Оборудование, используемое в учебном эксперименте по основам молекулярно-кинетической теории и термодинамики



Учебный эксперимент по МКТ. Оборудование, необходимое для постановки данного эксперимента обозначено здесь.

Многое из того оборудования, которое используется при постановке учебного эксперимента по механике, используется также при постановке эксперимента по основам молекулярно-кинетической теории и термодинамики.

Вместе с тем, есть и такое оснащение кабинета, которое используется практически только в демонстрационном эксперименте по основам этих теорий.

Молекулярно-кинетическая теория рассматривает хаотическое тепловое движение частиц, из которых состоят макроскопические тела. Вводит характеристики такого движения и связывает их с макроскопическими характеристиками тел. Она объясняет явления макромира на основе представлений о тепловом движении и взаимодействии молекул.

Из-за невозможности непосредственного наблюдения теплового движения частиц, из которых состоят различные вещества, ставится физический эксперимент, позволяющий опосредствованно судить о наличии такого движения (диффузия, броуновское движение) или демонстрировать его механическую модель. В последнем случае используется модель для демонстрации броуновского движения, из которой вынута шайба, имитирующая броуновскую частицу.

При демонстрации явления поверхностного натяжения используются проволочные фигуры, с помощью которых демонстрируются свойства мыльных пленок, и проекционный динамометр. При демонстрации капиллярных явлений — наборы капиллярных трубок и фильтровальная бумага, по порам которой поднимается жидкость.

Для демонстрации явления диффузии в газах и скорости его протекания используются летучие сильно пахнущие жидкости и пористый сосуд, помогающий понять, что молекулы различных газов при одинаковой температуре движутся с различными скоростями. Действие сил межмолекулярного взаимодействия демонстрируется с помощью свинцовых цилиндров и стеклянных пластинок, прилипающих к поверхности воды.

При изучении броуновского движения используется и его механическая модель, и микроскоп с приспособлениями для индивидуального наблюдения, и специальная камера.

При изучении адиабатного сжатия воздуха используется воздушное огниво. Для демонстрации теплопроводности используется специально разработанный прибор или два стержня одинакового диаметра, изготовленные из разных металлов, с прикрепленными к ним с помощью пластилина или парафина деревянными палочками или гвоздиками.

Для демонстрации различных видов теплопередачи используются пробирки с кипящей водой, трубка для демонстрации конвекции в жидкости, теплоприемник, источник тепла (обычно электроплитка), жидкостный манометр.

Прибор для изучения газовых законов представляет собой металлический гофрированный сосуд переменного объема, в котором может удерживаться воздух постоянной массы.

Среди оснащения, используемого при изучении основ молекулярно-кинетической теории и термодинамики должны быть (кроме упоминавшихся выше) такие измерительные средства как демонстрационные (жидкостный и электрический) и лабораторные термометры; психрометры и гигрометры; калориметры. Имеются также различные наборы (для изучения капиллярности, модуля упругости, тел для калориметра) и модели (турбины и четырехтактного двигателя внутреннего сгорания).

Завершая обзор учебного оборудования, отметим, что во многих случаях конкретное физическое явление, проявление конкретного физического закона можно воспроизвести, используя разное оборудование, собирая разные учебные экспериментальные установки. Самый необходимый минимум оборудования  для постановки учебного эксперимента по механике школьные кабинеты, как правило, имеют. Но отсутствие в кабинете того или иного прибора вовсе не означает, что демонстрация или лабораторная работа неосуществимы. Так, многие школы не имеют в своем распоряжении универсальной установки для опытов по кинематике и динамике. В этом нет ничего страшного. Не следует думать, что только с помощью такой установки можно обеспечить учебный эксперимент по кинематике и динамике. Обладая многими достоинствами, они не лишены и недостатков, которых можно избежать, используя более простое оборудование. К тому же, если на всем протяжении изучения механики ученик будет видеть только одну и ту же установку, даже очень хорошую, он невольно станет  связывать все изучаемые понятия и связи между ними только с данной конкретной установкой, а это будет мешать формированию обобщенных подходов к изучению материала. Сказанное относится к любой теме школьного курса физики. Будущие учителя должны быть, прежде всего, психологически готовы к тому, что воспроизвести предмет познания можно самыми разными способами и на разном оборудовании, иногда с помощью самых простых подручных средств. Такие демонстрации оказываются во многих отношениях гораздо ценнее, чем поставленные только с использованием сложного заводского оборудования.

Похожие записи:
    None Found
Запись опубликована в рубрике Физика с метками . Добавьте в закладки постоянную ссылку.