Урок физики по теме «Диффузия», 7 класс.
Учитель физики ГБОУ СОШ с. Дмитриевка
Ермолаева Марина Ильинична
Цель урока:
- Сформировать у обучающихся представление о явлении диффузии;
- Показать значение явления диффузии в природе, технике и быту.
Задачи:
Образовательные:
Сформировать:
представление о диффузии, как о явлении смешивания веществ, вследствие движения молекул.
представление о том, что диффузия наблюдается в твердом, жидком и газообразном состояниях вещества;
представление о значении диффузии в природе, в быту.
Развивающие:
учить логически правильно выражать свои мысли средством физико-математического языка;
формировать умения наблюдать;
развивать умения анализировать ход эксперимента, на его основе проводить сравнение, выделять главное, формулировать логические выводы;
развивать ассоциативное мышление;
развивать способности работать в высоком темпе.
Воспитательные:
формировать умения использовать теоретические знания для понимания сущности явлений происходящих в природе, в быту.
повышать уровень экологического и эстетического воспитания учащихся.
Оборудование к уроку: освежитель воздуха, перманганат калия, пинцеты, пластиковые стаканы, пакетики чая, холодная и тёплая вода, сахар-рафинад.
Компьютер, медиапроектор.
План урока:
Организационный момент.
Формулирование цели урока.
Актуализация опорных знаний.
Новый материал:
4.1. Понятие диффузии.
4.2. Причины и закономерности диффузии.
5. Применение диффузии.
6. Закрепление.
7. Домашнее задание.
8. Рефлексия.
Ход урока.
1. Оргмомент
2. Повторение
1. У доски:
Строение вещества.
Молекулы.
2. На местах все:
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.
Вещество состоит из мельчайших частиц, едва различимых невооруженным глазом. (Нет)
Объем газа при нагревании увеличивается, т. к. каждая молекула становится больше по размеру. (Нет)
Пленка масла, растекаясь по поверхности воды, может занять любую площадь. (Нет)
Молекулы воды точно такие же, как и молекулы льда. (Да)
Атомы состоят из молекул. (Нет)
Вариант 2.
Объем тела при нагревании уменьшается. (Нет)
Объем жидкости при охлаждении уменьшается, т. к. промежутки между молекулами становятся меньше. (Да)
Молекулы водяного пара отличаются от молекул воды. (Нет)
При сжатии газа уменьшается размер молекул. (Нет)
Газом из двухлитрового сосуда можно заполнить четырехлитровый сосуд. (Да)
3. Основной материал.
1. Диффузия:
Урок начинаю с распыления освежителя; в случае, если ученик почувствовал запах, он должен встать. Таким образом, постепенно, через пару минут, встанут все учащиеся класса. Они безошибочно определят, что за освежитель был распылен.
В беседе учащиеся подводятся к выводам: жидкость, освежитель, превращается в пар; молекулы газа находятся в движении; скорость молекул газа значительна; между молекулами газов, из которых состоит воздух, имеются промежутки; вещества способны перемешиваться по причине движения молекул.
Мы наблюдали процесс диффузии в газах. А возможна ли диффузия в жидкостях?
Класс делится на 2 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. Бросьте несколько кристалликов перманганата калия в воду. Не забываем про технику безопасности: избегайте контакта кожи и слизистых оболочек с кристаллами перманганата калия.
- Что вы наблюдаете?
- Быстро ли растворяются кристаллики марганцовки? Почему?
- Благодаря чему происходит растворение кристалликов марганцовки в воде?
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?
Какой вывод можно сделать по результатам рассмотрения диффузии в газах, жидкостях и твердых телах?
Молекулы веществ находящихся в любом агрегатном состоянии, непрерывно двигаются, т.е. диффузия происходит и в газах, и в жидкостях, и в твёрдых телах.
- А что можно сказать о скорости протекания диффузии в различных агрегатных состояниях вещества?
Молекулы газов свободны, так как расстояние между молекулами много больше размеров молекул, двигаются с большими скоростями. Молекулы жидкостей расположены так же беспорядочно, как и в газах, но значительно плотнее друг к другу и поэтому взаимодействуют друг с другом сильнее, чем в газах. Каждая молекула, находясь в окружении соседних молекул, как бы топчется на одном месте и медленно перемещается внутри жидкости. Молекулы твердых веществ расположены в строгом порядке, образовывая пространственную решетку, чем обеспечивается сохранение формы и объема твердого тела. Частицы твердого тела совершают колебания около положения равновесия, которое остается неизменным очень продолжительное время. Наиболее быстро диффузия происходит в газах, медленнее в жидкостях и медленнее всего в твёрдых телах.
Таким образом, мы познакомились с одной из закономерностей диффузии:
Диффузия протекает в веществах, находящихся в различных агрегатных состояниях, но с разной скоростью. Наиболее быстро диффузия происходит в газах, медленнее в жидкостях и медленнее всего в твёрдых телах.
Запишите данное утверждение в тетрадь.
2. Процесс диффузии проходит быстрее с увеличение температуры тел.
Запишите это утверждение в тетрадь.
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.
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…
Домашнее задание: параграф 9, задание №2.
Рефлексия.
Ребята, я попрошу вас продолжить предложения, начатые мною:
- мне понравилось
- мне не понравилось
- мне хотелось бы …
