М занятии: Твердое. Жидкое. Газообразное. Плазменное. Изучение предлагаем начать с плазмы нового вопроса для обучающихся, а затем рассматриваем газ, жидкость

Приложение 8. Подбор материалов об агрегатных состояниях вещества для учителя Мы предлагаем рассмотреть все четыре агрегатных состояния вещества на одном учебном занятии: Твердое. Жидкое. Газообразное. Плазменное. Изучение предлагаем начать с плазмы – нового вопроса для обучающихся, а затем рассматриваем газ, жидкость и твердое тело. Фазовый переход - переход системы из одного агрегатного состояния в другое [2, с.198; 8, с.218]. При фазовом переходе скачкообразно изменяется какая-либо физическая ве­личина (плотность, внутренняя энергия) или симметрия системы. Реализация агрегатного состояния вещества зависит от соотношения кине­тической и потенциальной энергии молекул, входящих в его состав. В то время как горячая плазма ста­ла предметом интенсивного изуче­ния лишь во второй половине XX в., низкотемпературная плазма (в виде обычного огня) находится в центре внимания философов уже 2,5 тыс. лет. С тех пор на протяжении нескольких столетий она рассматривалась уче­ными в качестве одного из четырёх элементов нашего мира. «Пламя, — писал Р. Бойль, — самое горячее тело, какое мы знаем, состоит из частиц, колеблющихся столь бурно, что они постоянно и быстро летают повсюду стаями и рассеивают или разрушают все горючие тела, какие они встреча­ют на своём пути» [4, с.238]. При некоторых видах излучения (электромагнитного - рентгеновского, гамма-излучения радиоактивных веществ), а также при очень высоких температурах происходит ионизация газа: часть молекул или атомов теряют свои электроны, и становятся положительно заряженными ионами. Газ может полностью ионизироваться. Ионизация – процесс образования ионов из атомов. «Плазмой в физике называется частично или полностью ионизованный газ, в котором плотности положительных и отрицательных зарядов практически совпадают» [11, с.315]. Плазма представляет собой смесь ионов и свободных электронов: наряду с электронейтральными атомами (молекулами) появляются заряженные частицы (электроны, ионы). В целом плазма электрически нейтральная совокупность нейтральных и заряженных частиц: Трехкомпонентная плазма – нейтральные атомы, ионы и электроны; Реальная плазма – многокомпонентна (состоит из атомов и молекул в основном и возбужденном состоянии, положительных и отрицательных ионов, электронов и фотонов). В отличие от обычного (не ионизо­ванного) газа между её частицами су­ществует значительное взаимодей­ствие, обусловленное наличием у них электрических зарядов. Благода­ря этому взаимодействию характер движения частиц в плазме резко от­личается оттого, что свойствен ней­тральным молекулам газа. Если ее поместить в электрическое поле, то возникнет движение заряженных частиц, то есть появится ток. В повседневной жизни наши встречи с плазмой весьма ограниченны: это вспышка молнии, мягкое свечение северного сияния, проводящий газ внутри флуоресцентной трубки или неоновой рекламы и слабоионизованная плазма ракетных факелов [12, с.51]. Излучение плазмы используется при создании искусственных источников света: люминесцентные, ртутные, натриевые лампы, лазеры. Плазмой является газ в лампах дневного света, неоновых трубках для рекламы, плазменных панелях. Гигантскими скоплениями плазмы являются звезды, в том числе и Солнце. Плазма – наиболее распространенное состояние вещества в природе. По данным В.А. Касьянова «99,9 % вещества во вселенной находится в плазменном состоянии» [8, с. 225]. «Мы живем в той части Вселенной, … где плазма естественным путем не возникает» [12, с.51]. Солнечный ветер – это поток плазмы, испускаемый Солнцем. Демонстрация плаката. Он оказывает существенное влияние на магнитное поле Земли. Например, заряженные частицы солнечного ветра останавливаются магнитным полем Земли, начиная циркулировать в радиационных поясах атмосферы. Эта циркуляция вызывает свечение атмосферы – полярное сияние. Плазма в космическом пространстве [11, с.316]. В состоянии плазмы на­ходится подавляющая (около 99%) часть вещества Вселенной. Вслед­ствие высокой температуры Солнце и другие звезды состоят в ос­новном из полностью ионизованной плазмы. Из плазмы состоит и межзвездная среда, заполняющая простран­ство между звездами и галактиками. Плотность межзвездной среды очень мала - в среднем менее одного атома на 1 см3 . Ионизация атомов межзвездной среды вызывается излучением звезд и косми­ческими лучами - потоками быстрых частиц, пронизывающими про­странство Вселенной по всем направлениям. В отличие от горячей плазмы звезд температура межзвездной плазмы очень мала. Плазмой окружена наша планета. Верхний слой атмосферы на высоте 100-300 км представляет собой ионизованный газ - ионо­сферу. Ионизация воздуха верхних слоев атмосферы вызывается пре­имущественно излучением Солнца и потоком заряженных частиц, испускаемых Солнцем. Выше ионосферы простираются радиационные пояса Земли, открытые с помощью спутников. Радиационные пояса также состоят из плазмы. Свойства плазмы [11, с.316]. Плазма обладает рядом специфических свойств, что позволяет рассматривать ее как особое четвертое со стояние вещества. Из-за большой подвижности заряженные частицы плазмы легко перемещаются под действием электрических и магнитных полей. По­этому любое нарушение электрической нейтральности отдельных об­ластей плазмы, вызванное скоплением частиц одного знака заряда быстро ликвидируется. Возникающие электрические поля переме­щают заряженные частицы до тех пор, пока электрическая нейт­ральность не восстановится и электрическое поле не станет равным нулю. В отличие от нейтрального газа, между молекулами которого су­ществуют короткодействующие силы, между заряженными частицами плазмы действуют кулоновские силы, сравнительно медленно убы­вающие с расстоянием. Каждая частица взаимодействует сразу с боль­шим количеством окружающих частиц. Благодаря этому наряду с беспорядочным (тепловым) движением частицы плазмы могут уча­ствовать в разнообразных упорядоченных {коллективных) движениях. В плазме легко возбуждаются разного рода колебания и волны. Проводимость плазмы увеличивается по мере роста степени иони­зации. При высокой температуре полностью ионизованная плазма по своей проводимости приближается к сверхпроводникам. Расширяется техническое применение плазмы. Рассматривается газ. Вещество находится в газообразном состоянии, если средняя кинетическая энергия молекул превышает их среднюю потенциальную энергию: . В газах расстояние между атомами (молекулами) во много раз превышает размеры самих молекул: диаметр молекул много меньше среднего расстояния между ними (D< Далее рассматривается жидкость. Молекулы жидкости расположены почти вплотную друг к другу (плотность жидкости и твердого тела примерно одинакова). Сжимаемость невелика. Упорядоченное расположение частиц (ближний порядок) наблюдается в пределах 2-3-х слоев: при фазовом переходе твердое тело – жидкость, происходит нарушение симметрии системы. Частица, зажатая, между соседними молекулами, сталкивается с ними лишь время от времени, она совершает «перескок» и тут же попадает к новым соседям. Время, которое молекула проводит не колеблясь, называют временем оседлой жизни. С повышением температуры время оседлой жизни уменьшается. Молекулы жидкости на­ходятся близко друг от друга, поэтому, если попытаться сменить объем, даже на малую величину, молекулы деформируются. Поэтому жидкости мало сжимаемы. Жидкости текучи. Под действием внешней силы перескоки происходят преимущественно в направлении её действия. Жидкости не только текут, но принимают форму сосуда. . Из-за непрерывного движения энергия молекулы становится то больше, то меньше, поэтому молекулы могут перескакивать. Твердые тела. В земных условиях многие тела находятся в твердом состоянии. Вещество находится в твердом состоянии, если средняя потенциальная энергия притяжения молекул много больше их средней кинетической энергии: . Частицы в твердом теле располагаются упорядоченно. Привести в качестве примера строчки из сказки о жизни молекул, где расположение частиц в твердом теле сравнивается с положением в армии (смотри приложение 5 - [6, с.187]). Атомы и молекулы твердых тел не могут разорвать связи с ближайшими со­седями и колеблются около положения равновесия. Вот почему они сохраняют форму и объем тела. Если соединить центры положения равновесия атомов (мо­лекул) твердого тела; получим правильную пространственную решетку, которая называется кристаллической. Показ модели кристаллической решетки поваренной соли – NaCl. Организация фронтального опыта или демонстрационного эксперимента (описание в приложении 5).

Похожие:

	Билет №10 Испарение и конденсация жидкостей и их объяснение на основе представлений о дискретном строении вещества. Удельная теплота парообразования Вещества существуют в трех агрегатных состояниях: твердом (кристаллическом), жидком, газообразном. Рассмотрим два из них: жидкое...		Жара. На столе бутылка с хлебным квасом. Жидкость пенится. Ивдруг газ с оглушитель­ным шумом выбрасывает пробку. Понять, по­чему образовался этот газ, можно, т Жара. На столе бутылка с хлебным квасом. Жидкость пенится. И вдруг газ с оглушитель­ным шумом выбрасывает пробку. Понять, по­чему...
	На подступах к абсолютному нулю Состояние и свойства вещества зависят от его температуры. Возьмем, например, воду. При температуре ниже 0°Ц — это твердое тело, при...		Урока Проверка знаний и умений, учебник, с. 154-155. Изучение нового материала. Желудок человека, особенности его строения и функций Учащиеся узнают, что И. П. Павлов получил Нобелевскую премию за изучение работы органов пищеварения
	VI. элементы атомной и ядерной физики и физики твердого тела. Пояснения к рабочей программе изучение этого раздела следует начать с элементов квантовой механики		Xxxiv международная (Звенигородская) конференция по физике плазмы и утс, 12 16 февраля 2007 г. Радиальное электрическое поле и вращение плазмы в токамаке туман-3М
	Xxxviii международная (Звенигородская) конференция по физике плазмы и утс, 14 18 февраля 2011 г. Термодинамика плазмы в переходной области между моделями Саха и Томаса-Ферми		Итоги и анализ лабораторной работы. 2 Изучение нового материала
	Урока: Организационный момент Проверка знаний Изучение нового материала Закрепление		Урока: Организационный момент. Проверка домашнего задания. Актуализация знаний. Изучение нового материала