Урок по физике по теме:
«Диффузия в газах, жидкостях и твердых телах»
7 класс
Учитель физики
Остертаг Зульфия Даутовна
2019 – 2020учебный год
Цель: формирование представления о диффузии, как о явлении самопроизвольного смешивания веществ в твердом, жидком и газообразном состояниях, непрерывном и хаотичном движении молекул.
Задачи:
Образовательные:
- обогащать методологический аппарат – получение знаний через эксперимент;
- учить определять физическое понятие – диффузия, выявлять сущность явления: зависимость диффузии от агрегатных состояний вещества, температуры вещества;
– учить применять знания и опыт в различных ситуациях, в том числе и проблемных ситуациях; ставить и проводить научный эксперимент, получать и анализировать его результаты;
– учить работать с учебным текстом;
– учить выделять признаки (свойства) и на их основе проводить сравнение;
Развивающие:
- учить грамотно читать физические тексты; логически правильно выражать свои мысли средством физико-математического языка;
- развивать концентрацию, переключаемость, мобильность;
- формировать прогностические свойства путем умения выдвигать гипотезы, предположения;
– развивать умения анализировать ход эксперимента, на его основе формулировать логические выводы;
– развивать ассоциативное мышление;
Воспитательные:
– формировать собственную точку зрения, и ее обоснование, собственные способы действия;
– воспитывать экологическое сознание учащихся, эмоционально-ценностное отношение к миру, ответственность за результаты своего труда.
Тип урока: изучение нового материала.
Педагогические технологии, применяемые на уроке:
- проблемного обучения;
- группового обучения;
-дифференцированного обучения;
-здоровьесберегающего обучения.
Оборудование: кусочки ваты, нашатырный спирт, фенолфталеин,банка с крышкой, мандарин, растворимый кофе, освежитель воздуха, кристаллики калия перманганата, пробирка с горохом и пшено, сосуды с холодной и горячей водой; карточки с текстом и вопросами; ноутбук, мультимедийный проектор, презентация.
Ход урока
Организационный этап. (2 мин.)
Метод «Хорошее настроение» Здравствуйте, ребята! Какое ваше настроение? Мне бы хотелось, чтобы каждый из вас настроился на рабочий лад. Давайте поделимся своим настроением друг с другом. Повернитесь к своему товарищу по парте, улыбнитесь ему, поделитесь с ним своим хорошим настроением. Пожелаем друг другу успехов. Прекрасно! А теперь давайте приступим к работе.
Актуализация опорных знаний. (5 мин.)
Учитель. Сначала давайте вспомним, что вы знаете о строении веществ (фронтальный опрос)
-Как называется мельчайшая частица вещества?
-Из каких частиц состоят молекулы?
-Верно ли, что молекулы одного и того же вещества одинаковые?
-В чем отличие молекул разных веществ?
-Верно ли, что при нагревании молекулы вещества увеличиваются в размерах?
-Верно ли, что при нагревании вещества увеличиваются промежутки между молекулами?
-Одинаковы ли расстояния между молекулами в газах, жидкостях и в твердых телах?
-Как это можно доказать?
Формулирование цели урока. (2 мин.)
Учитель. Сегодня, ребята, мы будем говорить об очень интересном и важном явлении в нашей жизни, связанным с молекулярным строением вещества. Видите, у меня на столе стоит «черный ящик» (в ящике находится дольки мандарина).
Проблемный вопрос. Что в «черном ящике»?
Чтобы ответить на этот вопрос, я открою крышку. Чувствуете аромат?
Это физическое явление называется диффузия.
Откройте тетради и запишите дату и тему урока «Диффузия в газах, жидкостях и твердых телах».
Объяснение нового материала (15мин.)
Учитель. Проведем опыт. Ватку, смоченную нашатырным спиртом, приведем в соприкосновение с ваткой, смоченной фенолфталеином, и пронаблюдаем окрашивание обеих ваток в малиновый цвет.
Теперь ватку, смоченную нашатырным спиртом, поместим на дно стеклянной банки, а смоченную фенолфталеином прикрепим к крышке и закроем этой крышкой банку. Через некоторое время смоченная фенолфталеином ватка начнет окрашиваться.
Почему во втором случае ватка также окрашивается? Какие у вас есть гипотезы? (Учащиеся пытаются объяснить наблюдения).
Учитель. Итак, мы сообща пришли к выводу: в результате своего непрерывного и беспорядочного движения молекулы нашатырного спирта и фенолфталеина перемешиваются и ватка окрашивается.
Теперь еще один эксперимент с освежителем воздуха. (Учитель чуть-чуть разбрызгивает освежитель). Что вы чувствуете? (Учащиеся отвечают).
Учитель. Правильно. Это явление, называется диффузией. Запишем в тетрадь определение диффузии. (Учащиеся записывают определение).
Учитель. А теперь сделаем вывод о причине диффузии. (Учащиеся отвечают). Давайте запишем: причина диффузии – непрерывное беспорядочное движение молекул.
Мы с вами пронаблюдали диффузию в газах. Приведите примеры распространения запахов в окружающей среде. (Учащиеся отвечают)
Учитель. Молодцы. Теперь посмотрим, будет ли происходить диффузия в жидкости. Проделаем опыт. На поверхность воды в сосуде опустим несколько кристалликов марганцовки. Что наблюдаете? Быстро ли растворяются кристаллики марганцовки? Почему? Почему происходит растворение кристалликов марганцовки в воде? (Учащиеся отвечают).
Учитель. Рассмотрим опыт, описанный в учебнике (диффузия раствора медного купороса и воды). Найдем в тексте описание и прочитаем. Сколько времени понадобилось для перемешивания этих жидкостей? Какой вывод сделаем? (Учащиеся дают ответы).
Учитель. А теперь рассмотрим опыт с брусочками золота и свинца, описанный в учебнике. (Учащиеся читают описание опыта). Какой вывод сделаем? (Ответы учащихся).
Учитель. Диффузия в твердых телах проходит очень медленно. Запишите в тетради: скорость протекания диффузии зависит от того, в каком агрегатном состоянии находятся вещества.
Упражнение №1 « Диффузия»
Учитель : Что такое диффузия?
Ученик: Проникновение молекул одного вещества в промежутки между
молекулами другого. Можно сказать, это перемешивание веществ.
Учитель: Давайте попробуем показать это явление .
Встанем рядом с партами. Ученики, стоящие за соседними партами,
поменяются местами. А теперь вернемся на свои места.
Упражнение выполним 2-3 раза.
Упражнение №1 « Диффузия»
Учитель : Что такое диффузия?
Ученик: Проникновение молекул одного вещества в промежутки между
молекулами другого. Можно сказать, это перемешивание веществ.
Учитель: Давайте попробуем показать это явление .
Встанем рядом с партами. Ученики, стоящие за соседними партами,
поменяются местами. А теперь вернемся на свои места.
Упражнение выполним 2-3 раза.
Упражнение №1 « Диффузия»
Учитель : Что такое диффузия?
Ученик: Проникновение молекул одного вещества в промежутки между
молекулами другого. Можно сказать, это перемешивание веществ.
Учитель: Давайте попробуем показать это явление .
Встанем рядом с партами. Ученики, стоящие за соседними партами,
поменяются местами. А теперь вернемся на свои места.
Упражнение выполним 2-3 раза.
Упражнение №1 « Диффузия»
Учитель : Что такое диффузия?
Ученик: Проникновение молекул одного вещества в промежутки между
молекулами другого. Можно сказать, это перемешивание веществ.
Учитель: Давайте попробуем показать это явление .
Встанем рядом с партами. Ученики, стоящие за соседними партами,
поменяются местами. А теперь вернемся на свои места.
Упражнение выполним 2-3 раза.
Учитель. (Физминутка) Мы узнали о физическом явлении - диффузия, давайте продемонстрируем его и отдохнем. Встанем рядом с партами, поменяемся местами друг с другом и с ребятами соседней парты. А теперь вернемся на свои места.
Далее учитель предлагает детям выполнить опыты и объяснить их.
Опыт 1. Модель явления диффузия.
Указание к работе.
В стаканчик с горохом досыпьте пшено, слегка встряхните стаканчик.
Что вы при этом наблюдаете?
Объясните, почему произошло смешивание гороха и пшена.
Если представить, что горошинки - это молекулы одного вещества, а крупинки- молекулы другого, объясните, почему происходит явление диффузии.
Опыт 2. Наблюдение диффузии в жидкостях.
Указание к работе.
Возьмите лабораторный стакан с холодной и горячей водой и с помощью трубочки капните в стаканы раствор марганца.
Пронаблюдайте, как происходит диффузия в жидкостях разной температуры.
Объясните наблюдаемое явление.
Учитель. Запишите вывод в тетради. Чем выше температура тела, тем больше скорость движения молекул, и, значит, диффузия протекает быстрее.
Закрепление (17мин).
Учитель. Сейчас поработаем в группах. (Учащиеся делятся на четыре группы, каждой группе выдается текст с вопросами). Задача каждой группы – прочитать текст и найти в нем ответы на вопросы.
Группы выполняют задания.
Группа 1. Диффузия в растительном мире.
Вопросы:
-Как кислород попадает в глубокие слои водоемов?
-Почему сосуды с узким горлом непригодны для использования в качестве аквариума?
В растительном мире очень велика роль диффузии. Например, большое развитие листовой кроны деревьев объясняется тем, что диффузионный обмен сквозь поверхность листьев выполняет не только функцию дыхания, но частично и питания. В настоящее время широко практикуется внекорневая подкормка плодовых деревьев путем опрыскивания их кроны.
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. По этой же причине сосуды с узким горлом непригодны для использования в качестве аквариума.
Группа 2. Роль диффузии в пищеварении и дыхании человека.
Вопросы:
-Как происходит всасывание питательных веществ в процессе пищеварения?
-Как кислород из легких попадает в кровь?
Наибольшее всасывание питательных веществ происходит в тонких кишках, стенки которых специально для этого приспособлены. Площадь внутренней поверхности кишечника человека равна 0,65м2. Она покрыта ворсинками – микроскопическими образованиями слизистой оболочки высотой 0,2-1мм, за счет чего площадь реальной поверхности кишечника достигает 4-5 м2, т.е. достигает в 2-3 раза больше площади поверхности всего тела. Процесс всасывания питательных веществ в кишечнике возможен благодаря диффузии.
Дыхание – перенос кислорода из окружающей среды внутрь организма сквозь его покровы – происходит тем быстрее, чем больше площадь поверхности тела и окружающей среды, и тем медленнее, чем толще и плотнее покровы тела. 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.
Таким образом, диффузия имеет большое значение в процессах жизнедеятельности человека, животных и растений. Благодаря диффузии кислород из легких пpoникaeт в кровь человека, а из крови – в ткани.
Группа 3. Применение диффузии в технике.
Вопросы:
-В чем заключается метод диффузионной сварки?
-С какой целью применяют металлизацию и цементацию?
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.
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. Для повышения твердости и жаростойкости стальных деталей применяют цементацию. Она заключается в том, что стальные детали помещают в ящик с графитовым порошком, который устанавливают в термической печи. Атомы углерода вследствие диффузии проникают в поверхностный слой деталей. Глубина проникновения зависит от температуры и времени выдержки деталей в термической печи.
Группа 4. Вред диффузии.
Вопросы:
-Чем опасен избыток углекислого газа в атмосфере?
-К чему приводит загрязнение водоемов?
Не всегда диффузия - благо для человека. К сожалению, необходимо отметить и вредные проявления этого явления. Дымовые трубы предприятий выбрасывают в атмосферу углекислый газ, оксиды азота и серы. В настоящее время общее количество эмиссии газов в атмосферу превышает 40 миллиардов тонн в год. 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.
(После небольшой подготовки каждая группа отвечает на предложенные вопросы.)
Учитель. Давайте проверим, как вы усвоили сегодняшнюю тему. (Выполнение теста)
1. К какому классу понятий относится диффузия?
А) к физической величине;
Б) к физической единице измерения;
В) к физическому явлению.
2.Что является причиной явления диффузии?
А) движение молекул;
Б) наличие промежутков;
В) размеры молекул.
3.В каком состоянии вещества диффузия протекает наиболее быстро?
А) в газообразном
Б) в твердом
В) в жидком
4.Укажите пример диффузии в жидкостях.
А) запах духов распространяется в комнате.
Б) спирт растворяется в воде.
запах духов распространяется в комнате.
В) запах нафталина распространяется в воздухе.
5.Что является причиной увеличения скорости диффузии с ростом температуры тела?
А) увеличение промежутков между молекулами Б) увеличение беспорядочности движения молекул.
В) увеличение скорости движения молекул.
Учитель. Проверим правильность выполнения. (Ответы на доске)
Рефлексия (2мин)
- Сегодня мы убедились, что сами можем многого добиться, пользуясь методами физики: опыты, размышления приводят нас к гипотезе, с помощью которой мы объясняем происходящие вокруг нас явления.
У вас на столах модели молекул разных веществ, одна красного цвета, другая – синего. С каким настроением вы уходите с урока? Я попрошу вас поднять красную, если для вас урок прошел продуктивно, вы все поняли, вам было интересно и молекулу синего цвета, если осталось что - то непонятым. А я посмотрю, будет ли происходить диффузия веществ. Всем спасибо за работу!
Домашнее задание (2мин).
§ 10, экспериментальное задание (описать явления диффузии, наблюдаемые дома).
7 275
6 767 
