Цели урока: проверить уровень усвоения основных вопро­сов об агрегатных состояниях вещества; проверить умение приме­нять теоретические знания к качественным и количественным за­дачам; способствовать развитию взаимопомощи и сотрудничества учащихся.

Тип урока: урок-конференция.

Подготовительный этап: за неделю до зачета учащимся предлагаются вопросы по трем вариантам.

I вариант  « ГАЗЫ »

Доказать утверждение: «Без газообразного состояния ве­щества нет жизни на Земле».
Процессы парообразования и конденсации.
Состояние динамического равновесия. Насыщенный пар, его свойства. Критическое состояние вещества.
Сжижение газов. Использование в технике.

5. Влажность воздуха. Величины, характеризующие влаж­ность.

6. Тепловое расширение газов. Его значение в природе и тех­нике.

II вариант  « ЖИДКОСТИ »

Доказать утверждение: «Без жидкого состояния вещества нет жизни на Земле».
Поверхностный слой жидкости.
Явление, возникающее на границе жидкости с твердым те­лом.

Капиллярные явления. Использование в природе, технике, быту.
Внутреннее трение в жидкости.
Тепловое расширение жидкостей. Его значение в природе и технике.

III вариант  « ТВЕРДЫЕ ТЕЛА »

Доказать утверждение: «Без твердого состояния вещества нет жизни на Земле».
Свойства кристаллов. Монокристаллы и поликристаллы.
Аморфные тела, их свойства.
Жидкие кристаллы, их свойства.
Упругие свойства твердых тел. Виды деформаций.
Тепловое расширение твердых тел. Его значение в природе и технике.

План урока:

I. Организационный момент.

             II.Вступительное слово преподавателя, представление команд, жюри, консультантов.

III.Обсуждение теоретических вопросов.

        IV. Обсуждение практических вопросов.

V. Подведение итогов.

Ход урока:

На доске написаны: тема урока, типы конкурсов, соответствие между на­бранными баллами и оценкой, а также эпиграф.

            ...Пора чудес пришла, и нам

Подыскивать приходится  причины

Всему, что совершается на свете.

Уильям Шекспир

      Преподаватель. Необъятен мир физики! В окружающей природе и даже внутри нас - повсюду происходят физические про­цессы. Природа многолика, но на первый взгляд понятна и привычна. Несмотря на удивительное многообразие материалов и ве­ществ, окружающих нас не только в физической лаборатории, но и в повседневной жизни, любые вещества могут находиться всего в трех состояниях: твердом, жидком и газообразном. Кроме того, происходят и знакомые переходы веществ из одного состояния в другое: замерзая, вода становится твердым льдом, при нагревании она испаряется, превращаясь в водяной пар. И на последних уроках мы отвечали на неизбежно возникающий вопрос: почему все это происходит? Сегодня мы проверим, какова глубина вашего пони­мания основных вопросов об агрегатных состояниях вещества и насколько вы умеете применять полученные знания при решении не совсем обычных теоретических и практических заданий.

Зачет состоит из пяти туров, на каждом из которых можно заработать от 5 до 10 баллов:

I тур - философский, 1-5 баллов;

II тур - физический, 1-10 баллов;

тур - литературный, 1-5 баллов;                                                                                                                    

        IV тур - математический, 1-5 баллов;

V        тур - экспериментальный, 1-5 баллов.
Помощь консультантов - 5 баллов.

Таким образом, с учетом общего количества баллов вы мо­жете получить:

«Отлично, т.е.10-12 баллов », если вы набрали 27-30 баллов;

«Хорошо, т.е. 7-9 баллов », если вы набрали 23-26 баллов;

«Удовлетворительно, т.е. 4-6 баллов », если вы набрали 20-22 балла.

Группа делится заранее на три команды, каждая выбирает капи­тана и консультанта из числа хорошо успевающих учеников. По­следние будут производить подсчет баллов и помогать в случае необходимости командам. Команды должны «заплатить» по 5 бал­лов за каждую консультацию или помощь. Вариант определяет жребий, аналогично - задания для каждой команды.

Итак, мы начинаем зачет с первого тура.

I тур – ФИЛОСОФСКИЙ

         Преподаватель. Каждая команда получила задание аргумен­тированно объяснить или попытаться доказать утверждение: «Без газообразного, жидкого или твердого состояний вещества нет жиз ни на Земле». Нам осталось выяснить, какой вариант получит каж­дая команда. Мы приглашаем капитанов команд, и по жребию каж­дый определит очередность своего выступления.

Капитаны по жребию определяют порядок выступления. Каждая команда доказывает утверждение своего варианта, отвечая на вопрос: «Без ... состояния вещества нет жизни на Земле». Это выступление должно быть полетом мысли, плодом логических рассуждений, фантазии учащихся.

П тур - ФИЗИЧЕСКИЙ

Преподаватель. Второй тур позволит выяснить, какова глу­бина ваших знаний основных вопросов об агрегатных состояниях вещества, о сути процессов, протекающих при переходе вещества из одного агрегатного состояния в другое, а также выявит понима­ние природы свойств различных агрегатных состояний и значение этих процессов в природе и технике. Ответы на вопросы должны быть краткими и лаконичными. Итак, первая группа, распределив между участниками вопросы, отвечает по плану:

Процессы парообразования и конденсации.
Состояние динамического равновесия. Насыщенный пар, его свойства. Критическое состояние вещества.
Сжижение газов. Использование в технике.
Влажность воздуха. Величины, характеризующие влаж­ность.
Тепловое расширение газов. Его значение в природе и тех­нике.

Выступления учащихся.

Преподаватель. Вторая группа также отвечает на вопросы, распределив их между участниками команды по плану:

Поверхностный слой жидкости.
Явление, возникающее на границе жидкости с твердым те­лом.
Капиллярные явления. Использование в природе, технике, быту.
Внутреннее трение в жидкости.
Тепловое расширение жидкостей. Его значение в природе и технике.

Выступления учащихся.

       Преподаватель. И наконец, теоретическое выступление третьей команды, которая также отвечает на вопросы, распределив их между участниками по плану:

Свойства кристаллов. Монокристаллы и поликристаллы.
Аморфные тела, их свойства.
Жидкие кристаллы, их свойства.
Упругие свойства твердых тел. Виды деформаций.
Тепловое расширение твердых тел. Его значение в природе и технике.

Выступления учащихся.

Преподаватель. Второй тур закончился, и сейчас консуль­танты объявят результат первых двух туров.

Консультанты, подсчитав общее количество заработанных баллов, огла­шают результат.

III тур - ЛИТЕРАТУРНЫЙ

Преподаватель. Каждая группа должна с научной точки зрения провести анализ литературного отрывка, прокомментировав физическое явление, соответствующее теме стихотворения.

З а д а н и е  п е р в о й  г р у п п е.

Все - точно в полусне. Над серою водой

Сползает с гор туман, холодный и густой,

Под ним гудит прибой,

                                 зловеще разрастаясь,

А темных голых скал прибрежная стена,

В дымящийся туман погружена,

Лениво курится, во мгле теряясь.

                                      И. А. Бунин. Сумерки

(Над нагретой водой находятся теплые слои воздуха, обо­гащенные влагой, которые легче холодных. Под действием архиме­довой силы они поднимаются вверх в горы и попадают в область холодного воздуха. И уже там водяной пар охлаждается ниже точки росы и конденсируется в виде тумана - явление выпадения росы не на поверхность земли, а в объеме воздуха. И он по склону горы опускается обратно вниз к воде.

Таким образом, теплые слои воздуха, обогатившись влагой, поднимаются вверх и сильно охлаждаются. Водяные пары конден­сируются, образуя капли или туман.)

З а д а н и е  в т о р о й  г р у п п е.

          А я все гладил снег рукой,

          А он все звездами отсвечивал...

          На свете нет тоски такой,

          Которой снег бы не излечивал.

          Он весь как музыка. Он - весть.

           Его безудержность бескрайна.

          Ах, этот снег... Не зря в нем есть

     Всегда какая-нибудь тайна.

С. Г. Островой

(Снег состоит из снежинок, растущих из мелких ледяных шестигранных кристалликов. Потоки воздуха поднимают сне­жинку, кружат ее, относят в сторону... Отражательная способность чистого снега выше 90 %. Кроме того, снежный запас -это огромный запас влаги, необходимый полям, и своеобразное ги­гантское одеяло, защищающее поверхность земли от холодных ветров, а весной - это талые воды, насыщенные кислородом. Ко­личество азотистых соединений в почве летом прямо пропорцио­нально высоте снежного покрова.

Таким образом, снег - скопление кристаллов льда, служащее теплоизоляционным покровом зимой, запасом влаги весной, спо­собствует накоплению питательных веществ летом. И действи­тельно, белый снег обладает большой отражательной способно­стью.)

З а д а н и е  т р е т ь е й  г р у п п е.

           Слышу я природы голос,

           Порывающийся крикнуть,

           Как и с кем она боролась,

           Чтоб из хаоса возникнуть,

           Может быть, и не во имя

           Обязательно нам с вами,

           Но чтоб стали мы живыми,

           Мыслящими существами.

           И твердит природы голос:

                       В вашей власти, в вашей власти,

                       Чтобы все не раскололось

                        На бессмысленные части!

                              Л. А. Мартынов

  (Физика - наука о природе. Постигая законы природы и ис­пользуя их в своей практической деятельности, ускоряя научно-технический прогресс, человек становится все более могущест­венным. Но возрастает и ущерб, наносимый человеком природе: загрязняется атмосфера, на поверхности морей появляется неф­тяная пленка, меньше остается лесов. Поэтому особую важность приобретает нравственная сторона отношений человека и приро­ды. Сегодня как никогда актуален призыв беречь нашу землю, не направлять на свое собственное уничтожение те силы природы, которые мы смогли открыть и покорить.

Таким образом, мы должны беречь природу так же, как мы бережем саму жизнь человека.)

IV тур - МАТЕМАТИЧЕСКИЙ

Преподаватель. Каждая группа должна правильно решить задачу, объяснив решение.

1. Вечером на берегу озера при температуре 18 °С относи­тельная влажность воздуха равна 75 %. При какой температуре к утру можно ожидать появления тумана?

Дано:

t1= 18°С

φ = 0,75

ρ0=15,4 10-3 кг/м3

t< tp

tp -?

Р е ш е н и е.

 Роса   выпадает,  если   абсолютная   влаж­ность  воздуха         будет  больше   плотности насыщенных водяных паров.   Определим  абсолютную   влажность   при 18 °С.

φ = ρ/ρ0,  ρ =φ ρ0

ρ = 0,75  15,4 • 10-3кг/м3 = 11,55 • 10-3 кг/м3

Таким образом, ρ = 11,55 • 10-3 кг/м3 соот­ветствует    t = 13 °С, при которой и образу­ется туман.

О т в е т: 13°С.

2. Под каким давлением находится воздух в воздушном пу­зырьке радиусом 2 мм в воде на глубине 50 см, если атмосферное давление 10 Па?

Дано:

r = 2 10-3 м

h = 0,5 м

р1 = 105 Па

σ = 72 10-3 Н/м

ρ=103кг/м3

g = 9,8 м/с2

Р е ш е н и е.

Согласно закону Дальтона, общее   давление определяется как сумма атмосферного р1 гидростатического р2 и лапласовского давлений р3:

р = р, + р2 + рз

р2 =ρg h,

р3 = 2σ / r

  Р = р1 + ρgh+ 2σ/r

р-?

р = 105 Па + 103 кг/м3 • 9,8 м/с2 • 0,5 м + 2 72  10-3 Н/м/2   10 -Зм =105044 Па = 105 кПа

О т в е т : 105 кПа.

3. Каково должно быть наименьшее сечение стальной прово­локи длиной 4,2 м, чтобы при действии растягивающей силы, рав­ной 10 кН, ее абсолютное удлинение не превышало 0,6 см? Модуль Юнга стали 220 ГПа.

Р е ш е н и е.

По определению: σ = F/S

По закону Гука: σ = Еε = EΔℓ/ℓ

Приравнивая, получим: S = Fℓ/ЕΔℓ 

S = 104 H 4,2 м/ 2,2  1011Па  6 10-3м = 31,8 10-6 м2

                                    О т в е т: 31,8 10-6 м2.

Преподаватель. Консультанты проверят правильность ре­шения задач. А мы продолжаем нашу работу и подходим к заклю­чительному туру - «Экспериментальному».

V тур - ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ

Преподаватель. Каждой команде предлагается выполнить практическую работу.

По жребию определяется тема практической работы.

Практическая работа № 1.

Определение средней квадратичной скорости молекул воздуха.

Практическая работа № 2.

Определение поверхностного натяжения воды.

Практическая работа № 3.

Определение модуля Юнга резины.

Учащиеся должны знать заранее порядок выполнения работы, поэтому они только производят измерения и оглашают результат, а консультанты наблюдают и оценивают работу. После выполнения работы консультанты подводят общий итог.

Преподаватель. Наша работа подошла к завершению. Итогом работы каждого учащегося является итог группы, то есть та оценка, которую вы получили в соответствии с набранными баллами.

Оглашение результатов зачета.

А завершить наш урок я бы хотела словами Конфуция: «Три пути ведут к знанию: путь размышления - это путь са­мый благородный, путь подражания - это путь самый легкий, и путь опыта - это путь самый горький».

Не важно, каким путем человек получает истинные знания, важен результат. И я надеюсь, что сегодня вы получили именно тот результат, которого ожидали.