Агрегатные состояния веществ
States of Matter: Basics by PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, licensed under CC-BY-4.0 (https://phet.colorado.edu)
Цель:
- Объяснение агрегатных состояний веществ
- Описание влияния температуры на частицы вещества
- Описание структуры частиц вещества в трех состояниях
Эта виртуальная лаборатория предназначена для использования на уроках естествознания по следующей теме:
- 5 класс. Глава I. «Как происходит взаимодействие частиц в различных условиях материи?”
Виртуальный эксперимент
Виртуальная симуляция позволяет учащимся визуализировать агрегатные состояния пласта. Нагревая или охлаждая частицы, можно контролировать их прохождение через твердую, жидкую и газовую фазы.
На рисунке ниже показаны функции, которые выполняет каждая кнопка.
| Агрегатные состояния веществ | |||
| газ | жидкий | жесткий | |
| объем | хранится | ||
| форма | хранится | ||
| расположение молекул | молекулы расположены на некотором расстоянии друг от друга | ||
| гравитационное притяжение между молекулами | гравитационное притяжение между молекулами очень велико | ||
Ход работы:
Шаг 1. В виртуальном моделировании представлены два разных раздела: states (случаи), phase changes (изменения фазы). Выберите раздел”состояния » -случаи. В эксперименте вы будете работать над этим разделом.
Шаг 2. В рабочей зоне вам предоставлены:
- Контейнер, в котором находятся частицы;
- Термометр: показывает температуру в единицах Кельвина и Цельсия;
- Кнопки управления: нагрев и охлаждение;
- Панель с частицами: Неон (атом), аргон (атом), кислород (молекула), вода (молекула);
- Панель с агрегатными состояниями: твердое, жидкое, газообразное.
Шаг 3. Для удобства измените единицу измерения термометра с Кельвина на Цельсий.
Шаг 4. Нажмите кнопку «Твердое тело», чтобы увидеть твердое состояние неона. Температура -259℃, молекулы неподвижны.
Шаг 5. Нажмите кнопку «Жидкость», чтобы увидеть жидкое состояние неона. Температура -246℃, молекулы начинают двигаться.
Шаг 6. Нажмите кнопку «Газ», чтобы увидеть газообразное состояние неона. Температура -217℃, молекулы двигаются беспорядочно.
Шаг 7. Попробуйте охладить контейнер. Вы увидите, что неон переходит в жидкое состояние, а затем в твердое.
Шаг 8. Нагрейте контейнер. С повышением температуры скорость движения частиц увеличивается, и неон переходит из твердого состояния в жидкое, а затем в газообразное.
Шаг 9. Выберите в панели веществ «Молекула воды». Нажмите кнопку «Твердое тело». Температура -127℃, молекулы неподвижны. Обратите внимание: вода затвердевает при температуре ниже 0℃.
Шаг 10. Нажмите кнопку «Жидкость», чтобы увидеть жидкое состояние воды. Температура 13℃, молекулы начинают двигаться.
Шаг 11. Нажмите кнопку «Газ», чтобы увидеть газообразное состояние воды. Температура 156℃, молекулы двигаются беспорядочно с большой скоростью. Обратите внимание: вода закипает при 100℃, и ее молекулы переходят в газообразное состояние.
Шаг 12. Охлаждайте и нагревайте контейнер, наблюдая за изменением состояния молекул воды.
Шаг 13. Повторите описанные выше процессы для атома аргона.
Шаг 14. Повторите описанные выше процессы для молекулы кислорода.
Заключение
В этом виртуальном эксперименте учащиеся изучали агрегатные состояния атомов и молекул. Было замечено, что в каждом состоянии расположение частиц разное. Убедились, что температура является основным фактором, определяющим агрегатное состояние вещества.
Русские переводы английских терминов:
- Atoms & molecules — Атомы и молекулы
- Neon — Неон
- Argon — Аргон
- Oxygen — Кислород
- Water — Вода
- Solid — Жесткий
- Liquid — Жидкость
- Gas — Газ
- Heat — Нагрев
- Cool — Охлаждение