Диффузия в газах,
жидкостях и твёрдых телах.
Цели урока:
1. Дать
объяснение процесса диффузии.
2. Раскрыть
особенности этого явления.
1. Изучение основного
материала.
1) Постановка учебной
задачи.
Учитель. На прошлом уроке
вы ознакомились со строением твёрдых тел, жидкостей и газов, с частицами, из
которых состоит вещество.
Возникают вопросы: как
ведут себя частицы вещества? Движутся ли они или покоятся? Если движутся, то
как: упорядоченно или беспорядочно? На эти вопросы вы должны найти ответы на
нашем уроке и выяснить физический смысл такого понятия, как диффузия.
2. Объяснение диффузии в
жидкостях, газах и твёрдых телах.
1) Объяснение
распространения запаха духов в помещении.
Учитель. Ещё в Древней
Греции учёные пришли к выводу, что частицы вещества, которые они назвали
атомами. Находятся в беспорядочном движении. На этой основе они и объяснили ряд
явлений, например, испарение жидкостей, растворение одних веществ в других,
распространение запахов и т.д.
Вывод: распространение
запахов происходит из-за того, что молекулы духов (или другого вещества)
движутся.
2) Показ опыта с крупинкой
марганцевокислого калия.
Описание опыта: опустим в
стакан с водой стеклянную трубочку и через неё бросим крупинку вещества, а
затем трубочку уберём. Мы обнаружим, что без всякого перемешивания через
некоторое время кристалл растворится и вся вода в стакане приобретёт розовую
окраску.
Точно также растворяется
сахар в стакане чая. Перемешивание воды ускоряет процесс проникновения молекул
сахара между молекулами воды.
3) Рассказ о диффузии в
твёрдых телах на примере взаимного проникновения свинца и золота.
4) формулировка явления
диффузии(слово «диффузия» образовано от латинского diffusio-
растекание, распространение).
Диффузия – это взаимное
проникновение частиц одного вещества между частицами другого вещества при их
соприкосновении.
Диффузия. С экологической
точки зрения, демонстрация этого явления должна показать, как разного рода
загрязнители проникают в те вещества, которые обеспечивают жизнедеятельность
растений, животных, человека.
На чистое стекло,
находящееся на кадровом окне графопроектора, наносим пипеткой каплю чистой
прозрачной воды, а рядом с ней каплю загрязнителя – раствора марганцовки,
чернил и т.п.; на экране учащиеся наблюдают, как вследствие диффузии жидкий
загрязнитель проникает в чистую воду. Если же рядом с каплей воды положить
пинцетом кусочек твёрдого загрязнителя – кристаллик марганца, кусочек красной
свеклы и т.п., то на экране будет видно. Как постепенно от этого края
окрашивается вода.
5) Опыт по диффузии
жидкостей.
Для демонстрации
используем графопроектор, кристаллизатор, спиртовой раствор йода, медицинскую
пипетку. Устанавливаем на рабочем столике графопроектора кристаллизатор, в
который наливаем воду. На экране четко видно прозрачное содержимое
кристаллизатора. Набрав с помощью пипетки раствор йода, аккуратно выпускаем
одну каплю в воду. На экране школьники наблюдают в развитии процесс диффузии.
Опыт можно повторить несколько раз. При этом учитель поясняет учащимся, что
наблюдается процесс диффузии окрашенного йодом спирта в воде.
Что происходит когда тела
нагреваются?
Учитель. Тела при
нагревании несколько увеличиваются в размерах, то есть расширяются. Это явление
носит название теплового расширения. При охлаждении тело вновь приобретает свои
обычные размеры. Это явление называется сжатием.
Расширение газов.
Поставьте открытую
пластмассовую бутылку в холодильник. Когда она достаточно охладится, наденьте
на её горлышко воздушный шарик. Затем поставьте бутылку в миску с горячей
водой. А теперь понаблюдайте за тем, как шарик сам начнёт надуваться.
Это происходит потому, что
воздух при нагревании расширяется. Теперь поставьте опять бутылку в
холодильник. Шарик при этом спустится, так как воздух при охлаждении сжимается.
Расширение жидкостей.
Термометр работает по
принципу теплового расширения. На его шкале в особой стеклянной трубочке
находится жидкость. При нагревании термометра жидкость поднимается вверх по
трубочке.
Это объясняется тем, что
жидкость расширяется сильнее, чем стекло. При охлаждении жидкость возвращается
к своему прежнему объёму.
Твёрдые тела при нагревании
расширяются. Центральный пролёт моста Хумбер в Англии имеет длину 1410 м. И
летом его длина становится на 0,5 м больше, чем зимой.
Почему тела при нагревании
расширяются?
Атомы и молекулы постоянно
движутся и сталкиваются друг с другом. Чем выше их температура, тем выше
скорость движения и сильнее удары при столкновениях. Атомы и молекулы дальше
разлетаются друг от друга и занимают большее пространство.
Величина расширения тел
или иных предметов и веществ зависит от их размеров, от того, из чего они
состоят, а также от степени нагрева. Мелкие предметы расширяются слабо. Крупные
же расширяются значительно сильнее.
Газы расширяю сильнее,
чем жидкости, а жидкости – больше, чем твёрдые тела. Чем значительнее изменение
температуры, тем больше изменение размера тела.
Как воспользоваться
расширением?
Если металлическая крышка
на банке закупорена слишком плотно, подержите её под струёй горячей воды. Так
как металл расширяется сильнее чем стекло, крышка, расширившись, легко
снимается. Если шарик для пинг-понга помялся, опустите его в кипяток. Воздух
внутри шарика расширится и выправит вмятины
Расширение может быть
опасным.
Ни в коем случае нельзя
наливать кипящую воду в стеклянный стакан. Стекло плохо проводит тепло, и
поэтому внутренняя поверхность стакана быстро нагревается и расширяется, а
внешняя остаётся холодной и не расширяется. В результате стекло трескается.
3. Закрепление материала.
Вопросы для закрепления:
1. Как
объяснить проникновение одного вещества в другое?
2. Могла
ли бы происходить диффузия, если бы между молекулами не было промежутков?
Молекулы были бы неподвижны?
3. Рыбы
дышат кислородом, растворённым в воде рек, озёр и морей. Какой физический
процесс позволяет кислороду из атмосферы попадать в воду?
