Тема. Молекулярно-кінетична теорія
Мета уроку: ознайомити учнів з основними положеннями молекулярно-кінетичної теорії та їх дослідними підтвердженнями.
Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу.
ПЛАН УРОКУ
Демонстрації 8 хв:
1. Фрагмент відеофільму «Молекули й молеку-лярний рух».
2. Механічна модель броунівського руху.
3. Дифузія в газах і рідинах
Вивчення нового матеріалу 25 хв:
1. Основні положення молекулярно-кінетичної теорії.
2. Дослідні підтвердження МКТ.
3. Основне завдання МКТ
Закріплення вивченого матеріалу 12 хв:
1. Учимося розв’язувати задачі.
2. Контрольні запитання
ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ
1. Основні положення молекулярно-кінетичної теорії
Молекулярно-кінетична теорія зародилася в ХІХ ст. у результаті спроб пояснити будову та властивості речовини на основі уявлень про те, що речовина складається з дрібних частинок — молекул, які безупинно рухаються і взаємодіють одна з одною. Особливих успіхів ця теорія досягла в поясненні властивостей газів.
Молекулярно-кінетичною теорією називають учення, що по-яснює будову і властивості тіл рухом і взаємодією частинок, з яких складаються тіла.
В основу МКТ покладено три найважливіші положення:
1) усі речовини складаються з дрібних частинок (атомів, молекул, електронів, йонів);
2) частинки речовини перебувають у безперервному хаотично-му русі (його часто називають тепловим рухом);
3) частинки речовини взаємодіють одна з одною.
2. Дослідні підтвердження МКТ
Припущення про молекулярну будову речовини підтверджу-валося лише побічно. Розміри молекул і атомів настільки дрібні, що розрізнити їх у звичайний мікроскоп неможливо. Тому навіть у ХІХ ст. багато вчених ще сумнівалися в існуванні молекул. Наразі техніка досягла рівня, за якого можна розгледіти навіть окремі атоми.Переконатися в існуванні молекул та оцінити їхні розміри можна досить просто. Помістимо дуже маленьку крапельку олії на поверхню води. Масляна пляма розтікатиметься по поверхні води, але площа масляної плівки не може перевищувати певного значення. Природно припустити, що максимальна площа плівки відповідає масляному шару завтовшки в одну молекулу. Наприклад, крапелька маслинової олії об’ємом 1 мм3 розтікається по площі не більш ніж 1 м2. Звідси випливає, що розмір молекули олії становить порядку 910? м.Переконатися в тому, що молекули рухаються, дуже просто: капніть крапельку парфумів в одному кінці кімнати, і через кілька секунд цей запах пошириться по всій кімнаті. У повітрі навколо нас молекули носяться зі швидкостями артилерійських снарядів — сот ні метрів на секунду.Чудовою властивістю руху молекул є те, що він ніколи не при-пиняється. Саме цим рух молекул істотно відрізняється від руху предметів, що оточують нас, адже механічний рух неминуче припиняється внаслідок тертя. На початку ХІХ ст. англійський ботанік Броун, спостерігаючи в мікроскоп частки пилка, зважені у воді, помітив, що ці частки перебувають у «нескінченному тан-ці». Причину так званого «броунівського руху» зрозуміли лише че-рез 50 років після його відкриття: окремі удари молекул рідини об частку не компенсують один одного, якщо ця частка досить дрібна. З тих часів броунівський рух розглядається як наочне дослідне підтвердження руху молекул.Багато дослідів свідчать про наявність сил міжмолекулярної взаємодії. Якби молекули не притягувалися одна до одної, не було б ні рідин, ні твердих тіл — вони просто розсипалися б на окремі молекули. З іншого боку, якби молекули лише притягувалися, вони «злипалися» б у надзвичайно щільні згустки, а молекули газів унаслідок ударів об стінки посудини «прилипали» б до них. Взаємодія молекул має електричну природу. Хоча молекули загалом електрично нейтральні, розподіл позитивних і негативних електричних зарядів у них такий, що на значних відстанях (по-рівняно з розмірами власне молекул) молекули притягуються, а на малих відстанях — відштовхуються.
2. Основне завдання МКТ
Параметри газу, пов’язані з індивідуальними характеристика-ми молекул, що складають його, називаються мікроскопічними параметрами (маси молекул, їхні швидкості, концентрація).Параметри, які характеризують стан макроскопічних тіл безурахування їхньої молекулярної будови, називаються макроско-пічними параметрами (об’єм, тиск, температура).Співвідношення між макроскопічними параметрами — температурою, об’ємом і тиском — називається рівнянням стану.
Основне завдання молекулярно-кінетичної теорії:установити зв’язок між макроскопічними та мікроскопічни-ми параметрами речовини й, виходячи з цього, визначити рівняння стану цієї речовини.Наприклад, знаючи масу молекул, їхні середні швидкостій концентрацію, можна обчислити об’єм, тиск і температуру масигазу, а також виразити тиск газу через його об’єм і температуру.
Запитання до учнів під час викладу нового матеріалу
1. Перелічіть відомі вам докази існування молекул.
2. Наведіть факти, що показують подільність речовин.
3. У чому полягає явище дифузії?
4. У чому полягає суть броунівського руху?
5. Які досліди доводять, що між молекулами твердих і рідких тілдіють сили притягання і відштовхування?
ЗАКРІПЛЕННЯ ВИВЧЕНОГО МАТЕРІАЛУ
1.Учимося розв’язувати задачі
1. Якщо в столярному цеху не працює вентиляція, дрібний дерев-ний пил годинами «висить» у повітрі навіть після вимиканнядеревообробних верстатів. Чому?
2. Дві скляні пластинки важко відірвати одну від одної, якщо міжними є трохи води. Якщо ж скельця сухі, то вони відокремлю-ються одне від одного дуже легко. Чому?
3. Чому полірування тертьових поверхонь може привести не дозменшення тертя, а, навпаки, — до збільшення?
4. Під час ремонту дороги запах розігрітого асфальту відчуваєть-ся здалеку, а запах остиглого асфальту майже не відчувається.Чому?
5. Чому водень і гелій здатні випаровуватися навіть із герметичнозакритих ємностей?
6. Чому дим від багаття, піднімаючись угору, швидко перестає бути видимим навіть у безвітряну погоду?
2. Контрольні запитання
1. Чи є безладний рух порошин у повітрі броунівським рухом?
2. Молекули твердих тіл рухаються постійно й хаотично. Чому ж тверді тіла не розпадаються?
3. Що називають макроскопічними параметрами стану макроско-пічної системи? Наведіть приклади.
4. Поясніть фразу: «Молекула — дрібна частинка речовини, яка зберігає хімічні властивості останньої».
Про що ми дізналися на уроці
- молекулярно-кінетичною теорією називають учення, що по-яснює будову і властивості тіл рухом і взаємодією частинок, з яких складаються тіла.
-основні положення МКТ: усі речовини складаються з дрібних частинок, які перебувають у безперервному хаотичному русі та взаємодіють одна з одною.
- дифузією називається взаємне проникнення частинок однієї речовини в іншу, зумовлене рухом молекул.
- величини, що характеризують стан макроскопічних тіл у ціло-му, називають макроскопічними параметрами. Основні макро-скопічні параметри — тиск, об’єм і температура.
- величини, що характеризують властивості окремих молекул речовини, називають мікроскопічними параметрами. Приклади мікроскопічних параметрів — маса молекули та її середня кінетична енергія.
- рівнянням стану називається співвідношення між макроско-пічними параметрами — температурою, об’ємом і тиском.
- основне завдання молекулярно-кінетичної теорії: установити зв’язок між макроскопічними та мікроскопічними параметрами речовини й, виходячи з цього, визначити рівняння стану цієї речовини.
Домашнє завдання