Строение и свойства вещества · урок 6 из 7

Практикум: основные положения МКТ

Физика · 8 класс · базовый уровень
ФРП «Физика», Москва – 2025 · строка R01 · PHY8-006

Паспорт: R01 «1.1 Строение и свойства вещества» (7 ч), урок 6/7, единицы R01.1 и R01.2. Тип урока — П (практикум): тема урока 1 (PHY8-001) отрабатывается на задачах.
Хронометраж: цели и актуализация 6 мин (сл. 2–4) · тип 1 «размер молекулы» 8 мин (сл. 5–6) · тип 2 «число молекул» 9 мин (сл. 7–8) · тип 3 «опыт → положение МКТ, объяснение» 10 мин (сл. 9–12) · типичные ошибки 2 мин (сл. 13) · самостоятельно 8 мин (сл. 14–15) · рефлексия и ДЗ 2 мин (сл. 16).
Если не успеваете: сл. 8 (оценка через d³) и сл. 12 (Лукреций) можно сократить до устного обсуждения.

R01.1 · R01.2

Цели урока

Сегодня вы научитесь

Оценивать размер молекулы

методом рядов и по масляной плёнке (REQ-1.7, REQ-1.10)

Считать молекулы

в капле, в 1 г, в 1 см³ вещества (REQ-1.7)

Связывать опыт и теорию

какое положение МКТ подтверждает опыт (REQ-1.2)

Объяснять явления

в 2 шага: положение МКТ → вывод (REQ-1.6)

REQ-1.7: «решать расчетные задачи в 2 – 3 действия, используя законы и формулы, связывающие физические величины…». REQ-1.10: «выполнять прямые измерения…» (метод рядов). REQ-1.2: «различать явления по описанию их характерных свойств и на основе опытов…». REQ-1.6: «объяснять физические процессы и свойства тел… строить объяснение из 1–2 логических шагов».
Элемент кодификатора EL-6.1 «Основные положения МКТ строения вещества. Масса и размеры молекул. Опыты, подтверждающие основные положения МКТ».
Виды деятельности строки R01: «Решение задач по оцениванию количества атомов или молекул в единице объема вещества»; «Объяснение броуновского движения, явления диффузии и различий между ними»; «Анализ текста древних атомистов (Лукреций)».

повторение: R01.1

Вспомним

Три основных положения МКТ

R01.2

Масса и размеры молекул

Насколько малы молекулы

Молекула воды:
$d \approx 3 \cdot 1 0^{- 10}$ м, $m_{0} \approx 3 \cdot 1 0^{- 26}$ кг

В ряд на 1 мм: $\frac{1 0 ^{- 3} м}{3 \cdot 1 0 ^{- 10} м} \approx 3$ млн молекул

R01.2

Тип 1 · размер малого тела

Метод рядов: измеряем ряд, а не одну дробинку

d = \frac{L}{N}

$d = \frac{12 см}{20} = 0, 6 см = 6 мм$

Ваша очередь

30 бусин в ряд заняли 4,5 см. Найдите диаметр бусины.

R01.2

Тип 1 · размер молекулы

Капля масла растекается в слой толщиной в одну молекулу

V = S \cdot d \Rightarrow d = \frac{V}{S}

$V = 1 мм^{3} = 1 0^{- 9} м^{3}$ , $S = 0, 5 м^{2}$

$d = \frac{1 0 ^{- 9}}{0 , 5} = 2 \cdot 1 0^{- 9} м$

Ваша очередь

$V = 0, 6 мм^{3}$ , $S = 0, 4 м^{2}$ . Оцените $d$ .

R01.2

Тип 2 · число молекул

Сколько молекул в капле воды?

N = \frac{m}{m _{0}}

m

— масса тела,

m_{0}

— масса одной молекулы

$m = 0, 03 г = 3 \cdot 1 0^{- 5} кг$

$N = \frac{3 \cdot 1 0 ^{- 5} кг}{3 \cdot 1 0 ^{- 26} кг} = 1 0^{21}$

Считать по одной молекуле в секунду — около 30 трлн лет.

Ваша очередь

Сколько молекул в 1 г воды?

R01.2

Тип 2 · молекул в единице объёма

Оценим иначе: сколько «кубиков» в 1 см³ воды

$N_{1} = \frac{a}{d} = \frac{1 0 ^{- 2} м}{3 \cdot 1 0 ^{- 10} м} \approx 3, 3 \cdot 1 0^{7}$ на ребре

$N = N_{1}^{3} \approx (3, 3 \cdot 1 0^{7})^{3} \approx 3, 7 \cdot 1 0^{22}$ в кубе

1 см³ воды = 1 г. По массе:

3, 3 \cdot 1 0^{22}

. Два способа — один порядок!

Модель: каждая молекула занимает кубик со стороной d ≈ 3·10⁻¹⁰ м (молекулы в жидкости плотно упакованы). Розовый кубик в углу — «одна молекула» (не в масштабе).
Расчёт: 10⁻² / (3·10⁻¹⁰) = 3,3·10⁷; 3,3³ ≈ 37, (10⁷)³ = 10²¹ → 37·10²¹ = 3,7·10²² молекул в 1 см³, т. е. ≈ 3,7·10²⁸ в 1 м³.
Совпадение с результатом сл. 7 (3,3·10²²) — довод, что размер и масса молекулы оценены верно. Это и есть «оценка количества молекул в единице объёма» из видов деятельности ФРП.
Для слабого класса: достаточно первой строки и вывода; куб числа посчитать вместе.

R01.1

Тип 3 · опыт → положение МКТ

Какое положение подтверждает опыт?

Опыт или наблюдение	Положение МКТ
50 мл воды + 50 мл спирта = меньше 100 мл смеси	1 · промежутки
Запах духов быстро заполняет комнату	2 · движение
Частицы туши в капле воды под микроскопом хаотично дрожат	2 · движение
Прижатые свинцовые цилиндры с чистыми срезами слипаются	3 · притяжение
Воду почти невозможно сжать, а воздух в шприце — легко	3 · отталкивание 1

3 мин. Сначала класс отвечает по рядам, потом открываем ответы.
Строка 1: молекулы спирта частично размещаются в промежутках между молекулами воды. Строка 3 — броуновское движение (сл. 10).
Строка 5 — двойной ответ: в газе промежутки велики (сжимается легко); в жидкости молекулы почти вплотную, при сжатии сильнее отталкиваются.
Строка 4: прижать надо очень сильно и срезы должны быть свежими — притяжение заметно только на расстояниях порядка размеров молекул.

R01.1

Тип 3 · различаем явления

Броуновское движение и диффузия

Общее: причина — хаотичное движение молекул; при нагревании оба идут быстрее.

2 мин. Главное различие: в броуновском движении мы видим не молекулы, а крупную частицу (пыльца, тушь), которую неравномерно толкают невидимые молекулы. В диффузии перемешиваются сами молекулы веществ.
Вопрос: «Броуновская частица — это молекула?» (Нет, она в тысячи раз крупнее молекулы — её видно в микроскоп.)
Ловушка: «пылинки пляшут в солнечном луче» — это в основном потоки воздуха, а не броуновское движение.
Диффузия идёт в газах, жидкостях и твёрдых телах; быстрее всего — в газах.

R01.1

Тип 4 · качественная задача

Объясняем явление в два шага

явление

шаг 1 · положение МКТ

шаг 2 · вывод

Сахар в горячем чае растворяется быстрее, чем в холодном. Почему?

→

Чем выше температура, тем быстрее движутся молекулы

→

Диффузия в горячей воде идёт быстрее — сахар быстрее «расходится»

Осколки чашки не соединяются, если их прижать. Почему?

→

?

→

?

R01.1 · смысловое чтение

Тип 4 · анализ текста

Лукреций, I век до н. э.: доводы за атомы

Одежда у моря отсыревает, а на солнце сохнет. Как приходит и уходит вода — не видно.

частицы малы и движутся

Каменные ступени за годы стёрлись ногами, хотя за день убыль незаметна.

тела из мельчайших частиц

Запах доносится издалека, хотя пахнущего вещества не видно.

частицы движутся

Насколько это убедительно? Чего не хватает этим доводам?

Вид деятельности ФРП: «Анализ текста древних атомистов (например, фрагмента поэмы Лукреция «О природе вещей»)… Оценка убедительности этих обоснований». На слайде — пересказ доводов; при наличии времени прочитайте фрагмент поэмы по учебнику или хрестоматии.
Задание: какое положение МКТ подтверждает каждое наблюдение? Ответы открываются по щелчку.
Обсуждение: доводы логичны, но это рассуждения без опыта и измерений — их можно объяснить и иначе. Убедительные доказательства — опыты XIX–XX вв.: броуновское движение (Ж. Перрен измерил размеры молекул), диффузия, сегодня — снимки атомов в туннельном микроскопе.

R01.1 · R01.2

Осторожно

Типичные ошибки

Неверно	Верно
При нагревании молекулы расширяются	Растут скорость молекул и промежутки между ними
Броуновское движение — движение молекул	Движение видимых частиц от ударов молекул
В твёрдом теле частицы неподвижны	Колеблются около положений равновесия
$1 мм^{3} = 1 0^{- 3} м^{3}$	$1 мм^{3} = (1 0^{- 3})^{3} м^{3} = 1 0^{- 9} м^{3}$

R01.1 · R01.2

Самостоятельно

Решите

1базаСколько дробинок диаметром 2 мм уложится в ряд длиной 10 см?

2базаКакое явление: а) огурцы просолились в рассоле; б) частицы туши в воде хаотично дрожат?

3базаСколько молекул в 9 г воды?

m_{0} = 3 \cdot 1 0^{- 26}

кг

4повыш.Капля масла объёмом

0, 2 мм^{3}

растеклась в пятно

0, 1 м^{2}

. Оцените размер молекулы.

5повыш.Почему диффузия в газах идёт быстрее, чем в жидкостях? Объясните в 2 шага.

6практикаВ учебнике 200 страниц, толщина блока 1 см. Найдите толщину листа.

Ответы: 1) 10 см = 100 мм; N = 100 / 2 = 50. 2) а) диффузия; б) броуновское движение. 3) N = 9·10⁻³ / 3·10⁻²⁶ = 3·10²³.
4) 0,2 мм³ = 2·10⁻¹⁰ м³; d = 2·10⁻¹⁰ / 0,1 = 2·10⁻⁹ м. 5) Шаг 1: в газе промежутки между молекулами намного больше размеров молекул, молекулы пролетают большие расстояния без столкновений; шаг 2: молекулы одного газа легко проникают в промежутки другого — перемешивание идёт быстрее, чем в плотно «упакованной» жидкости.
6) 200 страниц = 100 листов (лист — две страницы!); 1 см / 100 = 0,1 мм. Задания 1–3 — все, 4–6 — по готовности.

R01.1 · ОГЭ

В формате ОГЭ

ОГЭ, линия 3: распознаём явления

3Установите соответствие между примерами и физическими явлениями. К каждой позиции первого столбца подберите позицию из второго.

Примеры

А) Капля чернил в стакане воды без перемешивания за несколько часов окрашивает всю воду.

Б) Под микроскопом видно, что частицы цветочной пыльцы в капле воды непрерывно и беспорядочно перемещаются.

Явления

1) тепловое расширение

2) броуновское движение

3) диффузия

4) смачивание

Ответ:

А	Б

рефлексия · ДЗ

Итог урока

Проверьте себя и потренируйтесь

Ответьте одной фразой

Как измерить размер малого тела линейкой?
Чем броуновское движение отличается от диффузии?
Какой тип задач был самым трудным?

Домашнее задание

Измерьте методом рядов диаметр крупинки (рис, пшено) или толщину листа тетради
Сколько молекул в стакане воды массой $200$ г?
Тренажёр:
reknow.ru/8/physics/8_physics_agregatnye.htm

Паспорт соответствия · скрытый слайд

PHY8-006 · Практикум: основные положения МКТ строения вещества

Поле	Значение
ФРП	«Физика» (базовый уровень), 7–9 кл., Москва – 2025 · 8 класс
Строка, урок	R01 «1.1 Строение и свойства вещества», 7 ч · урок 6/7 · тип П (практикум)
Единицы → слайды	R01.1 «Основные положения МКТ строения вещества» → 2, 3, 9–15 · R01.2 «Масса и размеры атомов и молекул» → 2, 4–8, 13, 14, 16
Результаты	REQ-1.7 (расчётные задачи в 2–3 действия) → 4–8, 14, 16 · REQ-1.10 (прямые измерения: метод рядов) → 5, 16 · REQ-1.2 (различать явления по описанию и опытам) → 9, 10, 15 · REQ-1.6 (объяснение в 1–2 шага) → 11, 14 · REQ-1.18 (преобразование информации, работа с текстом) → 12 · ПР-1 (фрагмент: прямые измерения, работа с текстом) → 5, 12
Элементы	EL-6.1 (основные положения МКТ, масса и размеры молекул, опыты) → 3–15
ОГЭ	линия 3 (распознавание явлений) → 15 · линии 5, 19 (объяснение) → 11
Вне урока	опыты и модели состояний вещества (R01.3–R01.4) — PHY8-002; кристаллы (R01.5) — PHY8-003; свойства, смачивание (R01.6–R01.7) — PHY8-004; тепловое расширение (R01.8) — PHY8-005; температура и скорость частиц — PHY8-008; количество вещества и моль — не включены
Проверки	автопроверка: pending · методист: pending