое. Форма жидких тел может полностью или отчасти определяться тем, что их поверхность ведёт себя как упругая мембрана. Так, вода может собираться в капли. Но жидкость способна течь даже под своей неподвижной поверхностью, и это тоже означает несохраненные формы (внутренних частей жидкого тела). Молекулы жидкости не имеют определённого положения, но в то же время им недоступна полная свобода перемещений. Между ними существует притяжение, достаточно сильное, чтобы удержать их на близком расстоянии. Вещество в жидком состоянии существует в определённом интервале температур, ниже которого переходит в твердое состояние (происходит кристаллизация либо превращение в твердотельное аморфное состояние - стекло), выше - в газообразное (происходит испарение). Границы этого интервала зависят от давления. Как правило, вещество в жидком состоянии имеет только одну модификацию. (Наиболее важные исключения - это квантовые жидкости и жидкие кристаллы.) Поэтому в большинстве случаев жидкость является не только агрегатным состоянием, но и термодинамической фазой (жидкая фаза). Все жидкости принято делить на чистые жидкости и смеси. Некоторые смеси жидкостей имеют большое значение для жизни: кровь, морская вода и др. Жидкости могут выполнять функцию растворителей.

№ слайда 9

Описание слайда:
Образование свободной поверхности и поверхностное натяжение Из-за сохранения объёма жидкость способна образовывать свободную поверхность. Такая поверхность является поверхностью раздела фаз данного вещества: по одну сторону находится жидкая фаза, по другую - газообразная (пар), и, возможно, другие газы, например, воздух. Если жидкая и газообразная фазы одного и того же вещества соприкасаются, возникают силы, которые стремятся уменьшить площадь поверхности раздела - силы поверхностного натяжения. Поверхность раздела ведёт себя как упругая мембрана, которая стремится стянуться. Поверхностное натяжение может быть объяснено притяжением между молекулами жидкости. Каждая молекула притягивает другие молекулы, стремится «окружить» себя ими, а значит, уйти с поверхности. Соответственно, поверхность стремится уменьшиться. Поэтому мыльные пузыри и пузыри при кипении стремятся принять сферическую форму: при данном объёме минимальной поверхностью обладает шар. Если на жидкость действуют только силы поверхностного натяжения, она обязательно примет сферическую форму - например, капли воды в невесомости. Маленькие объекты с плотностью, большей плотности жидкости, способны «плавать» на поверхности жидкости, так как сила тяготения меньше силы, препятствующей увеличению площади поверхности.

№ слайда 10

Описание слайда:
Переход жидкостей из одного состояния в другое Испарение - постепенный переход вещества из жидкости в газообразную фазу (пар). При тепловом движении некоторые молекулы покидают жидкость через её поверхность и переходят в пар. Вместе с тем, часть молекул переходит обратно из пара в жидкость. Если из жидкости уходит больше молекул, чем приходит, то имеет место испарение. Конденсация - обратный процесс, переход вещества из газообразного состояния в жидкое. При этом в жидкость переходит из пара больше молекул, чем в пар из жидкости. Кипение- процесс парообразования внутри жидкости. При достаточно высокой температуре давление пара становится выше давления внутри жидкости, и там начинают образовываться пузырьки пара, которые (в условиях земного притяжения) всплывают наверх. Смачивание - поверхностное явление, возникающее при контакте жидкости с твёрдой поверхностью в присутствии пара, то есть на границах раздела трёх фаз. Смешиваемость- способность жидкостей растворяться друг в друге. Пример смешиваемых жидкостей: вода и этиловый спирт, пример несмешиваемых: вода и жидкое масло.

Молекулярно-кинетическая теория дает возможность понять, почему вещество может находитьсяв газообразном, жидком и твердом состояниях.Если в самых общих чертах попробовать представить себе строение...

Газы Газ (газообразное состояние) (от нидерл. gas) - агрегатное состояние вещества, характеризующееся очень слабыми связями между составляющими его частицами (молекулами, атомами или ионами), а также их большой подвижностью. Частицы газа почти свободно и хаотически движутся в промежутках между столкновениями, во время которых происходит резкое изменение характера их движения. Газообразное состояние вещества в условиях, когда возможно существование устойчивой жидкой или твёрдой фазы этого же вещества, обычно называется паром. Подобно жидкостям, газы обладают текучестью и сопротивляются деформации. В отличие от жидкостей, газы не имеют фиксированного объёма[и не образуют свободной поверхности, а стремятся заполнить весь доступный объём (например, сосуда).

Газообразное состояние - самое распространённое состояние вещества Вселенной (межзвёздное вещество, туманности, звёзды, атмосферы планет и т. д.). По химическим свойствам газы и их смеси весьма разнообразны - от малоактивных инертных газов до взрывчатых газовых смесей. К газам иногда] относят не только системы из атомов и молекул, но и системы из других частиц - фотонов, электронов, броуновских частиц, а также плазму

Газы могут неограниченно расширяться. Они не сохраняют не формы ни объёма Многочисленные удары молекул о стенки сосуда создают давление газа.

ЖИДКОСТЬ Жидкость - одно из агрегатных состояний вещества. Основным свойством жидкости, отличающим её от других агрегатных состояний, является способность неограниченно менять форму под действием касательных механических напряжений, даже сколь угодно малых, практически сохраняя при этом объём.

Жидкость – это физическое тело, обладающее двумя свойствами: Обладает текучестью, благодаря которой она не имеет формы и принимает форму того сосуда, в котором она находится. Она мало изменяет форму и объем при изменении давления и температуры, в чем она сходна с твердым телом.

Жидкое состояние обычно считают промежуточным между твёрдым телом и газом: газ не сохраняет ни объём, ни форму, а твёрдое тело сохраняет и то, и другое. Форма жидких тел может полностью или отчасти определяться тем, что их поверхность ведёт себя как упругая мембрана. Так, вода может собираться в капли. Но жидкость способна течь даже под своей неподвижной поверхностью, и это тоже означает несохраненные формы (внутренних частей жидкого тела). Молекулы жидкости не имеют определённого положения, но в то же время им недоступна полная свобода перемещений. Между ними существует притяжение, достаточно сильное, чтобы удержать их на близком расстоянии. Вещество в жидком состоянии существует в определённом интервале температур, ниже которого переходит в твердое состояние (происходит кристаллизация либо превращение в твердотельное аморфное состояние - стекло), выше - в газообразное (происходит испарение). Границы этого интервала зависят от давления. Как правило, вещество в жидком состоянии имеет только одну модификацию. (Наиболее важные исключения - это квантовые жидкости и жидкие кристаллы.) Поэтому в большинстве случаев жидкость является не только агрегатным состоянием, но и термодинамической фазой (жидкая фаза). Все жидкости принято делить на чистые жидкости и смеси. Некоторые смеси жидкостей имеют большое значение для жизни: кровь, морская вода и др. Жидкости могут выполнять функцию растворителей.

Образование свободной поверхности и поверхностное натяжение Из-за сохранения объёма жидкость способна образовывать свободную поверхность. Такая поверхность является поверхностью раздела фаз данного вещества: по одну сторону находится жидкая фаза, по другую - газообразная (пар), и, возможно, другие газы, например, воздух. Если жидкая и газообразная фазы одного и того же вещества соприкасаются, возникают силы, которые стремятся уменьшить площадь поверхности раздела - силы поверхностного натяжения. Поверхность раздела ведёт себя как упругая мембрана, которая стремится стянуться. Поверхностное натяжение может быть объяснено притяжением между молекулами жидкости. Каждая молекула притягивает другие молекулы, стремится «окружить» себя ими, а значит, уйти с поверхности. Соответственно, поверхность стремится уменьшиться. Поэтому мыльные пузыри и пузыри при кипении стремятся принять сферическую форму: при данном объёме минимальной поверхностью обладает шар. Если на жидкость действуют только силы поверхностного натяжения, она обязательно примет сферическую форму - например, капли воды в невесомости. Маленькие объекты с плотностью, большей плотности жидкости, способны «плавать» на поверхности жидкости, так как сила тяготения меньше силы, препятствующей увеличению площади поверхности.

Переход жидкостей из одного состояния в другое Испарение - постепенный переход вещества из жидкости в газообразную фазу (пар). При тепловом движении некоторые молекулы покидают жидкость через её поверхность и переходят в пар. Вместе с тем, часть молекул переходит обратно из пара в жидкость. Если из жидкости уходит больше молекул, чем приходит, то имеет место испарение. Конденсация - обратный процесс, переход вещества из газообразного состояния в жидкое. При этом в жидкость переходит из пара больше молекул, чем в пар из жидкости. Кипение- процесс парообразования внутри жидкости. При достаточно высокой температуре давление пара становится выше давления внутри жидкости, и там начинают образовываться пузырьки пара, которые (в условиях земного притяжения) всплывают наверх. Смачивание - поверхностное явление, возникающее при контакте жидкости с твёрдой поверхностью в присутствии пара, то есть на границах раздела трёх фаз. Смешиваемость- способность жидкостей растворяться друг в друге. Пример смешиваемых жидкостей: вода и этиловый спирт, пример несмешиваемых: вода и жидкое масло.

Твёрдое тело - это одно из четырёх агрегатных состояний вещества, отличающееся от других агрегатных состояний (жидкости, газов, плазмы) стабильностью формы и характером теплового движения атомов, совершающих малые колебания около положений равновесия.