Опорный план-конспект факультативного занятия по физике (10 класс) Тема: Вода и ее свойства

Опорный план-конспект факультативного занятия по физике (10 класс)

Тема: Вода и ее  свойства

Цель занятия:

1. Углубить знания учащихся о физических свойствах воды.

2. Объяснить аномалии воды с точки зрения молекулярного строения и водородных связей.

3. Рассмотреть роль уникальных свойств воды в природе и технике.

Оборудование:

Проектор, компьютер, стакан с водой, лед, термометр, пробирки, растительное масло, моющее средство, пипетка, тонкая проволока (для демонстрации поверхностного натяжения).

I. Организационный момент (2 мин)

Приветствие. Объявление темы и целей занятия. Вступительное слово: "Вода – самое распространенное и самое необычное вещество на Земле. Ее свойства кажутся нам привычными, но с точки зрения физики они уникальны и даже аномальны."

II. Молекулярное строение воды и водородные связи (10 мин)

1. Строение молекулы воды .

 Молекула имеет угловую форму.

Кислород более электроотрицателен, чем водород.

2. Полярность молекулы (диполь).

 Объяснение возникновения частичных зарядов.

3. Водородные связи.

 Определение: слабое электростатическое взаимодействие между атомом водорода одной молекулы и сильно электроотрицательным атомом (кислородом) другой молекулы.

Роль водородных связей: они "склеивают" молекулы, что объясняет большинство аномалий воды.

III. Тепловые свойства воды (10 мин)

1. Высокая удельная теплоемкость. Определение удельной теплоемкости : количество теплоты, необходимое для нагревания 1 кг вещества на 1 К.  Формула для расчета теплоты:  Значение для воды:  Это одно из самых высоких значений среди жидкостей.  Физическое объяснение: Большая часть энергии тратится на разрыв водородных связей, а не на увеличение кинетической энергии молекул (температуры).Значение для природы: Вода в океанах и морях стабилизирует климат на планете, сглаживая суточные и сезонные колебания температуры.

2. Аномалия плотности воды  Общее правило: При охлаждении плотность вещества увеличивается.  Аномалия воды: Максимальная плотность воды

IV. Фазовые переходы и скрытая теплота (10 мин)

1. Высокая теплота плавления и парообразования

 Определение удельной теплоты плавления  и парообразования .

   Значения для воды очень высоки.

 Физическое объяснение: Для перехода из жидкого состояния в газообразное (или из твердого в жидкое) необходимо разорвать большое количество водородных связей.

  Значение:

      Высокая теплота парообразования позволяет воде эффективно охлаждать организмы (потоотделение).

       Большое количество энергии выделяется при конденсации пара (например, при образовании облаков), влияя на атмосферные процессы.

2. Демонстрация:

Сравнение времени, необходимого для нагрева одинакового объема воды и, например, спирта (если позволяет техника безопасности), для иллюстрации разницы в теплоемкости.

V. Поверхностные явления (10 мин)

1. Поверхностное натяжение Определение: Сила, действующая вдоль границы раздела фаз, стремящаяся сократить площадь поверхности жидкости.  Молекулярное объяснение: Молекулы внутри жидкости окружены соседями со всех сторон, а молекулы на поверхности притягиваются только внутрь и в стороны. Это создает избыточную потенциальную энергию на поверхности

2. Смачивание и капиллярные явления. Смачивание: Взаимодействие между молекулами жидкости и молекулами твердого тела (адгезия). Капиллярные явления: Подъем или опускание жидкости в узких трубках (капиллярах).

VI. Закрепление и подведение итогов (3 мин)

1. Краткое повторение ключевых аномалий воды:

 Высокая теплоемкость.

 Максимальная плотность .

 Высокие скрытые теплоты фазовых переходов.

 Высокое поверхностное натяжение.

2. Вопрос к учащимся: Какое свойство воды вы считаете наиболее важным для существования жизни на Земле? (Обсуждение).