Конспект урока на тему: " Диффузия"

Мокина Надежда Сергеевна

Учитель физики, МКОУ «Ундинская СОШ»

Забайкальский край, Балейский район

Тема : «Диффузия в газах, жидкостях и твёрдых телах»

7 класс

• Цель урока: создать педагогические условия, для формирования представлений о диффузии, как о явлении самопроизвольного смешивания веществ в твердом, жидком и газообразном состояниях.

Задачи: Личностные: -формировать ответственное отношение и интерес к учению, устойчивой учебно- познавательной мотивации и готовности к саморазвитию и самообразованию;

-формировать коммуникативную компетентность в общении и сотрудничестве со
сверстниками.

-Метапредметные:

- Умение использовать для познания окружающего мира различные методы (наблюдение, эксперимент).

- Умение вступать в речевое общение, участвовать в диалоге (понимать точку зрения собеседника).

- Отражать в устной и письменной форме результаты своей деятельности.

- Умение ставить цель, анализировать, обобщать, делать выводы , логически излагать свои мысли.

Предметные:

-Сформировать у учащихся понятие диффузия.
- Научить объяснять явление диффузии.
- Выяснить зависимость скорости её протекания от температуры.

-Сформировать представления о значении диффузии  для неживой и живой природы.

Оборудование и материалы:: медиа-проектор или интерактивная доска, компьютерная презентация к уроку, раздаточный материал, сосуды с холодной и горячей водой.

Ход урока

1.Организационный момент.

2. Подготовка к восприятию нового материала:

Учитель: Ребята! Мы продолжаем знакомиться с новыми понятиями в физике, открывать для себя, что - то новое, интересное. А сколько еще интересного и неисследованного вокруг? Интерес ко всему неизведанному возникает, когда человек трудиться сам.

Мы все готовы с вами к работе, к новым открытиям. Нас ждет интересная работа.

• Что мы знаем о строении тел?

• Что явилось основанием для вывода о том, что все тела состоят из молекул?

• Что вы знаете о размерах молекул?

• Почему можно легко сжать резиновый мяч?

• Какие частицы входят в состав молекул?

1. Актуализация знаний:

Физический диктант "Веришь - не веришь"

На столе листы с текстом физического диктанта (1-2 вариант). Школьники записывают под соответствующим номером "да", если они считают это утверждение верным, или "нет", если считают его неверным.

Вариант 1.

1. Вещество состоит из мельчайших частиц, едва различимых невооруженным глазом. (Нет)

2. Вещество состоит из мельчайших частиц, которые можно увидеть на экране электронного микроскопа. (Да)

3. Объем газа при нагревании увеличивается, т. к. каждая молекула становится больше по размеру. (Нет)

4. Атом – мельчайшая частица вещества. (Нет)

5. В молекуле может быть более 1000 атомов. (Да)

6. Стальной шарик при нагревании увеличивается в объеме, т. к. промежутки между молекулами становятся больше. (Да)

7. Пленка масла, растекаясь по поверхности воды, может занять любую площадь. (Нет)

8. Молекулы воды точно такие же, как и молекулы льда. (Да)

9. Объем тела равен сумме объемов его молекул. (Нет)

10. Атомы состоят из молекул. (Нет)

Вариант 2.

1. Вещество состоит из мельчайших частиц, видимых в оптический микроскоп. (Нет)

2. Объем тела при нагревании уменьшается. (Нет)

3. Объем жидкости при охлаждении уменьшается, т. к. промежутки между молекулами становятся меньше. (Да)

4. Молекула – мельчайшая частица вещества. (Да)

5. В молекуле не может быть более 100 атомов. (Нет)

6. Молекулы водяного пара отличаются от молекул воды. (Нет)

7. При сжатии газа уменьшается размер молекул. (Нет)

8. Газом из двухлитрового сосуда можно заполнить четырехлитровый сосуд. (Да)

9. Объем тела больше суммы объемов его молекул. (Да)

Атомы состоят из элементарных частиц. (Да)

4. Постановка цели занятия перед учащимися:

• Для объяснения явлений природы недостаточно знать строение тел. Важно познакомиться с основными свойствами частиц, которых состоит любое тело, например – как ведут себя частицы – движутся или покоятся?

«Черный ящик» с апельсином (или другим фруктом с сильным запахом)

Вопросы:

Попробуйте отгадать какой фрукт находится в черном ящике.

Как вы это сделали, ведь ящик закрыт?

Давайте попробуем во всем этом разобраться.

Итак, тема урока «Диффузия» (Запись в тетради)

 - Давайте обсудим, как вы узнали что в черном ящике? Какие у вас есть версии?

Молекулы запаха апельсина проникли в воздух.

Молекулы запаха апельсина перемешались с молекулами воздуха, и попали в нос.

Но все высказанные вами ранее версии по объяснению результата опыта были основаны ещё на одном предположении, которое вы использовали, но не проговорили вслух. Как вы думаете, о чём идёт речь?

Наводящий вопрос:

Молекулы проникли…, молекулы перемешались… В каком случае такое возможно?

Это возможно лишь в том случае, если молекулы движутся.

Давайте в группах обсудим между собой все высказанные точки зрения и найдём наиболее точную версию, позволяющую объяснить результат опыта.

Итак, мы сообща пришли к выводу: в результате своего непрерывного и беспорядочного движения молекулы аромата апельсина и молекулы воздуха перемешиваются и попадают в орган обоняния.

Явление, которое мы только что рассмотрели на примерах распространения молекул апельсина в воздухе и самопроизвольного смешивания жидкостей, называется диффузией.  Попробуйте сами сформулировать определение этого явления. (В ходе беседы приходим к выводу, который учащиеся записывают в тетрадь).

Вывод: Явление самопроизвольного перемешивания веществ называется диффузией.

Причина диффузии - беспорядочное движение молекул. Мы наблюдали процесс диффузии в газах. А возможна  ли   диффузия в жидкостях?

Давайте попытаемся объяснить результаты следующего опыта:

ОПИСАНИЕ ОПЫТА:

В стеклянный сосуд наливаем водный раствор медного купороса. Поверх раствора осторожно наливаем чистую воду. Наблюдаем границу между жидкостями.

Вопрос: Как вы думаете, что будет происходить с этими жидкостями с течением времени, и что мы будем наблюдать?

После обсуждения, учащиеся высказывают свои предположения и в ходе рассуждений приходят к выводу о том, что с течением времени граница между соприкасающимися жидкостями, вследствие непрерывного и беспорядочного движения их молекул, начнёт размываться. Достоверность этого вывода можно подтвердить, продемонстрировав сосуд, в котором граница между этими жидкостями стала расплывчатой (опыт готовится заранее).

Зависимость диффузии от температуры тела 

Учитель. Проведём ещё один опыт и сделаем это в группах (практическая работа).

Класс делится на 3 группы

У первой группы на столах стоят стаканы с холодной и горячей  водой. Рядом лежат пакетики чая. Нужно опустить пакетики чая в воду и пронаблюдать что же происходит.

 - Что вы наблюдаете?

 - В какой воде процесс протекания диффузии происходит быстрее?

 - Вывод

У второй группы на столе стоят чашки с горячей и холодной водой. Положите кофе в воду и пронаблюдайте что же происходит..

- Что вы наблюдаете?

- Быстро ли растворяются кристаллики марганцовки? Почему?

- Благодаря чему происходит растворение кофе в воде?

У третьей группы одинаковые кусочки сахара брошены в стаканы с водой, нагретой до разной температуры одновременно. Что вы наблюдаете? Быстро ли растворится сахар. Почему? В каком стакане температура воды была выше?

Демонстрация явления диффузии на модели:

1. В стаканчик насыпать не доверху горох,

2. Досыпать стаканчик с горохом пшеном

3.Слегка встряхнуть стаканчик.

(Достаточно эффектно видно, как проникают крупинки пшена в промежутки между горошинами)

Возможен ли процесс диффузии в твердых телах?

Приведу вам пример. Если отшлифованные пластины свинца и золота положить одна на другую и сжать грузом, то при обычной комнатной температуре (около 20°С) за 5 лет золото и свинец взаимно проникнут друг в друга на расстояние всего около 1 мм.

-Какой вывод можно сделать по приведенному примеру?

Диффузия в твёрдых телах происходит чрезвычайно медленно.

- Как вы думаете, почему?

Учитель: Проведём игру. Две группы учащихся выходят к доске. Одна группа – “молекулы” одной жидкости, вторая – “молекулы” другой жидкости. Продемонстрируйте, что будет происходить с жидкостями при их соприкосновении. (Дети изображают процесс).

Прокомментируйте все проделанные вами действия. (Дети объясняют, что они попытались изобразить).

Вывод Скорость протекания диффузии зависит от того, в каком агрегатном состоянии находятся вещества. Диффузия быстро протекает в газах, медленнее - в жидкостях и очень медленно - в твердых телах.

4.Закрепление.

1. На каком явлении основана засолка овощей, рыбы и других продуктов?

2. Почему чай заваривают именно горячей водой?

3. Какое отношение к диффузии имеет поговорка: Ложка дегтя испортит бочку меда?

5. Применение диффузии.

Диффузия в растительном и животном мире.

Большинство клопов, божьи коровки, некоторые листоеды используют для своей защиты резкие запахи. Запах клопов отвратительный, а божьи коровки выделяют желтую пахучую ядовитую жидкость. Передача запахов происходит посредством диффузии воздуха и пахучего вещества.

Также отпугивает своих обидчиков скунс. Осьминог выпускает чернильное пятно, чтобы спрятаться от неприятеля.

Диффузия в природе

Большую роль играют диффузные процессы в снабжении природных водоёмов и аквариумов кислородом. Кислород попадает в более глубокие слои воды в стоячих водах за счёт диффузии через их свободную поверхность. Поэтому нежелательны всякие ограничения свободной поверхности воды. Так, например, листья или ряска, покрывающие поверхность воды, могут совсем прекратить доступ кислорода к воде и привести к гибели ее обитателей.

Роль диффузии для человека.

Процесс всасывания питательных веществ в кишечнике возможен благодаря диффузии.

А как же дышит человек? У человека в дыхании принимает участие вся поверхность тела – от самого толстого эпидермиса пяток до покрытой волосами кожи головы. Особенно интенсивно дышит кожа на груди, спине и животе. Интересно, что по интенсивности дыхания эти участки кожи значительно превосходят легкие. С одинаковой по размеру дыхательной поверхности здесь может поглощаться кислорода на 28% а выделяться углекислого газа даже на 54% больше, чем в легких. Однако во всем дыхательном процессе участие кожи ничтожно по сравнению с легкими, так как общая площадь поверхности легких, если развернуть все 700 млн. альвеол, микроскопических пузырьков, через стенки которых происходит газообмен между воздухом и кровью, составляет около 90-100 квадратных метров а общая площадь поверхности кожи человека около 2 квадратных метров, т.е, в 45-50 раз меньше.

Благодаря диффузии кислород из легких пpoникaeт в кровь человека, а из крови – в ткани.

Применение диффузии на производстве.

Диффузия находит широкое применение в промышленности. На явлении диффузии основана диффузионная сварка металлов. Методом диффузионной сварки соединяют между собой металлы, неметаллы, металлы и неметаллы, пластмассы. Детали помещают в закрытую сварочную камеру с сильным разряжением, сдавливают и нагревают до 800 градусов. При этом происходит интенсивная взаимная диффузия атомов в поверхностных слоях контактирующих материалов. Диффузионная сварка применяется в основном в электронной и полупроводниковой промышленности, точном машиностроении.

Для извлечения растворимых веществ из твердого измельченного материала применяют диффузионный аппарат. Такие аппараты распространены главным образом в свеклосахарном производстве, где их используют для получения сахарного сока из свекловичной стружки, нагреваемой вместе с водой.

На явлении диффузии основан процесс металлизации – покрытия поверхности изделия слоем металла или сплава для сообщения ей физических, химических и механических свойств, отличных от свойств металлизируемого материала. Он применяется для защиты изделий от коррозии, износа, повышения контактной электрической проводимости, в декоративных целях.

Осмос.

Явления осмоса наблюдаются, когда жидкости приходят во взаимодействие через оболочку.

Осмос от греческого – толчок, давление. Впервые осмос наблюдал французский химик Нолле в 1748 г.

В почвенных растворах содержатся минеральные соли и органические соединения. Вода из почвы попадает в растение путем осмоса через полупроницаемые мембраны корневых волосков. Концентрация воды в почве оказывается выше, чем внутри корневых волосков, поэтому вода проникает в зерно и дает жизнь растению.

Все живые создания должны дышать, чтобы не умереть.

Простейшей формой дыхания, вероятно, обладают медузы и большинство червей. Они вообще не имеют органов дыхания. Растворенный в воде кислород всасывается через их кожу, а растворенный углекислый газ выводится наружу тем же путем. Это и есть проявление осмоса.

У лягушек есть специальная жидкость — кровь, которая переносит кислород от кожи во внутренние органы и выносит обратно углекислый газ. Лягушки дышат именно таким образом, используя кожу как дыхательный орган. Но у нее есть и легкие, которыми она пользуется в случае нехватки кислорода.

Практическое применение осмоса. Мембранные методы разделения применяются для опреснения солёных и очистки сточных вод, получения особо чистой воды, разделения углеводородов, концентрирования растворов, в том числе пищевых продуктов, биологически активных веществ, обогащения воздуха кислородом.

Применение диффузии в быту:

Засолка и засахаривание, смешивание различных ингредиентов при приготовлении пищи, склеивание поверхностей.

Вредные проявления диффуфии.

Дымовые трубы предприятий выбрасывают в атмосферу углекислый газ, оксиды азота и серы. Избыток углекислого газа в атмосфере опасен для живого мира Земли, нарушает круговорот углерода в природе, приводит к образованию кислотных дождей. Процесс диффузии играет большую роль в загрязнении рек, морей и океанов. Годовой сброс производственных и бытовых стоков в мире равен примерно 10 триллионов тонн.

Загрязнение водоёмов приводит к тому, что в них исчезает жизнь, а воду, используемую для питья, приходится очищать, что очень дорого. Кроме того, в загрязненной воде происходят химические реакции с выделением тепла. Температура воды повышается, при этом снижается содержание кислорода в воде, что плохо для водных организмов. Из-за повышения температуры воды многие реки теперь зимой не замерзают.

Для снижения выброса вредных газов из промышленных труб, труб тепловых электростанций устанавливают специальные фильтры. Для предупреждения загрязнения водоемов необходимо следить за тем, чтобы вблизи берегов не выбрасывался мусор, пищевые отходы, навоз, различного рода химикаты.

Мы видим, как велико значение диффузии в неживой природе, а существование живых организмов было бы невозможно, если бы не было этого явления. К сожалению, приходится бороться с отрицательным проявлением этого явления, но положительных факторов намного больше и поэтому мы говорим об огромном значении диффузии в природе.

1. Закрепление.

Найдите в тексте примеры диффузии и подчеркните их.

День рождения Марины.

Марина помогала маме на кухне. К вечеру соберется много гостей. Марина смазала коржи торта кремом и замариновала курицу тем маринадом, что приготовила мама. (смесь оливкового масла, соли, перца и чеснока). Посолила салат, заправила майонезом, при этом немного испачкала пальцы, поэтому Марина взяла салфетку и вытерла руки. Если на кухне в воздухе витали запахи приготовленной пищи, то в комнате Марины благоухал аромат роз – на столе стоял большой букет цветов, у Марины сегодня День рожденья! Ну все, дела на кухне закончились, теперь нужно снять запачканный фартук и привести себя в порядок. Марина смазала лицо и руки кремом и принялась за прическу…

6.Итог урока

Прекрасная дама нюхала розы,

Но расчихалась - закапали слезы!

Неужто из-за диффузии

Такие бывают конфузии?