分子热运动教案
(一)教学目的
知道分子动理论的初步知识。
(二)教具
广口瓶,量筒,分子引力演示器,二氧化氮气体,硫酸铜溶液,烧杯,细长玻璃管等。
(三)教学过程
1.全章导言
自然界存在着各种热现象:物体温度的变化,物质状态的变化,物体热胀冷缩的现象等。这些热现象的解释,都涉及到热现象的本质是什么?这也是人类长期探索的问题,直到17世纪和18世纪期间,人们才开始认识到热现象是由物质内部大量微粒的运动引起的,这种认识逐渐发展成为一种科学理论枣分子动理论。到19世纪建立了能量的概念,人们又逐渐认识到与热现象相联系的能量枣内能。用分子动理论和内能的观点,可以解释很多热现象,这一章我们就学习分子动理论和内能的初步知识。
2.引入新课
我们生活在物质世界中,我们的周围充满着物质:水、空气、石头、金属、动物、植物等都是物质。而对于物质是怎样构成的,这一古老课题,很早就有过种种猜测,有的主张万物之源是“气”,有的主张万物之源是“火”。公元前5世纪墨子提出的物质的最小单位是“端”,公元前4世纪古希腊的德漠克利特认为宇宙万物,是由大小和质量不同的,不可入的,运动不息的原子组成。此后经过近2000年的探索,直到17世纪末,才科学地认识到物质是由分子组成的。
3.进行新课
(1)分子和分子运动
①物质是由分子组成的,分子是极小的微粒。如果把分子看做球形,它的直径约10-10米,这是一个极小的长度,不仅肉眼看不到,即使用现代的显微镜也看不清分子。由于分子极小,所以物体含分子数目大得惊人。通常情况下,1厘米3空气里大约有2.7×1019个分子,如果人数数的速度能达到每秒数100亿个,要数完这个数,也得用80多年。
②构成物质的分子永不停息地运动着。由于分子太小,目前尚无法直接观察分子的行为,但我们可以从宏观的实验现象,来判断分子的行为。
演示实验:扩散现象
出示事先装有二氧化氮(或溴气)气体的广口瓶。说明瓶内红棕色的气体是二氧化氮。再出示一只空的广口瓶,其实瓶内装满了空气。将装有二氧化氮的瓶子向空瓶倾倒,这时看到红棕色气体流入空瓶,开始先沉到瓶底。此现象说明二氧化氮的密度大于空气的密度。
另取一只“空”瓶,按课本图2梍1所示,将其倒扣在装有二氧化氮气体的瓶子上。这时要强调:装有密度较大的二氧化氮气体的瓶子在下,装有空气的瓶子在上,抽掉玻璃隔板,二氧化氮气体不会流进空气瓶内。现在我抽掉隔板,没有出现二氧化氮气体流动的现象,我们停一会儿再来观察瓶内出现的现象。
在等候期间,组织学生自己做墨水扩散实验:同学们课桌上的烧杯里盛有清水,大家不要振动桌子,保持清水平静。请大家向清水里慢慢的滴入一滴墨水,观察墨水的变化情况。滴入的墨水将下沉,在清水中留下了清晰的墨迹,过一段时间墨迹的轮廓变模糊,墨迹变淡,周围的水色变墨。
组织学生观察前面已做的气体扩散实验。此时空气瓶出现了红棕色,下面红棕色的二氧化氮瓶中颜色变淡。实验现象表明,二氧化氮气体进入了空气,空气进入了二氧化氮气体中。像这样,不同的物体在互相接触时,彼此进入对方的现象,叫做扩散。
扩散现象也可以发生在液体之间。请大家再观察一下刚才大家滴入清水的墨水,已经没有明显的墨迹了,整杯水都变黑些了,说明墨水和水也发生了扩散。为了说明液体的扩散现象,我们再来做个实验。(按照课本图2-3液体的扩散实验演示)现在我们看到无色的清水和蓝色的硫酸铜溶液之间有明显的界面,要观察到扩散现象需要较长的时间。为了节省课堂时间,几天前我就做了同样的实验,请大家看几天前的实验。(出示提前二天、四天、六天做的实验样本)这些实验告诉我们,静放的时间越长,界面变得越模糊不清,彼此进入对方越深。
固体之间也会发生扩散现象。将铅片和金片紧压在一起,放置5年后再将它们分开,可以看到它们相渗入约1毫米。其实在日常生活中,我们也观察到过固体的扩散。煤矸石有的原来就是石炭岩,由于长期地跟煤挤压在一起,它的内部也变黑了。
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