Агрегатний стан речовини - Гіпермаркет знань

Гіпермаркет знань >> фізика >> Фізика 7 клас >> Агрегатний стан речовини

• Чи бували ви взимку на березі швидкої гірської річки? Подивіться на малюнок нижче (рис. 2.23). Навколо лежить сніг, завмерли на березі дерева, покриті інеєм, який сяє в сонячних променях, а річка не замерзає. Надзвичайно чиста, прозора вода розбивається об обмерзлі камені. Чому з'явився іній? У чому відмінність води і льоду? Чи є між ними подібність? У цьому параграфі ви обов'язково знайдете відповіді на ці питання.

1. Спостерігаємо різні агрегатні стани речовини

Ви вже знаєте, що вода і лід (сніг, іній) - це два різних агрегатних стану води : Рідке і тверде. Поява інею на деревах пояснюється просто: вода з поверхні річки випаровується, перетворюючись на водяну пару. Водяна пара, в свою чергу, конденсується і осідає у вигляді інею. Водяна пара - це третій стан води - газоподібний.

Наведемо ще один приклад. Ви, безумовно, знаєте про небезпеку розбити медичний термометр: в ньому міститься ртуть - густа рідина сріблястого кольору, яка, випаровуючись, утворює дуже отруйний пар. А ось при температурі нижче -39 ° С ртуть перетворюється в твердий метал. Таким чином, ртуть, як і вода, може перебувати в твердому, рідкому і газоподібному станах.

Практично будь-яка речовина в залежне ти від фізичних умов може перебувати в трьох агрегатних станах: твердому, рідкому і газоподібному.

Мал. 2.23 Різні агрегатні стани води

У нашому прикладі з гірською річкою (рис. 2.23) присутні всі три агрегатних стани води.

Існує ще одне агрегатний стан речовини - плазма. Наприклад, ртуть в плазмовому стані міститься у включених ртутних лампах (так звані лампи денного світла). У мегамире плазма є поширеним станом речовини, так як саме в цьому стані знаходиться речовина в надрах зірок.

Водяна пара, вода, лід - це три агрегатних стани одного і того ж речовини, утвореного однаковими молекулами - молекулами води. Чому ж Фізичні властивості речовин, утворених однаковими молекулами, але знаходяться в різних агрегатних станах, відрізняються один від одного? Ймовірно, причина такої відмінності полягає в тому, що молекули по-різному рухаються і взаємодіють.

Які ж властивості мають речовини в різних агрегатних станах? Як при цьому рухаються і взаємодіють молекули ?

2. Спостерігаємо і пояснюємо фізичні властивості твердих тіл

Подивіться уважно на рис. 2.24. Всі зображені на ньому тверді тіла відрізняються один від одного: кольором, видом і т. П., Вони виготовлені з різних речовин. Разом з тим вони мають і загальні властивості, притаманні всім твердих тіл .

Тверді тіла зберігають об'єм і форму. Це пояснюється тим, що атоми і молекули твердих тіл розташовані в позиціях рівноваги. Сили тяжіння і відштовхування між молекулами ( атомами ) В цих позиціях рівні один одному. У разі спроби збільшити або зменшити відстань між частинками (т. Е. Збільшити або зменшити розмір тіла) виникає відповідно межмолекулярное тяжіння або відштовхування (див. § 14).

Ви знаєте, що відповідно до атомно-молекулярної теорії атоми (молекули) завжди знаходяться в русі. Частинки твердих тіл практично не пересуваються з місця на місце - вони постійно рухаються біля певної точки, т. Е. Коливаються. Тому тверді тіла зберігають не тільки обсяг , А й форму.

Мал. 2.24. Незважаючи на зовнішні відмінності, будь-які тверді тіла зберігають форму і об'єм

Мал. 2.25 Моделі кристалічних решіток: про - алмазу, 6 - графіту. Кульками зображені центри атомів; ліній, що з'єднують атоми, насправді не існує, вони проведені тільки для того, щоб пояснити характер просторового розташування атомів

3. Розрізняємо кристалічні і аморфні речовини

В ході вивчення будови твердих тіл за допомогою сучасних методів вдалося з'ясувати, що молекули й атоми більшості речовин в тведого стані розташовані в строго визначеному порядку, фізики кажуть: утворюють кристалічну решітку. Такі речовини називаються кристалічними. Прикладами кристалічних речовин можуть бути алмаз, графіт (рис. 2.25), лід, сіль (рис. 2.26), метали і т. П.

Порядок розташування атомів в кристалічній решітці речовини визначає його Фізичні властивості . Так, наприклад, алмаз і графіт складаються з одних і тих самих атомів - атомів вуглецю, однак ці речовини дуже відрізняються один від одного, так як атоми в них розташовані по-різному (див. Рис. 2.25).

Мал. 2.26. Моделі кристалічних решіток: а - льоду б - кухонної солі (маленькі кульки - атоми натрію, великі - атоми Хлору)

Мал. 2.27. У рідкому стані речовина зберігає об'єм, але набуває форму судини, в якому знаходиться

Мал. 2.28. Молекули рідини розташовані майже впритул один до одного. У невеликому обсязі рідини спостерігається взаємна орієнтація сусідніх молекул (існує ближній порядок). В цілому ж молекули рідини розташовані хаотично

Існує група твердих речовин (скло, віск, смола, бурштин і т. П.), Молекули (атоми) яких не утворюють кристалічної решітки і в цілому розташовані безладно. Такі речовини називають аморфними.

При певних умовах тверді тіла плавляться, т. Е. Переходять в рідкий стан. Кристалічні речовини плавляться при певній температурі. Наприклад, лід зазвичай переходить в рідкий стан, якщо температура дорівнює О ° С, нафталін - якщо досягає 80 ° С, ртуть - якщо падає до -39 ° С. На відміну від кристалічних, аморфні речовини не мають визначенні температури плавлення. У разі збільшення температури вони переходять в рідкий стан поступово (танення воскової свічки).

4. Спостерігаємо і пояснюємо фізичні властивості рідин

Рідини легко змінюють свою форму і набувають форму того судини, в якому вони містяться, проте обсяг рідини при цьому є незмінним (рис. 2.27). Більш того, якщо ми спробуємо стиснути рідину, нам це не вдасться. Щоб довести нестисливі рідин, вчені провели експеримент: воду налили в свинцева куля, який запаяли, а потім стиснули потужним пресом. Вода не стиснулася, а просочилася крізь стінки кулі.

Здатність рідин зберігати свій обсяг пояснюється тим, що, як і в твердих тілах, молекули в рідинах розташовані близько один від одного (рис. 2.28). Молекули рідини досить щільно упаковані, однак вони не тільки коливаються на одному і тому ж місці в оточенні найближчих «сусідів», а й досить легко можуть переміщатися за обсягом, зайнятого рідиною. Тому рідини зберігають обсяг, але не зберігають форми - вони є текучими.

Мал. 2.29 Рух і розташування молекул в газах: а - напрям руху молекул змінюється в результаті їх зіткнення з іншими молекулами; б - приблизна траєкторія руху молекули повітря при нормальному тиску (збільшення в мільйон разів)

5. Пояснюємо фізичні властивості газів

слово « газ »Походить від грецького chaos (« хаос »,« безлад ») І справді, для газоподібного стану речовини характерний повний безлад у взаємному розташуванні і русі молекул.

Молекули газу розташовані на відстанях, які в десятки і сотні разів перевищують розміри молекул. На таких відстанях молекули практично не взаємодіють один з одним, тому молекули газу розлітаються і газ займає весь наданий об'єм. Великими відстанями між молекулами пояснюється і той факт, що гази легко стиснути.

Щоб зрозуміти, як рухаються молекули газу, уявімо собі рух однієї молекули. Ось вона рухається в якомусь напрямку, на своєму шляху стикається з іншою молекулою, змінює напрямок і швидкість свого руху і летить далі, до наступного удару (рис. 2.29). Чим більше кількість молекул в посудині, тим частіше вони стикаються. Наприклад, кожна молекула, що входить до складу повітря в класній кімнаті, стикається з іншими молекулами і змінює швидкість свого руху приблизний але п'ять мільярдів раз в секунду.

• підводимо підсумки

Практично будь-яка речовина в залежності від фізичних умов може існувати в трьох агрегатних станах: твердому, рідкому і газоподібному.

Коли речовина переходить з одного стану в інший, змінюється взаємне розташування молекул і характер їх руху, однак склад молекул залишається незмінним.

• Контрольні питання

1. Назвіть речовину, яка часто можна спостерігати в трьох різних агрегатних станах.

2. Чи можна стверджувати, що ртуть - завжди рідина, а кисень - завжди газ?

3. Чи відрізняються один від одного молекули водяної пари і льоду?

4. Чому тверді тіла зберігають об'єм і форму?

5. У чому подібність і в чому відмінність кристалічних і аморфних речовин?

6. Як рухаються молекули в рідинах?

7. Чому гази займають весь наданий об'ем?

1. Виберіть правильну відповідь.

Якщо перелити рідину з однієї судини в іншій, вона:

а) змінює і форму, і обсяг;
б) зберігає і форму, і обсяг;
в) зберігає обсяг, але змінює форму;
г) зберігає форму, але змінює обсяг.

2. Вода випарувалася і перетворилася на пару. Чи змінилися при цьому молекули води? Як змінилися розташування молекул і характер їх руху?
3. Чи може алюміній перебувати в газоподібному стані?
4. Чи може газ заповнити банку наполовину?
5. Чи легко стиснути воду? Відповідь обґрунтуйте.
6. Чи можна стверджувати, що в закритій посудині, частково заповненому водою, над поверхнею води води немає?
7. У чайнику кипить вода. Чи справді ми бачимо водяна пара, що виходить з носика?

• Фізика і техніка в Україні
  

Батько видатного вченого Миколи Миколайовича Боголюбова (1909- 1992) вважав, що дитина швидше набуває знання, ніж доросла людина, тому почав вчити своїх синів читання та письма з 4-річного віку, а незабаром познайомив їх і з основами іноземних мов. Микола з дитинства був надзвичайно працездатним. Знання талановитого 13-річного хлопчика з математики та фізики майже рівні були університетському курсу. Тому в 1925 році Президія Укрглавнаукі прийняв рішення: «З огляду на феноменальні здібності з математики, вважати H. М. Боголюбова (в 16 років !!!) на положенні аспіранта науково-дослідної кафедри в Києві». H. Н. Боголюбов (на фото в центрі) на протязі всього життя був тісно пов'язаний з українською наукою. Понад 45 років він працював в Академії наук України, був професором Київського університету .

• експериментальні завдання

1. Використовуючи стакан з водою, доведіть, що в гумовій груші є повітря.

2. Аморфні тіла називають дуже в'язкими рідинами. Використовуючи свічку і, наприклад, маркер, доведіть, що віск, нехай дуже повільно, але тече. Для цього покладіть маркер на підвіконня, зверху - перпендикулярно до маркера - покладіть свічку і залиште так на кілька днів. Поясніть результати свого експерименту.

Фізика. 7 клас: Підручник / Ф. Я. Божинова, Н. М. Кірюхін, О. О. Кірюхіна. - X .: Видавництво «Ранок», 2007. - 192 с .: іл.

зміст уроку

конспект уроку і опорний каркас презентація уроку інтерактивні технології акселеративного методи навчання Практика тести, тестування онлайн завдання і вправи домашні завдання практикуми та тренінги питання для дискусій в класі Ілюстрації відео- та аудіоматеріали фотографії, картинки графіки, таблиці, схеми комікси, притчі, приказки, кросворди, анекдоти, приколи, цитати Доповнення реферати шпаргалки фішки для допитливих статті (МАН) література основна та додаткова словник термінів Удосконалення підручників та уроків виправлення помилок в підручнику заміна застарілих знань новими Тільки для вчителів календарні плани навчальні програми методичні рекомендації обговорення Ідеальні уроки-кейси

Якщо у вас є виправлення або пропозиції до даного уроку, Напишіть нам .

Якщо ви хочете побачити інші коригування та побажання до уроків, дивіться тут - освітній форум .