Physics 10: Atom

Aidin Biibosunov

Created: 2025-01-22 Wed 04:25

1. План урока по физике

1.1. Класс: 10

1.2. Тема: Атом. Молекула. Атомная масса. Молярная масса. Количество вещества. Число Авогадро.

1.3. Цель урока:

  • Формирование знаний о ключевых понятиях атома, молекулы, атомной и молярной массы, количества вещества, числа Авогадро.
  • Развитие умений применять формулы и законы для решения задач.
  • Повышение интереса к изучению микроуровня веществ.

1.4. Этапы урока

1.4.1. I. Целеполагание (5 минут)

  • Учитель задает вопрос: "Как вы думаете, сколько атомов в молекуле воды и как это связано с массой вещества?"
  • Постановка целей урока: изучить основные понятия и научиться их применять.

1.4.2. II. Мотивация (5 минут)

  • Демонстрация модели молекулы воды или видео о структуре атомов и молекул. scale
  • Обсуждение: как понятия атомной массы и количества вещества помогают в реальной жизни, например, в химии или медицине.

1.4.3. III. Актуализация знаний (5 минут)

  • Фронтальный опрос: что учащиеся знают об атомах и молекулах?
  • Краткое повторение понятий массы и её измерения.

1.4.4. IV. Новый материал (10 минут)

  • Понятие атома и молекулы, примеры.
  • Определение атомной массы и её единицы (атомная единица массы, а.е.м.).
  • Понятие молярной массы, её связь с количеством вещества.
  • Формула количества вещества: n=mM.
  • Число Авогадро (NA=6.022×1023) и его значение.

1.4.5. V. Работа под руководством учителя (10 минут)

  • Решение задачи на доске с пояснениями:
    • Пример: найти количество вещества в 36 г воды.
    • Найти молярную массу воды M=18г/моль.
    • Использовать формулу n=mM.

1.4.6. VI. Самостоятельная работа (7 минут)

  • Задачи для учеников:
    1. Рассчитать количество вещества для 44 г углекислого газа (CO2).
    2. Определить, сколько молекул содержится в 0.5 моля кислорода (O2).

1.4.7. VII. Обобщение (5 минут)

  • Обсуждение ответов.
  • Итоги урока: что узнали, чему научились.

1.4.8. VIII. Рефлексия (3 минуты)

  • Учащиеся заполняют таблицу:

    Что я узнал? Что было сложно? Что хотел бы узнать?

1.5. Ожидаемые результаты (таксономия Блума):

  • Знание: учащиеся называют основные понятия.
  • Понимание: объясняют, как связаны масса и количество вещества.
  • Применение: решают задачи на нахождение количества вещества.
  • Анализ: выделяют ключевые элементы формулы n=mM.
  • Синтез: составляют схему связей между понятием атома, массы и числа Авогадро.
  • Оценка: оценивают значимость числа Авогадро в науке.

1.6. Формат задач (PISA):

  1. Ученик должен определить, как изменится количество молекул, если удвоить массу вещества.
  2. Провести расчет, используя реальные данные, и интерпретировать результат.

1.7. Дополнительные задачи в формате PISA

  1. Практическая ситуация: молекулы в дыхании.
    • Условие: Один вдох человека содержит приблизительно 0.5 литра воздуха при нормальных условиях (температура 0°C и давление 1 атмосфера).
    • Вопрос: Определите количество молекул воздуха, содержащихся в одном вдохе, если известно, что молярный объем газа составляет 22.4л/моль.
    • Подсказка: Найти количество вещества воздуха n, затем определить число молекул N через число Авогадро.
  2. Экологическая задача: углекислый газ.
    • Условие: Один автомобиль выбрасывает в атмосферу 200 г углекислого газа (CO2) за одну поездку.
    • Вопрос: Сколько молекул углекислого газа попадает в атмосферу?
    • Подсказка: Найти количество вещества углекислого газа и использовать число Авогадро.
  3. Медицинская задача: количество глюкозы.
    • Условие: Для анализа крови требуется раствор глюкозы C6H12O6 массой 1 грамм.
    • Вопрос: Сколько молекул глюкозы содержится в этом количестве вещества?
    • Подсказка: Найти молярную массу глюкозы и провести расчет.
  4. Космическая задача: водород в звёздах.
    • Условие: Масса водорода в небольшой звезде составляет 1×1030г.
    • Вопрос: Сколько молекул водорода содержится в звезде?
    • Подсказка: Использовать молярную массу водорода (H2) и число Авогадро.
  5. Экспериментальная задача: испарение воды.
    • Условие: В ходе эксперимента испарилось 18 г воды.
    • Вопрос: Сколько молекул воды испарилось в процессе?
    • Подсказка: Найти количество вещества воды и применить число Авогадро.
  6. Производственная задача: производство кислорода.
    • Условие: В лаборатории получено 32 г кислорода (O2).
    • Вопрос: Сколько молекул кислорода произведено, если его масса равна 32 г?
    • Подсказка: Использовать молярную массу кислорода и число Авогадро.

1.8. Решение задач в формате PISA

  1. Практическая ситуация: молекулы в дыхании.
    • Условие: Один вдох человека содержит 0.5 л воздуха.
    • Дано: V=0.5л,Vm=22.4л/моль,NA=6.022×1023.
    • Решение:
      1. Найти количество вещества: n=VVm=0.522.4≈0.022моль.
      2. Найти число молекул: N=n⋅NA=0.022⋅6.022×1023≈1.32×1022молекул.
    • Ответ: 1.32×1022молекул.
  2. Экологическая задача: углекислый газ.
    • Условие: Масса углекислого газа m=200г.
    • Дано: MCO2=44г/моль,NA=6.022×1023.
    • Решение:
      1. Найти количество вещества: n=mM=20044≈4.55моль.
      2. Найти число молекул: N=n⋅NA=4.55⋅6.022×1023≈2.74×1024молекул.
    • Ответ: 2.74×1024молекул.
  3. Медицинская задача: количество глюкозы.
    • Условие: Масса глюкозы m=1г.
    • Дано: MC6H12O6=180г/моль,NA=6.022×1023.
    • Решение:
      1. Найти количество вещества: n=mM=1180≈0.00556моль.
      2. Найти число молекул: N=n⋅NA=0.00556⋅6.022×1023≈3.35×1021молекул.
    • Ответ: 3.35×1021молекул.
  4. Космическая задача: водород в звёздах.
    • Условие: Масса водорода m=1×1030г.
    • Дано: MH2=2г/моль,NA=6.022×1023.
    • Решение:
      1. Найти количество вещества: n=mM=1×10302=5×1029моль.
      2. Найти число молекул: N=n⋅NA=5×1029⋅6.022×1023=3.01×1053молекул.
    • Ответ: 3.01×1053молекул.
  5. Экспериментальная задача: испарение воды.
    • Условие: Масса испарившейся воды m=18г.
    • Дано: MH2O=18г/моль,NA=6.022×1023.
    • Решение:
      1. Найти количество вещества: n=mM=1818=1моль.
      2. Найти число молекул: N=n⋅NA=1⋅6.022×1023=6.022×1023молекул.
    • Ответ: 6.022×1023молекул.
  6. Производственная задача: производство кислорода.
    • Условие: Масса кислорода m=32г.
    • Дано: MO2=32г/моль,NA=6.022×1023.
    • Решение:
      1. Найти количество вещества: n=mM=3232=1моль.
      2. Найти число молекул: N=n⋅NA=1⋅6.022×1023=6.022×1023молекул.
    • Ответ: 6.022×1023молекул.

2. Тема: Атом. Молекула. Атомдук масса. Молярдык масса. Заттын көлөмү. Авогадро саны.

2.1. Класс: 10

2.2. Сабактын максаты:

  • Атом, молекула, атомдук жана молярдык масса, заттын көлөмү, Авогадро саны боюнча негизги түшүнүктөрдү калыптандыруу.
  • Формулаларды жана закондорду колдонуу көндүмдөрүн өнүктүрүү.
  • Заттардын микро-деңгээлдеги изилденишине кызыгууну жогорулатуу.

2.3. Сабактын этаптары

2.3.1. I. Максатты коюу (5 мүнөт)

  • Мугалим суроо берет: «Суу молекуласында канча атом бар деп ойлойсуңар жана ал заттын массасы менен кандай байланышта?»
  • Сабактын максаттарын белгилөө: негизги түшүнүктөрдү окуп-үйрөнүп, аларды колдоно билүү.

2.3.2. II. Дем берүү (мотивация) (5 мүнөт)

  • Суу молекуласынын моделин же атомдор менен молекулалардын түзүлүшү жөнүндө видео көрсөтүү. Ошондой эле scale сайтын колдонуп, атомдордун, молекулалардын микродүйнөсүн көргөзүү.
  • Талкуулоо: атомдук масса жана заттын көлөмү сыяктуу түшүнүктөр чыныгы турмушта — мисалы, химияда же медицинада — кандайча колдонулат?

2.3.3. III. Билемдикти актуалдаштыруу (5 мүнөт)

  • Жалпы суроолор: окуучулар атом жана молекула жөнүндө эмнелерди билерин айтып беришет.
  • Кыскача массаны жана аны өлчөө ыкмаларын эске салуу.

2.3.4. IV. Жаңы материал (10 мүнөт)

  • Атом жана молекула түшүнүктөрү, мисалдар келтирүү.
  • Атомдук масса жана анын бирдиктери (атомдук масса бирдиги, а.е.м.) тууралуу түшүндүрүү.
  • Молярдык масса түшүнүгү, анын заттын көлөмү менен байланышы.
  • Заттын көлөмүнүн формуласы: n=mM.
  • Авогадро саны (NA=6.022×1023) жана анын мааниси.

2.3.5. V. Мугалимдин жетекчилиги алдындагы иш (10 мүнөт)

  • Доскада мисалдуу маселе чечүү жана түшүндүрүү:
    • Мисал: 36 г суунун канча зат көлөмү (моль) бар?
      1. Суунун молярдык массасын аныктоо M=18г/моль.
      2. Формуланы колдонуу n=mM.

2.3.6. VI. Өз алдынча иш (7 мүнөт)

  • Окуучулар үчүн тапшырмалар:
    1. 44 г көмүр кычкыл газы (CO2) үчүн заттын көлөмүн эсептеп чыгуу.
    2. 0.5 моль кычкылтек (O2) канча молекуладан турарын аныктоо.

2.3.7. VII. Жыйынтыктоо (5 мүнөт)

  • Жоопторду талкуулоо.
  • Сабактын жыйынтыгы: эмне үйрөндүк, эмнени билип калдык.

2.3.8. VIII. Рефлексия (3 мүнөт)

  • Окуучулар таблицаны толтурушат:

    Эмне үйрөндүм? Кайсы жер кыйын болду? Эмне үйрөнгүм келет?

2.4. Күткөн натыйжалар (Блум таксономиясы боюнча):

  • Билим: окуучулар негизги түшүнүктөрдү атап бере алышат.
  • Түшүнүү: масса менен заттын көлөмүнүн байланышын түшүндүрө алышат.
  • Колдонуу: заттын көлөмүн табуу боюнча эсептөө маселелерин чече алышат.
  • Талдоо: n=mM формуласынын негизги элементтерин бөлүп көрсөтүшөт.
  • Синтез: атом, масса жана Авогадро санынын ортосундагы байланышты схема түрүндө түзүп чыгышат.
  • Баалоо: Авогадро санынын илимдеги маанисин баалашат.

2.5. Тапшырмалардын форматы (PISA):

  1. Укуучу масса эки эсе көбөйсө, молекулалардын саны кандайча өзгөрөрүн аныкташы керек.
  2. Чыныгы сандык маалыматтарды колдонуп эсептеп, натыйжаны түшүндүрүү.

2.6. PISA форматындагы кошумча тапшырмалар

  1. Практикалык жагдай: дем алуудагы молекулалар.
    • Шарт: Адамдын бир жолу дем алуу көлөмү болжол менен 0.5 литр (нормалдык шарттарда: температура 0°C жана басым 1 атмосфера).
    • Суроо: Эгер газдын молярдык көлөмү 22.4л/моль деп белгилүү болсо, 0.5 литр абада канча молекула бар экенин аныктап көргүлө.
    • Ишара: адегенде абанын зат көлөмүн n таап, анан Авогадро санын колдонуп, молекулалардын санын N аныктоо.
  2. Экологиялык маселе: көмүр кычкыл газы.
    • Шарт: Бир машина бир жүрүшүндө атмосферага 200 г көмүр кычкыл газын (CO2) бөлүп чыгарат.
    • Суроо: Атмосферага канча көмүр кычкыл газынын молекуласы бөлүнүп чыгат?
    • Ишара: көмүр кычкыл газынын зат көлөмүн таап, Авогадро санын колдонуу.
  3. Медициналык маселе: глюкоза саны.
    • Шарт: Кан талдоого 1 г глюкоза (C6H12O6) керек.
    • Суроо: Бул 1 г глюкозада канча молекула бар?
    • Ишара: глюкозанын молярдык массасын таап, эсептеп чыгуу.
  4. Космостук маселе: жылдыздардагы суутек.
    • Шарт: Кичине жылдызда 1×1030г суутек бар деп болжолдонсун.
    • Суроо: Ал жылдызда канча суутек молекуласы бар?
    • Ишара: суутектин (H2) молярдык массасы жана Авогадро саны колдонулат.
  5. Эксперименттик маселе: суунун буулануусу.
    • Шарт: Эксперимент учурунда 18 г суу бууланып кетти.
    • Суроо: Процессте канча суу молекуласы бууланып кетти?
    • Ишара: суунун зат көлөмүн эсептеп, Авогадро санын колдонуу.
  6. Өндүрүштүк маселе: кычкылтек өндүрүү.
    • Шарт: Лабораторияда 32 г кычкылтек (O2) алынды дейли.
    • Суроо: 32 г кычкылтекте канча кычкылтек молекуласы өндүрүлдү?
    • Ишара: кычкылтектин молярдык массасы жана Авогадро саны колдонулат.

2.7. PISA форматындагы маселелердин чечилиши

  1. Практикалык жагдай: дем алуудагы молекулалар.
    • Шарт: Адам 0.5 л аба жутат.
    • Берилгендер: V=0.5л,Vm=22.4л/моль,NA=6.022×1023.
    • Чечүү:
      1. Зат көлөмүн табуу: n=VVm=0.522.4≈0.022моль.
      2. Молекулалардын санын табуу: N=n⋅NA=0.022⋅6.022×1023≈1.32×1022молекула.
    • Жооп: 1.32×1022молекула.
  2. Экологиялык маселе: көмүр кычкыл газы.
    • Шарт: m=200г көмүр кычкыл газы.
    • Берилгендер: MCO2=44г/моль,NA=6.022×1023.
    • Чечүү:
      1. Зат көлөмүн табуу: n=mM=20044≈4.55моль.
      2. Молекулалардын санын табуу: N=n⋅NA=4.55⋅6.022×1023≈2.74×1024молекула.
    • Жооп: 2.74×1024молекула.
  3. Медициналык маселе: глюкоза саны.
    • Шарт: m=1г глюкоза.
    • Берилгендер: MC6H12O6=180г/моль,NA=6.022×1023.
    • Чечүү:
      1. Зат көлөмүн табуу: n=mM=1180≈0.00556моль.
      2. Молекулалардын санын табуу: N=n⋅NA=0.00556⋅6.022×1023≈3.35×1021молекула.
    • Жооп: 3.35×1021молекула.
  4. Космостук маселе: жылдыздардагы суутек.
    • Шарт: m=1×1030г суутек.
    • Берилгендер: MH2=2г/моль,NA=6.022×1023.
    • Чечүү:
      1. Зат көлөмүн табуу: n=mM=1×10302=5×1029моль.
      2. Молекулалардын санын табуу: N=n⋅NA=5×1029⋅6.022×1023=3.01×1053молекула.
    • Жооп: 3.01×1053молекула.
  5. Эксперименттик маселе: суунун буулануусу.
    • Шарт: 18 г суу бууланып кетти.
    • Берилгендер: MH2O=18г/моль,NA=6.022×1023.
    • Чечүү:
      1. Зат көлөмүн табуу: n=mM=1818=1моль.
      2. Молекулалардын санын табуу: N=n⋅NA=1⋅6.022×1023=6.022×1023молекула.
    • Жооп: 6.022×1023молекула.
  6. Өндүрүштүк маселе: кычкылтек өндүрүү.
    • Шарт: 32 г кычкылтек (O2).
    • Берилгендер: MO2=32г/моль,NA=6.022×1023.
    • Чечүү:
      1. Зат көлөмүн табуу: n=mM=3232=1моль.
      2. Молекулалардын санын табуу: N=n⋅NA=1⋅6.022×1023=6.022×1023молекула.
    • Жооп: 6.022×1023молекула.