Мұздату және балқу процесі

<br />

States of Matter: Basics by PhET Interactive Simulations, University of Colorado Boulder, licensed under CC-BY-4.0 (https://phet.colorado.edu)

Мақсаты:

Заттардың мұздату және балқу процестерін молекулалық деңгейде түсіндіру
Зат бөлшектеріне қысымның әсерін сипаттау

Бұл виртуалды зертхана жаратылыстану сабағында келесі тақырып бойынша пайдалануға арналған:

6 сынып. І тарау. “Заттар қай кезде қайнайды және балқиды?”

Виртуалды эксперимент

Виртуалды симуляция оқушыларға заттың мұздау және балқу процестерін визуалды түрде көруге мүмкіндік береді. Модельдеу кезінде температураның жоғарылауымен молекулалар мен атомдардың қозғалысы жылдамдайды, бұл қатты күйден сұйықтыққа, содан кейін газға ауысуға мүмкіндік беретіні көрсетілді. Бөлшектерді қыздыру немесе салқындату арқылы контейнер ішіндегі қысым өзгерісін бақылауға болады.

Төмендегі суретте әрбір батырманың атқаратын қызметтері көрсетілген.

Жұмыс барысы:

1-қадам. Виртуалды симуляцияда екі түрлі бөлім берілген: states (жағдайлар), phase changes (фазаның өзгерістері). “phase changes”-фазаның өзгерістері бөлімін таңдаңыз. Экспериментте осы бөлімінде жұмыс жасайсыз.

2-қадам. Жұмыс аймағында сізге берілген:

Бөлшектер орналасқан контейнер;
Термометр: Кельвин және Цельсий өлшем бірлігінде температураны көрсетеді;
Барометр;
Қыздыру және суытуға арналған батырма;
Контейнерге бөлшектерді енгізу құралы;
Атомдар мен молекулалардың түрлері: Неон (атом), аргон (атом), оттегі (молекула) және су (молекула);
Фазалық өзгерістерді бақылауға арналған панель-диаграмма. Диаграммадағы қызыл нүкте бөлшектердің қай фазада екенін көрсетеді.

3-қадам. Ыңғайлылық үшін термометрдің өлшем бірлігін Кельвиннен Цельсийге ауыстырыңыз.

4-қадам. Сізде неон атомының қатты күйінде берілген. Температура -259℃ көрсетеді, молекулалар қозғалыссыз.

5-қадам. Контейнерді қыздырыңыз. Панель-диаграмма арқылы неонның фазалық өзгерісін, барометр арқылы қысымды бақылаңыз.

6-қадам. Контейнерді суытыңыз. Неонның фазалық өзгерісін және қысымын бақылаңыз.

7-қадам. Бөлшектерді енгізу құралы арқылы контейнерге бөлшектер енгізіңіз. Контейнер ішіндегі қысымның артуына байланысты температураның жоғарылап, панель-диаграммада қызыл нүкиенің жоғарылағанын көресіз.

8-қадам. Қайта бастау батырмасы арқылы жұмыс аймағын жаңартыңыз.

9-қадам. Контейнер қақпағын тінтуірдің сол жақ батырмасын басып тарта отырып бөлшектермен жанасып бастағанға дейін төмен түсіріңіз. Фазалық өзгерісті, температураны және қысымды бақылаңыз.

10-қадам. Контейнер қақпағын жайлап жоғары көтеріңіз. Өзгерістерді бақылаңыз.

11-қадам. Қайта бастау батырмасы арқылы жұмыс аймағын жаңартыңыз.

12-қадам. Басқа бөлшек түрлері үшін де осы 5-10 қадамдарды қайталап, түрлі тәжірибелер жасаңыз.

13-қадам. Жасалған тәжірибелерге қарап қорытынды жасаңыз. Температура мен қысым бөлшектердің фазалық ауысуларына қалай әсер етті? Контейнерге бөлшектерді қосу бөлшектердің фазалық күйіне қалай әсер етті?

Қорытынды

Бұл виртуалды зертхана жұмысы барысында оқушылар әртүрлі фазалық күйлердегі бөлшектердің әрекетін зерттеді.

Эксперимент нәтижелері:

Фазалық ауысулардың негізгі заңдары расталды.
Фазалық күйдің температура мен қысымға тәуелділігін көрсетті.
Фазалық өзгерістерді визуализациялау үшін диаграмма панельдерінің тиімділігін көрсетті.

Ағылшын тіліндегі терминдердің қазақша аудармалары:

Pressure — Қысым
Atoms & molecules — Атомдар мен молекулалар
Neon — Неон
Argon — Аргон
Oxygen — Оттегі
Phase diagram — Фазалық диаграмма
Temperature — температура
Solid — Қатты
Liquid — Сұйық
Gas — Газ
Triple point — Үш нүкте
Critical point — Критикалық нүкте
Heat — Қыздыру
Cool — Суыту