Какое из перечисленных свойств характерно только для кристаллических тел
Липецкий колледж транспорта и дорожного хозяйства
Методическая разработка урока физики по теме: «Кристаллические и аморфные тела»
Профессия: Слесарь по ремонту автомобиля, группа С2-14
Учебная дисциплина: ФИЗИКА
Тема урока: Кристаллические и аморфные тела
Регламент урока: 45 минут
Цели урока:
— образовательные: повторить и систематизировать знания о свойствах кристаллов, рассмотреть особенности аморфных тел, композитов, провести сравнение, ввести понятия «изотропия», «анизотропия», «поликристалл», «монокристалл».
— развивающие: развитие интереса к физике, развитие логического мышления, внимания, памяти, самостоятельности при поиске решения.
— воспитательные: формирование научного мировоззрения, воспитание аккуратности, взаимопомощи.
Вид урока: комбинированное занятие (рассказ преподавателя +фронтальный опрос + работа с раздаточным материалом + работа со справочниками + составление конспекта)
Тип урока: учебное занятие по изучению нового материала и его первичному закреплению
Технологии обучения: ИКТ, проблемное обучение.
Обеспечение урока:
— техническое: компьютер, презентация, видеоролик «Гнущееся стекло»
— учебно-методическое: справочник по физике и технике, авт.Е.С.Енохович, наборы кристаллических и аморфных тел, модели кристаллических решеток.
ХОД УРОКА
Организационный момент ( 1-2 мин.)
Актуализация ранее усвоенных знаний ( работа с психрометром -1 об-ся, фронтальный опрос: составить предложениия со словами – 7 об-ся) (5 мин.)
А) Какая погода сегодня у нас на уроке? (работа с психрометром)
Б) На экране слова, с которыми надо составить предложения по ранее изученной теме «Влажность воздуха»
— вода, воздух;
— влажность, психрометр;
— комфорт;
— цемент, доски;
— кондитерские изделия, ткани, бумага…;
— книги, картины;
— теплицы, растения. Слайд 1
Изучение нового материала
3.1. Рассказ преподавателя о кристаллах с демонстрацией слайдов и моделей кристаллических решеток, работой обучающихся с раздаточным материалом (10 мин) Преподаватель: Напомню, что мы продолжаем изучать молекулярно-кинетическую теорию.
— В чем состоит основная задача МКТ? (Ответ: МКТ объясняет свойства макроскопических тел на основе знаний о строении вещества и поведении молекул).
— Мы рассмотрели подробно на предыдущих уроках особенности газов и жидкостей. Для завершения МКТ нам необходимо рассмотреть особенности твердых тел.
Вопрос:– Какие особенности о строении твердых тел нам известны из курса физики? (Ответы: молекулы расположены очень близко друг к другу, силы взаимодействия между молекулами велики, молекулы совершаю колебания около своих положений равновесия).
Главная особенность – это правильное расположение атомов, т.е. наличие кристаллической решетки, поэтому большинство твердых тел называют кристаллическими. Однако существует еще одна группа твердых тел, о которых мы раньше не говорили – это аморфные тела. Итак, тема сегодняшнего урока «Кристаллические и аморфные тела». (Слайд 2)
Цель урока: (Слайд 3)
На рисунке показаны кристаллические решетки различных веществ. Обратите внимание на то, что линии, соединяющие положения атомов, образуют правильные геометрические фигуры: квадраты, прямоугольники, треугольники, 6-угольники и т.д.
Т.е. кристаллы – это твердые тела, атомы которых расположены в определенном порядке.
Правильное расположение атомов хорошо демонстрирует модель кристаллической решетки. Слайды 4-6
Из уроков химии вы знаете, что кристаллические решетки могут состоять не только из нейтральных атомов, но и из ионов, молекул. При этом мы опять же наблюдаем правильное расположение частиц в пространстве.
(Слайды 7 -8) Бывает, что одни и те же атомы образуют разные вещества с абсолютно разными свойствами в зависимости от вида кристаллической решетки. Это свойство называют полиморфизмом. Слева – слоистая решетка графита (модель которого мы только видели). Графит – мягкое, непрозрачное, проводящее ток вещество. Справа – алмаз с каскадной решеткой, состоящей из тех же атомов углерода. Алмаз – прозрачный кристалл, диэлектрик, самое прочное вещество в природе.
Рассмотрим еще одну особенность кристаллов
— У вас на столах имеются крупинки сахара и сахар-рафинад. Чем они отличаются?
Монокристалл – крупинки сахара, поликристалл – сахар – рафинад. (Слайд 9)
— Еще одно свойство кристаллических тел – анизотропия — зависимость физ. свойств кристаллов от направления в кристалле. Монокристаллы – анизотропны (пример тому графит, слюда, снежинка). Слайд 10
Поликристаллы таким свойством не обладают, их физические свойства одинаковы по всем направлениям (изотропия), т.к. они состоят из огромного количества беспорядочно сросшихся между собой монокристалликов.
Следующий отличительный признак кристаллов (металлы и сплавы) найдите, поработав со справочником. Стр.113 температура плавления. (1 мин.) ( Слайд11)
Сделайте вывод: у всех кристаллов определенная температура плавления и она у каждого металла – своя.
Общий вывод по свойствам кристаллов: Слайд, запись в конспект. (Слайд 12)
3.2 Рассказ преподавателя о свойствах аморфных тел с демонстрацией слайдов, видеофрагмента, работой обучающихся с раздаточным материалом, работой со справочником( 10 мин)
Преподаватель: У вас на столах имеется еще одно вещество – это леденец. Разверните его и скажите, имеет он правильную форму? Есть ли у него плоские грани? (Ответы: нет).
В отличие от кристаллов сахарный леденец может и раскалываться и размягчаться, постепенно переходя в жидкое состояние, при этом меняя форму. Все аморфные тела – это вещества, атомы которых расположены в относительном порядке, нет строгой повторяемости пространственной структуры. (Слайд 13-14)
Следствием этого является изотропия – одинаковые физические свойства по разным направлениям.
Примерами аморфных тел являются смола, канифоль, янтарь, пластилин и другие.
Следующее свойство аморфных тел найдите, поработав со справочником стр. 112 (парафин, масло сливочное, воск пчелиный) Сделайте вывод: у аморфных тел нет определенной температуры плавления. Отсюда следует, что аморфные тела обладают текучестью, как жидкости при высоких температурах и свойствами твердого тела – при низких. Слайды 15-17
Вывод по аморфным телам
Видеофрагмент «Гнущееся стекло»(1,5 мин.)
Вывод: стекло при низких температурах проявляет свойства твердого тела, а при высоких ведет себя как жидкость.
Первичное закрепление материала по слайдам 18-20 ( 3 мин.)
3.3. Рассказ преподавателя о композитах с демонстрацией слайдов и примерами их использования в строительстве, автомобилестроении)(6 мин.)Слайд21
Сообщение «О применении композитов в автомобилестроении» Слайд 22
В настоящее время мало кто может представить себе жизнь без четырехколесного коня. Автомобили стали неотъемлемой частью нашей повседневной жизни. Именно поэтому данная область постоянно эволюционирует, создавая все более современные и технологичные машины. И, конечно же, эта отрасль не обходится без композитных материалов. Погоня за экономией топлива, уменьшением веса и улучшением внешнего вида стала развиваться гораздо интереснее, когда производители начали применять композитные материалы. В автомобилестроении настала новая эра – эра “карбона”.
Углеволокно – основной полимерный материал, который применяют при производстве машин. Стоит отметить, что он применяется не только с целью придания лучших механических свойств, но и с целью улучшить внешний вид автомобиля. На сегодняшний день практически все кузова концепт-каров от известных автогигантов более чем на 50% состоят из композитов на основе углеволокна. Кроме того, активно применяется кевлар, иногда стеклопластик.
Многие расходные элементы машин также могут быть выполнены с использованием полимеров. Это могут быть покрышки, в которых базальтовое волокно применяется как армирующий материал. Это могут быть тормозные колодки и диски, в которых композиты применяют для увеличения срока службы и улучшения работы при повышенных нагрузках. Это могут быть диски сцепления, что позволяет увеличить ресурс качества работы сцепления.
Интерьер салонов автомобилей тоже не обходится без композитных материалов. Карбоновые основания кресел, декоративные панели, торпеда, ручка переключения передач, панели приборов и многие-многие другие элементы. Детали, выполненные с применением данного материала, придают салону особый внешний вид, а также увеличивают его срок службы.
Систематизация и закрепление изученного материала Слайд 23
Выполнение тестового задания: 3 мин.
1.Какое из перечисленных свойств характерно для кристаллических тел? Выберите правильный ответ.
А.Существование определенной температуры плавления.
Б. Изотропность.
В.Отсутствие определённой температуры плавления.
2.Какое из перечисленных свойств характерно только для аморфных тел? Выберите правильный ответ.
А. Анизотропность.
Б. Существование определённой температуры плавления.
В.Отсутствие определённой температуры плавления.
3.Что называется анизотропией кристаллов?
А. Зависимость физических свойств от направления внутри кристалла.
Б.Одинаковость физических свойств по всем направлениям.
В.Хорошая теплопроводность внутри кристалла.
4. Что можно сказать об изменении температуры в процессе плавления кристаллического тела?
А. Температура остается постоянной.
Б. Температура увеличивается.
В. Температура может быть любой.
5.Что такое монокристалл?
А. Тело, имеющее правильную геометрическую форму и ограниченное естественными плоскими гранями
Б. Частица вещества, имеющая правильную геометрическую форму
В. Твердое тело, состоящее из одного кристалла
Оцените свою работу по тестам методом самопроверки: 1 мин. Слайд 24
5 ответов – «5»
4 ответа – «4»
3 ответа – «3»
2 ответа – «2»
1 ответ – «1»
Оценка деятельности обучающихся на уроке, комментирование 2 мин.
Домашнее задание. §§ 75,76, вопросы §§
работа в сети Интернет. Тема: Слайд 25
Применение жидких кристаллов в технике
Жидкие кристаллы в организме человека
Преподаватель Зубарева В.А.
Текст этой презентации
Слайд 1
Характеристика твердых тел. Кристаллы.
Подготовили преподаватели: физики- Андрусенко Н.А.;
химии — Манохина Е.А. Уральск, 2016 г
КС и НТ
Слайд 2
Алмаз и графит не похожи на вид –
В природе встречается чаще графит,
С алмазом, увы, не везёт…
Графита немало, но редок алмаз …
А почему? Может, знает весь класс?
Слайд 3
Какие состояния веществ вы знаете? (Твердое, жидкое, газообразное)
В чем отличие в строении жидкостей и твердых тел?
(Твердые тела имеют кристаллическое строение. Вода. Твердое состояние – лед. Жидкое состояние – вода. Газообразное состояние — пар.)
Какими свойствами обладают тела в твердом состоянии? (Твердое: притяжение, сохраняет объем и форму, высокая температура плавление, наличие кристаллической решетки. )
Приведите примеры твердых тел. (Лёд, доска, карандаш, кирпич)
В чем заключается отличие физических свойств различных тел. (Строение, тип кристаллической решетки, t пл., t кип.)
Слайд 4
Кристаллы изумруда
И шальной холодок изумруда, И тепло золотого топаза, И простого кальцита премудрость — Лишь они не обманут ни разу. В них, в безмолвных осколках вселенной,Искры вечных гармоний сверкают. Повседневности образ надменный В этих искрах бледнеет и тает. Они дарят покой и защиту,Они дарят огонь вдохновенья,Заплетаясь цепочкой единой, С нашей бренностью — в вечности звенья. Виктор Слётов
Слайд 5
Застыла капелька смолы янтариком прозрачным меж корней сосны высокой.Остановилось Солнышко на ней своим горячим и весёлым, ярким оком. И, тёплую от ласковых лучей, её в ладони осторожно приняла я…Из капельки смолы – янтарь родится! Мне от тепла её почудилось: она – живая, И аромат смолы защекотал мне ноздри… О дух хмельной лесного края!Как в смрадных улиц тесноте тебя я часто вспоминаю! Настоян ты на травах и цветах, и на зелёной вечно хвое.Как мне легко тебя вдыхать, все клеточки наполнились тобою! И, запрокинув голову, гляжу, как в вышине сплетают сосны свои кроны,И невесомо облака плывут по ним, как стаи лебедей в волнах сине-зелёных… Мне так светло, такой в душе простор – я целый Мир могу вместить в неё.И хочется обнять мне всех людей и сердце им отдать своё! Юлия Владова
Янтарь
Слайд 6
Кристаллы (от греч. κρύσταλλος, первоначально —лед, в дальнейшем —горный хрусталь, кристалл) — твёрдые тела, в которых атомы расположены закономерно, образуя трёхмерно-периодическую пространственную укладку —кристаллическую решетку.
Слайд 7
Свойства кристаллических тел 1.Температура плавления постоянна.
2.Имеют кристаллическую решетку
3.Каждое вещество имеет свою температуру плавления.
4.Анизотропны (механическая прочность, оптические, электрические, тепловые свойства).
Слайд 8
Кристаллы – это твердые тела, атомы или молекулы которых занимают определенное упорядоченное положение в пространстве. Кристаллы могут иметь форму различных призм и пирамид в основании которых могут лежать правильный треугольник, квадрат, параллелограмм и шестиугольник. Форма кристалла – правильные многогранники, с постоянными узлами между плоскими гранями для каждого вещества.
В кристаллических телах атомы, молекулы или ионы расположены в определенном порядке, образуя кристаллическую решетку.
Слайд 9
Типы кристаллических решеток
Типы решеток Атомная Молекулярная Ионная Металлическая
Частицы находящие
ся в узлах решетки
Связь между узлами решетки
Примеры веществ
В узлах
атомы
Крепкие ковален
тные связи
C, Si , B, AL2O3
Si O2
В узлах молекулы
Ковалентная полярная и не полярная связи
(О2, CL2)
(H2O, HCL)
В узлах чередуются (+) и (-) ионы
Ионная связь
Соли – NaCL, KF, оксиды, гидроксиды
Типичных металлов
Металлы, ионы, атомы, а в промежутках электроны
Металлическая связь
Na, K, Ca
Слайд 10
Типы кристаллов
Слайд 11
Поликристаллы — это твёрдые тела, состоящие из большого числа кристаллов, беспорядочно ориентированных друг относительно друга(сталь, чугун …)
Монокристаллы — одиночные кристаллы (кварц, слюда…) Идеальная форма кристалла имеет вид многогранника. Такой кристалл ограничен плоскими гранями, прямыми ребрами и обладает симметрией.
Но монокристаллы в природе встречаются редко. Такой кристалл можно вырастить в искусственных условиях.
Слайд 12
Выступление группы экспериментаторов, получивших задание вырастить кристалл поваренной соли.
Слайд 13
Внутри кристалла расстояния между атомами в разных направлениях разные, поэтому и взаимодействия между атомами различны. Давайте подумаем, к чему это приводит. Еще раз посмотрим на модель решетки графита
Слайд 14
Анизотропия – различие в физических свойствах от выбранного в кристалле направления
Например, кусок слюды легко расслаивается в одном направлении, кристалл графита (легко расслаивается на чешуйки), древесина(расслаивается)
А здесь сахар в трех состояниях: сахарный песок, сахар-рафинад, и сахарный леденец. Есть ли среди этих образцов монокристаллы? (Ответ: сахарный песок).
Есть ли среди этих образцов поликристалл? (Ответ: сахар-рафинад).
Можем ли мы утверждать, что леденец имеет правильную форму? Есть ли у него плоские грани? (Ответ: нет).
Слайд 15
В отличие от кристаллов сахарный леденец может и раскалываться и размягчаться, постепенно переходя в жидкое состояние, при этом меняя форму. Все аморфные тела – это вещества, атомы которых расположены в относительном порядке, нет строгой повторяемости пространственной структуры. Следствием этого является изотропия – одинаковые физические свойства по разным направлениям
Слайд 16
Аморфные тела — это твёрдые тела, где сохраняется только ближний порядок в расположении атомов
Выступление экспериментатора:
Если в воронку бросить кусок парафина и оставить в тёплой комнате, то через несколько недель увидим, что парафин принял форму воронки и даже начал вытекать из неё.
Вывод: аморфное тело ведёт себя как очень густая и вязкая жидкость.
Слайд 17
Свойства аморфных тел. 1. Не имеют постоянной температуры плавления. 2. Не имеют кристаллического строения. 3. Изотропны. 4. Обладают текучестью. 5. Имеют только «ближний порядок» в расположении частиц. 6. Способны переходить в кристаллическое и жидкое состояние.
Слайд 18
Дать характеристику кристаллических и аморфных тел по таблице
Слайд 19
Шоколад – одно из самых распространенных кондитерских изделий. Он содержит жиры, белки, углеводы, дубильные вещества, алкалоиды кофеин и теобромин. Готовят его на основе какао-продуктов.
Слайд 20
Шоколад чувствителен к колебаниям температуры, поэтому рекомендуется хранить его при температуре около 180С. При нагревании происходит жировое поседение шоколада: он покрывается серым налетом. Это содержащиеся в шоколаде жиры проступают на его поверхности. При температуре ниже 180С происходит сахарное поседение шоколада, вызванное конденсацией паров воды и частичным растворением сахарозы, содержащейся в шоколаде. После испарения влаги кристаллики сахарозы образуют белый налет на поверхности шоколада.
Слайд 21
Применение кристаллов.
оптические приборы. ювелирные украшения обработка поверхностей управление лазерным лучом машиностроение компьютеры и мобильные телефоны
аудио-и видеотехника
трансформация одного вида энергии в другую
буровые инструменты
контрольно-измерительные приборы
алмазные подшипники
опорные камни для часов.
Слайд 22
Применение аморфных тел
изделия технического назначения
изделия медицинского назначения
клеи и герметики
ювелирные украшения автокосметика
товары бытового назначения
строительство (стекло)
для изготовления ламп, элементов солярия (кварц)
продукты питания (шоколад).
Слайд 23
Тест по теме «Кристаллы и аморфные тела» 1.Какое из перечисленных свойств характерно для кристаллических тел? А.Существование определенной температуры плавления. Б. Изотропность. В. Отсутствие определённой температуры плавления.
2.Какое из перечисленных свойств характерно только для аморфных тел?
А. Анизотропность. Б. Существование определённой температуры плавления.
В.Отсутствие определённой температуры плавления.
3.Что называется анизотропией кристаллов?
А. Зависимость физических свойств от направления внутри кристалла.
Б.Одинаковость физических свойств по всем направлениям.
В.Хорошая теплопроводность внутри кристалла.
4. Что можно сказать об изменении температуры в процессе плавления кристаллического тела? А. Температура остается постоянной. Б. Температура увеличивается.В. Температура может быть любой.
5.Что такое монокристалл? А. Тело, имеющее правильную геометрическую форму и ограниченное естественными плоскими гранями. Б. Частица вещества, имеющая правильную геометрическую форму. В. Твердое тело, состоящее из одного кристалла
Слайд 24
Ответы: 1.А, 2.В, 3.А, 4.А, 5.В
Слайд 25
Кроссворд «Кристаллические и аморфные тела»
Вопросы:
1.Твердое тело, состоящее из большого числа кристаллов, беспорядочно ориентированных друг относительно друга. 2.Тело, у которого нет строгого порядка в расположении атомов. 3.Зависимость физических свойств от направления внутри кристалла.
4.Ледяной кристалл.
5.Аморфное вещество, широко используемое при строительстве. 6.Аморфное вещество природного и искусственного происхождения.
7.Самое твердое в природе вещество, драгоценный камень. 8.Твердое тело, частицы которого образуют упорядоченную периодическую структуру. 9.Одиночный кристалл. 10.Мягкий минерал матово-черного цвета.
11.Одинаковость физических свойств среды по всем направлениям.
12.Искусственный материал, используемый в ювелирном деле. 13.Основоположник структурной кристаллографии. 14.Существование веществ одинакового химического состава в нескольких кристаллических модификациях, отличающихся физическими свойствами. 15.Ископаемая смола, поэтическое название «слезы моря», «дары солнца». Если все слова вами отгаданы правильно, то в выделенных клетках получится слово, обозначающее науку о кристаллах.
Слайд 26
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12 12
13
14
15
П О Л И К Р И С Т А Л Л
А М О Р Ф Н О Е
А Н И З О Т Р О П И Я
С Н Е Ж И Н К А
С Т Е К Л О
С М О Л А
А Л М А З
К Р И С Т А Л Л
М О Н О К Р И С Т А Л Л
Г Р А Ф И Т
И З О Т Р О П И Я
Ф И А Н И Т
Ф Е Д О Р О В
П О Л И М О Р Ф И З М
Я Н Т А Р Ь
Слайд 27
Домашнее задание: §7.1(слайд 26)
Задание для желающих: вырастить кристаллы из раствора медного купороса или других солей. Более подробные указания вы найдете на сайте class-fizika.narod.ru
I группа. «Жидкие кристаллы» (изучить различные источники информации и приготовить краткий рассказ о жидких кристаллах).II группа. «Кристаллы в ПК» (вспомнить устройство системного блока компьютера и ответить на вопрос «Нет ли в нем устройств, имеющих в своей основе кристалл», если есть, то какие кристаллы применены и в каких устройствах).III группа. «Знаменитые» алмазы» (приготовить обзор о самых знаменитых алмазах).
Кого заинтересовал материал, можете прочитать книги, которые читали ваши одноклассники и более подробно ознакомиться с материалом.
Слайд 28
Спасибо за внимание!!!