31
теория, молекулалар немесе атомдардың қозғалыс сипаты мен өзара
әсерлесуін қарастыру тұрғысынан денелердің қасиеттері мен заттарда өтетін
құбылыстарды қалай түсіндіретінін біледі.
Алайда, әрине, молекулалық физика заттың құрылысы туралы барлық
сұрақтарға толығымен жауап бере алмайды. Зат күйінің параметрлері
арасындағы көптеген қатынастарды, денелер мен құбылыстардың
макроскопиялық қасиеттерін олардың ішкі құрылысындағы ерекшеліктерді
ескермей-ақ қорытып шығаруға және түсіндіруге болады.
Денелердің әртүрлі қасиеттері мен зат күйінің өзгерістерін оларды құрайтын
бөлшектердің қозғалысы мен өзара әсерлесуінің сипаты туралы түсініктерді
пайдаланбай қарастыратын физиканың бөлімі
термодинамика деп аталады.
Термодинамикада термодинамикалық жүйе және термодинамикалық
процестер ұғымы жиі пайдаланылады.
Термодинамикада термодинамикалық жүйелердің неғұрлым жалпы
қасиеттері мен оларда өтетін процестер олардың механизмі тұрғысынан емес,
осы процестерде болатын энергияның түрленуі тұрғысынан қарастырылады.
Бұнда термодинамика орасан зор тәжірибелік фактілердің қорытындысы
болып табылатын қайсыбір жалпылама заңдарға (бастамаларға) сүйенеді.
оқушылардың дайындық деңгейіне қойылатын талаптар
Жылу физикасы бойынша оқушылар
— игерілген ұғымдарды (орташа квадраттық жылдамдық, қыздырғыш,
суытқыш, жылуқозғалтқышының ПӘК) идеал газ заңдарының, термо-
динамика заңдарының физикалық мағынасын түсіндіру үшін
пайдалануды;
— газ заңдарын, табиғаттағы процестердің қайтымсыздығын, жылу
машиналарының адам өміріндегі рөлін және оларды пайдаланудағы
экологиялық проблемаларды
сипаттауды және түсіндіруді;
— термодинамиканың бірінші заңын идеал газдағы процестерге
қолдануды;
— идеал газ күйінің параметрлеріне өлшеулер
жүргізуді;
— газдардың молекулалық-кинетикалық теориясының негізгі теңдеуін
(Менделеев—Клапейрон) пайдаланып, зат мөлшерін, температураны
анықтауға, термодинамиканың бірінші заңын, ПӘК формуласын пайдаланып
идеал газдың ішкі энергиясының өзгерісін, жылу қозғалтқыштарының ПӘК
есептеп шығаруға арналған сапалық және сандық есептерді
шығаруды білуі
және
игеруі тиіс.
Молекулалық физиканың негізгі түсініктері мен теңдеулері
Молекулалық-кинетикалық теория. Қазіргі физика — бұл атомдық
Физика. Сондықтан ең алдымен оқушыларға заттың атомдық-молекулалық
құрылысымен танысуға мүмкіндік беру керек.
Осыған байланысты молекулалық физиканың негіздері туралы білімді
термодинамика заңдарын зерделеу барысында пайдалану үшін оны
оқып-үйренуді кинетикалық теориядан бастау маңызды. Тарауды оқыту
бағдарламасының құрылымы дәл осындай, яғни онда молекулалық-
кинетикалық түсініктер энергетикалық түсініктерден бұрын беріледі,
32
тараудың мұндай құрылымы оқытудың екі деңгейінде де аталған түсініктерді
енгізудегі және оларды дамытудағы сабақтастықты ескереді.
Оқу бағдарламасына сәйкес бүкіл тараудың материалын молекулалық-
кинетикалық түсініктер негізінде зерделеу ұсынылады.
Оқытудың бірінші деңгейінде молекулалық құбылыстардың микромеханизмін
сапалы түсіндіру негізінде молекулалық физиканың кең көлемді мәселелері
қарастырылады, бұл физиканы оқытудың екі деңгейінде молекулалық
физиканы зерделеудегі сабақтастықты жүзеге асыру үшін негіз қалайды.
Тарауды оқып-үйрену кезінде оқытудың бірінші деңгейімен сабақтастығына
емес, сонымен бірге молекулалық физиканың механикадан кейін оқытылатыны
да ескеріледі.
Механикадан молекулалық физикаға өту – танымдық тұрғыдан маңызды
кезең, өйткені молекулалық физикада оқушылар материя қозғалысының
механикада оқытылатын механикалық қозғалыстан түбегейлі өзгеше
жылулық формасымен танысады. Молекулалық физикада қолданылатын
зерттеу әдістерінің күшін көрсету және тараудың басында-ақ молекулалардың
негізгі сипаттамалары (өлшемі, жылдамдығы, массасы және т.б.) мен олардың
заттардың макроқасиеттерімен байланысын қарастыру көзделеді.
Молекулалық-кинетикалық теория мен термодинамика заңдары тарауды
мазмұндаудың теориялық негізі болып табылатыны жоғарыда айтылды.
Тараудың маңызды әдістемелік міндеті – жылу құбылыстарын оқытуда
динамикалық (механикалық және термодинамикалық) және статистикалық
(молекулалық-кинетикалық) заңдылықтар арасындағы қатынасты көрсету
болып табылады.
Механикадан молекулалық физикаға (және термодинамикаға) өтуде
сабақтастықты жүзеге асыру әдістемелік тұрғыдағы маңызды мақсатқа, яғни
әлемнің механикалық бейнесінің жылулық құбылыстарға кеңею процесін
ашуға, жылу теориясының дамуындағы статистикалық идеялардың рөлін
және динамикалық теория ретіндегі механиканың қолданылу шегарасын
көрсетуге қол жеткізуді камтамасыз етеді. Бірақ молекулалық-кинетикалық
теорияны оқып-үйренгенде динамикалық түсініктер материяның механикалық
және жылулық қозғалыстарының сапалық айырмашылықтарын меңгеруді
қиындатпай, керісінше, оған септес болып, сәйкес рөл атқаруы керектігін
ескеру маңызды. Оның үстіне молекулалық-кинетикалық теорияны оқытқанда
газдардың кинетикалық теориясының негізгі теңдеуін газ молекулаларының
ыдыстың қабырғасымен соқтығысуы туралы динамикалық түсініктер негізінде
қорытып шығаруға және газ қысымын есептеп шығару кезінде механика
заңдарын қолдануға көп уақыт пен көңіл бөлінеді.
Мұнда оқушылардың жылулық құбылыстарды оқып-үйренгенде динами-
калық түсініктердің рөлін түсінгендері маңызды. Бұл түсініктердің жылулық
тепе-теңдік күйді тағайындау процесін қарастырған кезде мәні зор: соқтығысу
кезінде газдағы молекулалар арасында жылулық тепе-теңдік орнайды
және осы күйде соқтығысу енді газдың қысымы мен температурасына әсер
етпейді, ал молекулалардың өлшемдері мен олардың өзара әсерлесуінің потен-
циалдық энергиясын ескермеуге болады. Бұдан идеал газдың қысымы оның
молекулаларының кинетикалық энергиясымен байланысты болуы тиіс екені
шығады.
Достарыңызбен бөлісу: |
