Агрегатные состояния вещества

ГЛАВА 2. ИЗМЕНЕНИЕ АГРЕГАТНЫХ СОСТОЯНИЙ ВЕЩЕСТВА

Урок № Тема: Агрегатные состояния вещества

Цель урока: изучить физические особенности в строении и свойствах различных веществ.

Демонстрации:

1. Модели кристаллических решеток.

2. Наблюдение за процессами испарения, плавления и кристаллизации.

3. Набор кристаллических и аморфных тел.

Ход урока

Анализ результатов контрольной работы

Перед началом изучения новой темы необходимо провести краткий ана­лиз результатов контрольной работы, обсудить наиболее типичные ошиб­ки, рассмотреть решения некоторых задач у доски.

Изучение нового материала

Плач изложения нового материала:

1. Три агрегатных состояния вещества.

2. Виды перехода из одного агрегатного состояния в другое.

1. Три агрегатных состояния вещества

Изложение нового материала следует начать с демонстрации про­стейшего опыта.

В прозрачном сосуде с водой плавают кусочки льда, и со­суд плотно закрыт крышкой.

Очевидно, что температура смеси примерно равна 0°С. Т. е. возможна такая ситуация, когда вещество одновременно находится в твердом, жид­ком и газообразном состоянии.

Любое вещество, состоящее из атомов или молекул, может находиться в одном из трех агрегатных состояний: а) твердом; б) жидком или в) газооб­разном.

- Что же отличает одно агрегатное состояние вещества от другого?

- Каковы особенности молекулярного строения газов, жидкостей и твердых тел?

На примере моделей кристаллических решеток видно, что в твердом со­стоянии положение молекул упорядочено. Они не могут свободно переме­щаться по телу.

Молекулы жидкости не имеют такой структуры в расположении, силы взаимодействия у них меньше, чем у молекул твердых тел, и поэтому даже под действием небольших внешних сил они легко перемещаются. Жидко­сти обладают текучестью.

Молекулы газа еще слабее связаны друг с другом, и поэтому переме­щаются по всему объему с большими скоростями. При этом они часто сталкиваются друг с другом. Это можно наблюдать на примере распро­странения запаха духов по комнате.

Делается вывод: во-первых, в разных агрегатных состояниях располо­жение атомов и молекул различно; во-вторых, внутренняя энергия одина­ковых масс твердого тела, жидкости и газа при одинаковых температурах различна.

В ознакомительном плане можно рассказать учащимся об аморфных те­лах, которые обладают свойствами твердых тел (прочность, хрупкость, твердость) и свойствами жидкостей (текучесть, не сохраняют формы с те­чением времени).

1. Виды перехода из одного агрегатного состояния в другое

Процесс перехода вида «твердое вещество жидкость газ» связан с увеличением внутренней энергии. Значит, в таких превращениях вещест­во поглощает тепло, и кинетическая энергия движения молекул возрастает, т. е.: , U 0.

А в переходе вида «газ жидкость твердое вещество» процесс пере­хода идет с выделением тепла. При этом скорость молекул и внутренняя энергия уменьшаются, т. е.: U 0.

Иногда бывает так, что вещество из данного агрегатного состояния сра­зу переходит в иное, минуя жидкую фазу.

Опр. Процесс перехода из твердого состояния в газообразное называется сублимацией или возгонкой. (от латинского слова «сублимо»- возношу).

Например, графит можно нагреть до тысячи, двух тысяч и даже трех тысяч градусов, и тем не менее в жидкость он не превратится: он будет сублимировать, т.е. из твердого состояния (минуя жидкое) переходит в так называемый «сухой лед» (твердый оксид углерода ), который можно увидеть в контейнерах для хранения и транспортировки мороженного.

Субли­мирует кусочек льда в морозный день. Сырое белье замерзает на ветру в мороз, а через сутки становится сухим - ледяная корка исчезает. Также сублимирует угольная кислота в брикетах. Вообще любое тело в твердом состоянии, если оно имеет запах, сублимирует. Все запахи, которыми обладают твердые тела (например, нафталин), также обусловлены возгонкой: вылетая из твердого тела, молекулы образуют над ним газ (или пар), который и вызывает ощущение запаха.

Опр. Процесс перехода из газообразного состояния в твердое состояния в называется десублимация.

Примером десублимации может служить образование на окнах зимой узоров из кристалликов льда. Эти красивые узоры являются результатом десублимации водяного пара, находящегося в воздухе.

Опр. Процесс перехода вещества из твердого состояния в жидкое называется плавлением.

Оно идет с поглощением тепла.

Опр. Процесс превращения жидкости в твердое тело называется кристалли­зацией или отвердевание

При этом вещество часть тепла отдает в окружающую среду.

Опр. Процесс превращения жидкости в пар называется парообразованием.

Это тоже требует количества теплоты извне.

Опр. Процесс превращения пара в жидкость называется конденсацией.

Таким образом, есть шесть процессов, которые определяют варианты перехода вещества из одного агрегатного состояния в другое: плавление, кристаллизация, парообразование, конденсация, сублимация, десублимация.

Переходы вещества из одного агрегатного состояния в другое играют важную роль не только в природе, но и в технике. Так, например, превратив воду в пар, мы можем использовать его затем в паровых турбинах на электростанциях. Расплавляя металлы на заводах, мы получаем возможность изготовить из них различные сплавы: сталь, чугун, латунь и т.д.

Домашнее задание:§12 учебника; вопросы и задания к параграфу, № 1012, 1013.