Интегрированный урок по физике для 8 класса «Внутреннее строение и агрегатное состояние вещества»

Интегрированный урок по физике для 8 класса
«Внутреннее строение и агрегатное состояние вещества»


«Химия и физика так соединены между собой,
что одна без другой быть не может»
М.В. Ломоносов.
Тип урока: изучение нового материала
Вид урока: интегрированный урок (физика +химия)
Цели урока:
Образовательная - сформировать у учащихся представление о внутреннем состоянии вещества, формирование умения осуществлять взаимосвязь между строением и свойствами, совершенствование у учащихся навыков экспериментальной работы.
Воспитательная воспитать уважение учащихся к открытиям в области физики и химии, воспитать положительное отношение к одноклассникам независимо от успешного изучения предмета и умение вести уважительную дискуссию;
Развивающая сформировать потребность использования знаний, полученных на одном уроке при изучении другого предмета, заложить основы единого естественнонаучного мировоззрения и критического отношения к наблюдаемым фактам и явлениям, умение работать в группе.
Оборудование и материалы: интерактивная доска, модели кристаллических решеток алмаза, воды, поваренной соли, калориметры, термометры, электроплитка, весы с набором разновесом, вода, стаканы на 100 мл, стеклянные палочки, ложечки для насыпания веществ, образцы аморфных и кристаллических веществ, кристаллическая сахароза, песок, поваренная соль, приборы и устройства для испытания электропроводности.
Планируемые результаты
Знать: внутреннее строение вещества, типы кристаллической решетки, процессы изменения агрегатного состояния вещества и условия их протекания
Уметь: самостоятельно работать с текстом учебника, таблицами и самостоятельно выполнять экспериментальные задания, работа с приборами и веществами.
Учитель химии.
1.Организационный момент.
2.Водная беседа.
Химия и физика – разные науки. Однако провести точную границу между ними невозможно. Трудно представить химическую реакцию без сопутствующих ей физических явлений. Физические процессы также часто сопровождаются химическими превращениями. Так например, самое постое измельчение угля, сопровождается разрывом химических связей, с реакциями с кислородом. Другим примером может быть: при конденсации водяного пара между молекулами возникают новые химические связи ( водородные); пи растворении многие вещества взаимодействуют с растворителями, что сопровождается тепловыми эффектами (растворение серной кислоты в воде идет с выделением большого количества теплоты). На уроке мы рассмотрим явления, которые обычно относятся к физическим явлениям, но при ближайшем рассмотрении в них можно заметить детали, характерные для химических явлений. Эти явления изучаются физической химией и химической физикой. Приведу пример, кашалот или кит-бутылконос имеет на лбу спермацетовый орган, который служит для управления его плавучестью. Орган содержит жир, который заметно изменяет свой оббьем под влиянием температуры.
Что происходит с спермацетом и какие это вызывает последствия? (при понижении температуры спермацет становиться плотнее и из жидкости превращается в беловатую кашицу, состоящую из кристаллов. Уменьшении температуры - уменьшении объема спермацетового органа - уменьшении выталкивающей силы Архимеда- снижении плавучести)
Объяснение сопровождается составлением схемы в картинках.
Вывод, спермацет может находиться в жидком и твердом состояниях.
Приведите пример, когда вещество может находиться в различных состояниях вещества?
Различные состояния вещества называются агрегатными.
В тетрадь: агрегатные состояние- это физическое свойства.
Вопрос: от чего зависят свойства вещества? (от строения)
Тема нашего урока «Внутреннее строение и агрегатное состояние вещества».
3. Изучение нового материала.
Учитель физики:
Вопрос чем отличаются твердые вещества от жидкостей и газов?
Опираясь, на ранее изученный материал по строению вещества учитель, подводит учащихся к объяснению различий внутреннего строения твердых веществ, жидкостей и газов.
Нам известно, что на молекулы в веществе действуют силы притяжения и отталкивания.
Если
1.силы притяжения во много раз превышают силы отталкивания (Fпр.>>Fотт.), то энергия взаимодействия (потенциальная) во много раз больше энергии движения (кинетическая)
Eп. >>Eк- твердое состояние
2.Fпр.=Fотт. , то Eп. =Eк.- жидкое состояние
3. Fпр.<Давайте обобщим известные нам сведения различных агрегатных состояниях вещества, а так же рассмотрим ,как зависит объем и форма тела т агрегатного состояния вещества.
Агрегатное состояние вещества
Объем
Форма
сжимаемость

Газообразное
Совпадает с объемом сосуда(сильно зависит от температуры и давления)
Принимает форму сосуда, полностью заполняет его
высокая

Жидкое
Фиксированный
Принимает форму сосуда, частично заполняя его
малая

Твердое
Фиксированный
Фиксированный
Практически отсутствует


Существует четвертое состояние – плазма. При повышении температуры газа проявляются признаки совершенно новых явлений. Нейтральные атомы теряют принадлежащие им электроны и превращаются в положительно заряженные ионы. Образуется газообразная смесь свободно движущихся положительных ионов, электронов и нейтральных атомов. Плазма есть четвертое агрегатное состояние вещества, соответствующая очень высоким температурам. Более подробно будем говорить на уроках физики в 10 классе.
Учитель химии.
Вопрос: почему тела, состоящие из твердых тел, имеют постоянную форму?
(потому, что частицы в них расположены, упорядочено и не могут свободно перемещаться в пространстве.)
Частицы в твердых телах расположены упорядоченно, на определенных расстояниях. Такое расположение частиц в твердом теле напоминает строение решетки с чередующимися узлами, отсюда и название кристаллическая решетка.
В тетрадь: кристаллическая решетка-это трехмерное упорядоченное расположение частиц в пространстве. Точки, в которых находятся частицы, называются узлами кристаллической решетки.
Какие частицы могут располагаться в узлах кристаллической решетки (молекулы, атомы, ионы).
В зависимости от типа частиц, располагающихся в узлах они делятся на молекулярные, атомные и ионные.
-Какими свойствами будут обладать соединения, имеющие тот или иной тип кристаллической решетки? По мере ответа на этот вопросы, записанные на интерактивной доске. Первая колонка заполняется вместе с учителем, две другие самостоятельно, после чего осуществляется проверка результатов. Перед вопросом 7 нужно пояснить, что при растворении или расплавлении происходит распад вещества на частицы, из которых оно состоит. Пока ученики выполняют самостоятельную работу, учитель раздает карточки с заданиями для лабораторной работы.
Вопросы

Кристаллические решетки


Молекулярная
Атомная
Ионная

1.Какиечастицы находятся в узлах?
2. какой тип связи реализуется между частицами?
3. Оцените на качественном уровне энергию взаимодействия между частицами.
4. Оцените прочность соединения
5. Легко ли расплавить вещество
6. растворимость в воде
7. Будет ли расплав или раствор проводить электрический ток
8. Примеры






Таким образом, зная тип кристаллической решетки вещества, можно предсказать физические свойства и наоборот.
Практическая работа. Экспериментальное определение типа кристаллической решетки и изучить зависимость свойств вещества от типа кристаллической решетки.
Задание.
Исследуйте растворимость в воде из трех предложенных веществ, находящихся в неподписанных стаканчиках.
Исследуйте электропроводность полученных растворов.
Т.к. мы будем работать с электрическим аппаратом, то необходимо соблюдать правила техники безопасности. Какие правила вы знаете? (не трогать оголенные провода, электроды руками, особенно мокрыми; при загорании прибора отключить общий рубильник, не оставлять включенным в сеть; тушить песком)

Проделаем опыт по изучению электропроводности растворов некоторых веществ.

Прибор состоит из стакана, в который наливают раствор исследуемого вещества. На стакан ставят пластинку из эбонита с вмонтированными в нее двумя угольными или металлическими электродами, к клеммам которых присоединены провода. Один из них соединен с лампочкой. Выходной контакт от лампочки и провод от другой клеммы идут к источнику тока.
Электроды опускаем в стакан с твердой кристаллической солью CuSO4 (лампочка не загорается) и т.д.
Во время проведения опыта ребята заполняют таблицу:
Сделайте вывод о том, какой тип кристаллической решетки имеет каждое из предложенных веществ.
Учитель физики перед проведением работы рассматривает с учащимися электрическую схему, необходимую для работы.
Существуют вещества, обладающие текучестью жидкости и одновременно упорядоченными расположением частиц, как кристаллических веществах. Такие вещества называются жидкие кристаллы.
Сообщение учащихся о жидких кристаллах.
-Все ли кристаллические вещества имеют кристаллическую решетку? (нет)
Демонстрационный опыт:
Визуально определите, какое из двух веществ на столе являются кристаллическими, а какое – нет.( канифоль и поваренная соль)
Канифоль не имеет кристаллическую структуру, а поваренная соль – да.
В тетрадь: твердые вещества, не имеющие кристаллическую структуру, называются аморфными.

Твердые вещества

Кристаллические (дальний порядок) Аморфные (ближний порядок)

Вопрос: что такое дальний порядок? (дальний порядок- это сохранение упорядоченного расположения частиц на расстояниях, много больших размера частиц. Ближний порядок- это соблюдение порядка на расстояниях соизмеримых с размерами самих частиц.
Вопрос: соблюдается ли какой порядок, в жидкостях и газах? (жидкости- ближний порядок, газах- беспорядок). Термин газ ввел датский ученный Гельмонт. В переводе с греческого –«хаос», означающему бесформенную массу первичных элементов, из которых по представлению древних ученых был создан мир).
Учитель физики.
Ребята, давайте проанализируем, при каких условиях вещество из твердого состояния может переходить в газообразное.(если сообщить энергию , то это приведет к увеличению кинетической энергии частиц, т.е к увеличению размаха колебаний молекул и уменьшению потенциальной энергии взаимодействия частиц(уменьшению сил притяжения между ними). При определенном значении энергии, а оно определяется температурой тела(температура плавления),силы притяжения становиться равны силам отталкивания и вещество переходит в жидкое состояние
Вопрос ,что происходит при продолжительном нагревании из жидкого состояния в газообразное. (сайт классная физика.)
Вывод:
Твердое вещество - жидкое- плавление
Жидкое вещество - в твердое –кристаллизация(отвердевание)
Жидкость-газ- парообразование
Газ-жидкость-конденсация. Переход может, осуществляется при определенных условиях (температура, давление).
Фронтальная беседа:
-Как называется процесс перехода вещества из твердого состояния в жидкое
- Как называется процесс перехода вещества из жидкого состояния в газообразное (парообразование)
-При каких условиях происходят эти процессы? (при определенной температуре и давлении)
-Как называют эти процессы? (кристаллизация и конденсация)
-Возможны ли обратные переходы? (Да)
-При каких условиях? (при определенной температуре, давлении)
- При какой температуре лед плавится, кристаллизируется
-При какой температуре вода кипит, конденсируется
В тетрадь: температура плавления равна температуре кристаллизации, температура кипения равна температуре конденсации. Сообщение о результатах исследовательского задания, данного им заранее.
Исследовательское задание.
Поместить в два сосуда лед и воду одинаковой массы.
Поставить сосуды на электроплитку.
Довести содержимое обоих сосудов до кипения и продолжить нагревание в течение 5 минут, измеряя температуру содержимого судов через каждую минуту.
Довести содержимое сосудов до кипения и продолжить нагревание в течение 5 минут, измеряя температуру содержимого сосудов через каждую минуту.
Зафиксировать время проведения опыта.
Построить график зависимости температуры кипения от времени.
сделать вывод.
Проблемный вопрос: почему во время плавления и кипения температура не менялась? (т.к энергии идет на разрушения кристаллической решетки и на межмолекулярного взаимодействия.


4.Закрепление изученного материала.
Проходит в виде программного опроса. Карточки с текстами вопросов.
1. Одно и то же вещество может находиться в различных агрегатных состояниях. Изменяется ли при переходе из одного агрегатного состояния вещества в другое:
а) масса
б) внутренняя энергия
в) температура
г) средняя кинетическая энергия частиц
д) потенциальная энергия взаимодействия частиц
2. кислород имеет кристаллическую решетку:
а) атомную
б) молекулярную
в) ионную?
3. Как изменяется температура плавления в ряду следующих веществ:
фтор- хлор – бром - йод
а) уменьшается, т.к увеличивается молекулярная масса вещества;
б) уменьшается, т.к уменьшается молекулярная масса вещества;
в) увеличивается, т.к увеличивается молекулярная масса вещества;
г) увеличивается, т.к уменьшается молекулярная масса вещества.
4. Составьте один правильный текст:
1) При подводе некоторого количества теплоты к кристаллическому телу
а) его температура непрерывно повышается.
б) его температура не всегда повышается.
2) Например, когда лед находиться в теплой комнате
а) он поглощает некоторое количество теплоты, нагревается и тает
б) он тает, не поглощая теплоты
в) он поглощает некоторое количество теплоты и тает, но при этом его температура остается постоянной.
3) при плавлении кристаллических тел подводимое количество теплоты идет
а) на нагревание этих тел и на преодоление взаимодействия между частицами
б) на нагревание этих тел и на преодоления взаимодействия между частицами
в) на преодоление взаимодействия между частицами, т.е на у на увеличения потенциальной энергии
4) При плавлении эти тела
а) нагреваются и их внутренняя энергия возрастает
б) не нагревается, но их внутренняя энергия возрастает.
5.Итоги уроки.
Рассмотрев взаимосвязь внутреннего строения вещества и его агрегатного состояния, мы пришли к следующим выводам:
большинство веществ может находиться в трех агрегатных состояниях: твердое, жидкое, газообразное.
Агрегатное состояние вещества зависит от силы от силы взаимодействия между частицами, образующими это вещество. Твердые вещества могут быть кристаллическими и аморфными.
Физические свойства кристаллических веществ определяются типом их кристаллической решетки.
При переходе веществ из одного состояния в другое температура остается постоянной.

6.Домашнее задание: физика 8 класс А.В. Перышкин п.12-14 упр.7, химия 8 класс Н.Е Кузнецова. п.45 упр.3

Литература
А.В. Перышкина «Физика 8» - М.: «Дрофа», 2010 г.
Н.Е.Кузнецова , «Химия 8 класс»- М: Вентана-Граф,2012г
Материалы Internet http://class-fizika.narod.ru/8__class.htm, тема «Изменение агрегатных состояний вещества»


























Приложение№1
Блок-схема

Этапы урока
Деятельность учителя
Деятельность учащихся

1. Оргмомент
Основание необходимости рассмотрения физических и химических процессов во взаимосвязи. Беседа об агрегатных состояниях вещества Озвучивание темы урока и цели
Участие в беседе.
Запись темы урока

2. Изучение нового материала:
- строение вещества с точки зрения молекулярно-кинетической теории (МКТ)
-типы кристаллических решеток, самостоятельная работа
-лабораторная работа» Экспериментальное определение типа кристаллической решетки
- сообщение учащихся о жидких кристаллах
-переход от одного агрегатного состояния в другое
- обсуждение результатов выполнения опережающего задания
Беседа с использованием уже ранее изученного материала по теме МКТ.



Постановка задания, организационный и технический инструктаж.




Вводное слово о перспективах использования жидких кристаллов.



Беседа о взаимных переходах

Участие в беседе. Составление таблицы по характеристикам агрегатных состояний вещества.
Заполнение таблицы по типам кристаллической решеток
Выполнение работы, обсуждение результатов, формулировка выводов


Составление конспекта




Участие в беседе
Составление учащихся по итогам исследовательской работы

4. Закрепление изученного материала
Проведение программированного опроса по изученному материалу
Ответы на вопросы

5.Итоги урока-рефлексия
Что нового узнали на уроке?

Как чувствовали себя на уроке?

Способствует ли форма проведенного урока лучшему усвоению изучаемого материала? Оценка знаний
Формулировка вывода урока

6. Домашнее задание2мин
Формулировка домашнего задания
Формулировка вывода урока.
Запись домашнего задания


15