Основы молекулярно - кинетической теории

СТРОЕНИЯ ВЕЩЕСТВА

Физико-математический профиль - 10 час.

Технический профиль - 8 час.

Естественнонаучный профиль - 6 час.

Гуманитарный профиль - 4 час.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

МОЛЕКУЛЯРНО - КИНЕТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ

ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ:

1. Три положения МКТ.

2. Модель строения газов, жидкостей, твердых тел.

3. Диффузия.

4. Броуновское движение.

5. Характер взаимодействия молекул.

МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ:

1. Структура физического знания.

2. Схема изучения научной теории.

3. Гипотеза.

4. Модель. Виды моделей.

5. Роль и место физического эксперимента в системе научного знания.

6. Роль научной теории в системе научного знания.

ДЕМОНСТРАЦИИ:

1/1 Слипание свинцовых цилиндров.

2/2 Упругость газов.

3/3 Несжимаемость жидкостей и твердых тел.

4/4 Модель броуновского движения.

5/5 Броуновское движение.

6/6 Самопроизвольное распространение запахов.

7/7 Диффузия медного купороса.

8/8 Химические реакции.

9/9 Диффузия водорода через пористую перегородку.

10/10 Смешивание воды и спирта.

11/11 Модель смешивания разнородных жидкостей(на примере гороха и пшена).

 

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МОЛЕКУЛ

ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ:

1. Электрический характер взаимодействия молекул.

2. График зависимости межмолекулярных сил от расстояния между молекулами.

3. График зависимости потенциальной энергии взаимодействия молекул от расстояния между молекулами.

4. Принцип минимума энергии.

5. Эффекты, предсказываемые на основе графика зависимости потенциальной энергии взаимодействия молекул от расстояния между молекулами (тепловое расширение, испарение).

МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ:

1. Математические модели в физике.

ДЕМОНСТРАЦИИ:

1/12 Изгиб биметаллической пластины.

2/13 Различная скорость испарения жидкостей с поверхности предметного стекла.

 

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ МОЛЕКУЛЯРНОЙ ФИЗИКИ

И СВЯЗЬ МЕЖДУ НИМИ

ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ:

1. Метод определения размеров молекул (по растеканию масла).

2. Линейные размеры молекул.

3. Число молекул в капле воды.

4. Относительная молекулярная масса.

5. Количество вещества.

6. Моль.

7. Число Авогадро Na.

8. Молярная масса.

9. Соотношение между молярной массой и относительной молярной массой вещества.

ДЕМОНСТРАЦИИ:

1/14 Растекание капли масла по поверхности воды.

ИЗМЕРЕНИЕ СКОРОСТЕЙ ГАЗОВЫХ МОЛЕКУЛ

ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ:

1. Распределение молекул по скоростям (график).

2. Опыт Штерна.

3. Значение скоростей газовых молекул.

МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ:

1. Структура знания о физическом эксперименте.

2. Подход к решению задач на определение скоростей газовых молекул.

ДЕМОНСТРАЦИИ:

1/15 Модель установки Штерна (определение скорости пули с помощью вращающихся дисков).

2/16 Модель установки Штерна (сбивание фишек на вращающемся диске).

3/17 Диафильм "Опыт Штерна".

4/18 Диафильм "Молекулы и молекулярное движение".

 

 

ИДЕАЛЬНЫЙ ГАЗ

Физико-математический профиль - 20 час.

Технический профиль - 14 час.

Естественнонаучный профиль - 10 час.

Гуманитарный профиль - 8 час.

 

ДАВЛЕНИЕ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА

ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ:

1. Идеальный газ.

2. Средняя квадратичная скорость молекул.

3. Причины давления газа.

4. Зависимость давления газа от концентрации молекул и их средней кинетической энергии.

5. Микро и макро параметры системы молекул.

6. Молекулярно - кинетический подход к описанию процессов в газах.

МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ:

1. Идеальный объект.

2. Математические модели в физике.

3. Подходы к решению задач.

ДЕМОНСТРАЦИИ:

1/19 Модель давления газа.

 

ТЕМПЕРАТУРА

ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ:

1. Температура - мера среднекинетической энергии молекул.

2. Энергетическое содержание градуса.

3. Постоянная Больцмана.

4. Температурные шкалы Цельсия и Кельвина.

5. Связь температуры по шкале Цельсия и Кельвина.

6. Абсолютный нуль.

7. Связь среднекинетической энергии и температуры идеального газа.

8. Термодинамическое равновесие.

9. Измерение температуры.

 

МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ:

1. Метод введения понятия температуры.

2. Метод построения температурной шкалы.

3. Методы измерения температуры.

ДЕМОНСТРАЦИИ:

1/20 Постоянство изменения величины PV/N для газов при изменении их температуры на 100 ⁰С.

2/21 Диафильм "Температура и ее измерение".

 

УРАВНЕНИЕ МЕНДЕЛЕЕВА-КЛАПЕЙРОНА

ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ:

1. Уравнение Менделеева - Клапейрона.

2. Универсальная газовая постоянная и ее численное значение.

ДЕМОНСТРАЦИИ:

1/22 Физический фокус: выбрасывание струи воды из трубки с оттянутым концом.

 

ИЗОПРОЦЕССЫ В ГАЗАХ

ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ:

1. Понятие изопроцесса.

2. Изобарный процесс.

3. Изохорный процесс.

4. Изотермический процесс.

5. Закон Бойля-Мариотта.

6. Закон Гей-Люссака.

7. Закон Шарля.

8. Уравнение Клапейрона.

9. График зависимости давления идеального газа от его объема при постоянной температуре газа.

10. График зависимости объема идеального газа от его температуры при постоянном давлении газа.

11. График зависимости давления идеального газа от его температуры при постоянном объеме газа.

 

ДЕМОНСТРАЦИИ:

1/23 Зависимость Р = Р(V), при Т = const.

2/24 Зависимость V = V(T), при Р = const.

3/25 Зависимость Р = Р(T), при V = const.

4/26 Диафильм "Газы и их свойства".

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА:

1. Изучение одного из изопроцессов.

ПАРЫ

Физико-математический профиль - 8 час.

Технический профиль - 6 час.

Естественнонаучный профиль - 4 час.

Гуманитарный профиль - 2 час.

НАСЫЩЕННЫЙ И НЕНАСЫЩЕННЫЙ ПАР

ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ:

1. Понятие испарения.

2. Понятие конденсации.

3. Насыщенный пар.

4. Ненасыщенный пар.

5. Кипение.

6. Зависимость температуры кипения жидкости от давления.

7. Критическая температура.

8. Критическое состояние вещества.

МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ:

1. Метод объяснения свойства паров.

ДЕМОНСТРАЦИИ:

1/27 Сравнение скоростей испарения различных жидкостей.

2/28 Изменение скорости испарения жидкости при изменении ее температуры.

3/29 Изменение скорости испарения при ее обдувании.

4/30 Динамическое равновесие пара и жидкости.

5/31 Кипение.

6/32 Кипение при повышении и понижении давления.

7/33 Критическое состояние вещества.

 

ВЛАЖНОСТЬ ВОЗДУХА

ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ:

1. Абсолютная влажность воздуха.

2. Относительная влажность воздуха.

3. Парциальное давление.

4. Гигрометр волосяной.

5. Гигрометр конденсационный.

6. Психрометр.

 

МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ:

1. Схема изучения прибора.

ДЕМОНСТРАЦИИ:

1/34 Волосяной гигрометр: устройство и измерение влажности воздуха в классной комнате.

2/35 Конденсационный гигрометр: устройство и измерение влажности воздуха в классной комнате.

3/36 Психрометр: устройство и измерение влажности в классной комнате.

ЖИДКОСТИ

Физико-математический профиль - 8 час.

Технический профиль - 6 час.

Естественнонаучный профиль - 4 час.

Гуманитарный профиль - 4 час.

 

СВОЙСТВА ПОВЕРХНОСТИ ЖИДКОСТИ

ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ:

1. Явления, происходящие на поверхности жидкости.

2. Зависимость силы поверхностного натяжения от длины поверхности, соприкасающейся с жидкостью.

3. Физический смысл коэффициента поверхностного натяжения жидкости.

4. Единицы коэффициента поверхностного натяжения жидкости.

5. Поверхностная энергия жидкости.

6. Зависимость поверхностной энергии от площади поверхности жидкости.

МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ:

1. План проведения эксперимента.

2. Методы объяснения явлений, происходящих на поверхности жидкости.

 

ДЕМОНСТРАЦИИ:

1/37 Изменение коэффициента поверхностного натяжения воды с помощью мыльного раствора.

2/38 Растекание капли масла по поверхности воды.

3/39 Растекание капли спирта по поверхности воды.

4/40 Мыльная пленка на каркасах.

5/41 Движение камфоры по поверхности воды.

6/42 Измерение силы поверхностного натяжения с помощью микродинамометра.

 

ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ:

1. Измерение коэффициента поверхностного натяжения воды методами отрыва рамки и капель.

 

ЭФФЕКТЫ, СВЯЗАННЫЕ С СИЛАМИ ПОВЕРХНОСТНОГО

НАТЯЖЕНИЯ ЖИДКОСТИ

ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ:

1. Смачивание.

2. Несмачивание.

3. Капилляры.

4. Капиллярные явления.

МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ:

1. Применение принципа минимальной энергии к объяснению поверхностных эффектов.

ДЕМОНСТРАЦИИ:

1/43 Смачивание парафина.

2/44 Несмачивание парафина.

3/45 Капилляры.

4/46 Процесс образования капли.

5/47 Форма мыльного пузыря.

6/48 Зависимость избыточного давления под искривленной поверхностью от радиуса кривизны.

7/49 Диафильм "Свойства жидкостей".

 

 

ТВЕРДЫЕ ТЕЛА

Физико-математический профиль - 10 час.

Технический профиль - 8 час.

Естественнонаучный профиль - 6 час.

Гуманитарный профиль - 2 час.

 

ТВЕРДЫЕ ТЕЛА И ИХ СВОЙСТВА

ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ:

1. Кристаллы.

2. Аморфные тела.

3. Анизотропия кристаллов.

4. Свойства твердых тел.

5. Внутреннее строение твердых тел.

 

МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ:

1. Способы объяснения свойств твердых тел.

2. Применение принципа минимальной энергии к объяснению свойств твердых тел.

 

ДЕМОНСТРАЦИИ:

1/50 Плавление и кристаллизация гипосульфита.

2/51 Рост кристаллов в поляризованном свете.

3/52 Различная теплопроводность кристаллической пластины в различных направлениях.

4/53 Диафильм "Кристаллы".