Siły międzycząsteczkowe - zjawisko napięcia powierzchniowego

Scenariusz lekcji fizyki w klasie I gimnazjum

Temat lekcji: Siły międzycząsteczkowe - zjawisko napięcia powierzchniowego.

Cele lekcji:

Po zakończeniu lekcji uczeń potrafi:
- opisać zjawisko napięcia powierzchniowego na dowolnym przykładzie;
- wyjaśnić rolę mydła i detergentów;
- opisać przebieg i wynik przeprowadzonych doświadczeń.

Metody pracy: eksperyment, obserwacja, prezentacja filmu z użyciem DVD, pogadanka.

Formy pracy:
-zbiorowa;
- grupowa.
.
Środki dydaktyczne: monety, woda, żyletka, pieprz, płyn do naczyń, nitka, szklanka, zużyta karta telefoniczna, płyta z filmem, DVD, podręcznik „Świat fizyki” cz.1.

Plan pracy:
1. Czynności organizacyjne.
2. Przypomnienie potrzebnych wiadomości z poprzedniej lekcji.
3. Realizacja lekcji.
4. Podsumowanie.
5. Zadanie pracy domowej.

Ad. 3. Realizacja lekcji:

N: Wykonuje doświadczenia wprowadzające do tematu lekcji:

1. Do szklanki napełnionej wodą wrzuca monety.
U: Opisują wynik obserwacji: Wrzucane przedmioty toną. Mimo tego woda nie wylewa się ze szklanki. Na powierzchni wody widoczna jest błonka, która ulega wybrzuszeniu.

2. Na powierzchni wody umieszcza żyletkę.
U: Opisują wynik obserwacji: Żyletka nie tonie, lecz utrzymuje się na powierzchni wody.

N: Zjawisko występowania błonki na powierzchni cieczy nosi nazwę zjawiska napięcia powierzchniowego.
Jak myślicie o czym świadczy pojawienie się takiej błonki?

U: Świadczy to o dużych siłach spójności między cząsteczkami wody zwłaszcza tymi tworzącymi błonę powierzchniową.

Następnie uczniowie zapisują wniosek z doświadczeń do zeszytów.

N: Istnienie tej błony wykorzystują nartniki – owady poruszające się po powierzchni wody w stawach i rzekach.

U: Oglądają krótki film przedstawiający poruszające się po wodzie nartniki.

N: Proszę teraz przedstawić informacje o znaczeniu detergentów dla napięcia powierzchniowego.
U : Jedna z grup uczniów prezentuje informacje o wpływie detergentów na napięcie powierzchniowe. Wyjaśnia rolę mydła i detergentów w procesie prania.
N: W razie potrzeby nauczyciel uzupełnia informacje przygotowane przez uczniów.

Następnie kolejne grupy uczniów prezentują i omawiają przygotowane doświadczenia (opis wykonywania kolejnych czynności znajduje się w podręczniku):

1. Doświadczenie 4, str. 112

Wniosek1:
Fakt przesunięcia się nitki ze środka szklanki świadczy o istnieniu sił spójności między cząsteczkami błonki mydlanej, które dążą do maksymalnego zmniejszenia powierzchni błonki.
Wniosek 2:
Ponowne naciągnięcie błonki na cały otwór szklanki świadczy o tym, że detergenty
zmniejszają napięcie powierzchniowe i „uelastyczniają” błonkę.

2. Doświadczenie 3, str.112

a) Wniosek:
Nie da się palcem odsunąć pieprzu z części powierzchni wody, bo są duże siły wzajemnego przyciągania cząsteczek wody.
b) Wniosek:
Cząsteczki pieprzu rozsuwają się pozostawiając plamę czystej wody, ponieważ dodanie detergentu zmniejsza napięcie powierzchniowe wody i cząsteczki pieprzu przesuwają się w miejsca, gdzie działają siły przyciągania międzycząsteczkowego.

3. Doświadczenie 5, str. 113

Wniosek:
Karta płynie jakby miała napęd, ponieważ w miejscu zetknięcia wody z płynem do naczyń cząsteczki oddalają się od siebie i te z nich, które poruszają się w stronę karty, popychają ją.

Ad. 4. Podsumowanie.

- Opisz zjawisko napięcia powierzchniowego na przykładzie wybranym z dzisiejszej lekcji.
- Wyjaśnij rolę mydła i detergentów.

Ad. 5. Omówienie i zadanie pracy domowej

N: Prezentuje menisk wklęsły na przykładzie wody w wąskiej rurce. Poleca uczniom przeczytać tekst w podręczniku ze str. 114, odszukać w Internecie i w innych dostępnych uczniom źródłach wiedzy informacje o menisku, jego rodzajach i występowaniu w przyrodzie oraz odpowiedzi na pyt.2 i 3 ze str. 114.