Гіпермаркет Знань>>Фізика і астрономія>>Фізика 7 клас>> Фізика: Агрегатний стан речовини.

  § 15. АГРЕГАТНИЙ СТАН РЕЧОВИНИ
  ■ Чи бували ви коло швидкої гірської річки? Подивіться на рисунок нижче (рис. 2.23). Навколо лежить сніг, завмерли на березі дерева, вкриті інеєм, що сяє в сонячних променях, а струмок не замерзає. Надзвичайно чиста, прозора вода розбивається об обмерзле каміння. 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.
 
Рис. 2.23. Різні агрегатні стани води
 

  1. Спостерігаємо різні агрегатні стани речовини
  Ви вже знаєте, що вода і лід (сніг, іній) — це два різні агрегатні стани води: рідкий і твердий. Поява інею на деревах пояснюється просто: вода з поверхні річки випаровується, перетворюючись на водяну пару. Водяна пара, у. свою чергу, конденсується й осідає у вигляді інею. Водяна пара — це третій стан води — газоподібний.
  Наведемо ще один приклад. Ви, безперечно, знаєте про небезпеку розбити медичний термометр: у ньому міститься ртуть — густа рідина сріблястого кольору, яка, випаровуючись, утворює дуже отруйну пару. А от за температури, нижчої від -39 °С, ртуть перетворюється на твердий метал. Таким чином, ртуть, як і вода, може перебувати у твердому, рідкому й газоподібному станах.
  Практично будь-яка речовина залежно від фізичних умов може перебувати в трьох агрегатних станах: твердому, рідкому й газоподібному. 
  У нашому прикладі з гірською річкою (рис. 2.23) присутні ці три агрегатні стани води.
  Існує ще один агрегатний стан — плазма. Наприклад, ртуть у плазмовому стані міститься в увімкнених ртутних лампах (так звані лампи денного світла). У мегасвіті плазма є поширеним станом речовини, бо саме в цьому стані перебуває речовина в надрах зір.
  Водяна пара, вода, лід — це три агрегатні стани тієї самої речовини, утвореної однаковими молекулами — молекулами води. Чому ж фізичні властивості речовин, які утворені однаковими молекулами, але перебувають у різних агрегатних станах, відрізняються одна від одної? Імовірно, причина такої відмінності полягає в тому, що молекули по-різному рухаються та взаємодіють?
  Які ж властивості мають речовини в різних агрегатних станах? Як при цьому рухаються та взаємодіють молекули?

  2. Спостерігаємо й пояснюємо фізичні властивості твердих тіл
  Подивіться уважно на рис. 2.24. Усі зображені на ньому тверді тіла відрізняються одне від одного: кольором виглядом тощо, вони виготовлені з різних речовин. Разом із тим вони мають і спільні властивості, притаманні всім твердим тілам.
  Тверді тіла зберігають об'єм та форму. Це пояснюється тим, що молекули (атоми) твердих тіл розташовані в позиціях рівноваги. Сили притягання і відштовхування між молекулами в цих позиціях дорівнюють одна одній. У разі спроби збільшити або зменшити відстань між молекулами (тобто збільшити або зменшити розмір) виникає відповідне міжмолекулярне притягання чи відштовхування (див. § 14).
  Ви знаєте, що, відповідно до атомно-молекулярної теорії, атоми (молекули) завжди перебувають у русі. Атоми твердих тіл практично не пересуваються з місця на місце — вони постійно рухаються біля певної точки, тобто коливаються. Тому тверді тіла зберігають не тільки об'єм, але й форму.

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

Рис. 2.25. Моделі кристалічних ґраток: а — алмазу, б — графіту. Кульками зображено центри атомів; ліній, що з'єднують атоми, насправді не існує, вони проведені лише для того, щоб пояснити характер просторового розташування атомів

 3. Розрізняємо кристалічні й аморфні речовини
  У ході вивчення будови твердих тіл за допомогою сучасних методів вдалося з'ясувати, що молекули й атоми більшої частини речовин у твердому стані розташовані в чітко визначеному порядку, фізики кажуть: утворюють кристалічні ґратки. Такі речовини називаються кристалічними. Прикладами кристалічних речовин можуть бути алмаз, графіт (рис. 2.25), лід, сіль (рис. 2.26), метали тощо.
  Порядок розташування атомів (молекул) у кристалічних ґратках речовини визначає її фізичні властивості. Так, наприклад, алмаз і графіт складаються з тих самих атомів — атомів Карбону, однак ці речовини вельми відрізняються одна від одної, бо в них порізному розташовані атоми (див. рис. 2.25).
 
Рис. 2.26. Моделі кристалічних ґраток: а — льоду; б — кухонної солі (маленькі кульки — атоми Натрію, великі — атоми Хлору)

Рис. 2.28. Молекули рідини розташовані майже впритул одна до одної. У невеликому об'ємі рідини спостерігається взаємна орієнтація сусідніх молекул (існує ближній порядок). У цілому ж молекули рідини розташовані хаотично
 
  Існує група твердих речовин (скло, віск, смола, бурштин тощо), молекули (атоми) яких не утворюють кристалічних ґраток і в цілому розташовані безладно. Такі речовини називають аморфними.
  За певних умов тверді тіла плавляться, тобто переходять у рідкий стан. Кристалічні речовини плавляться за певної температури. Наприклад, лід зазвичай переходить у рідкий стан, якщо температура дорівнює О °С, нафталін — якщо сягає 80 °С, ртуть — якщо падає до -39 °С. На відміну від кристалічних, аморфні речовини не мають певної температури плавлення. У разі збільшення температури вони переходять у рідкий стан посту¬пово (танення воскової свічки).

  4. Спостерігаємо й пояснюємо фізичні властивості рідин
  Рідини легко змінюють свою форму й набувають форми тієї посудини, у якій вони містяться, проте об'єм рідини при цьому є незмінним (рис. 2.27). Понад те, якщо ми спробуємо стиснути рідину, нам це не вдасться. Щоб довести нестисливість рідин, науковці провели дослід: воду налили у свинцеву кулю, яку запаяли, а потім стиснули потужним пресом. Вода не стислась, а просочилася крізь стінки кулі.
  Здатність рідин зберігати свій об'єм пояснюється тим, що, як і у твердих тілах, молекули в рідинах розташовані близько одна до одної (рис. 2.28).
  Молекули рідини доволі щільно впаковані, однак вони не тільки коли-ваються на тому самому місці в оточенні найближчих «сусідів», але й досить легко можуть переміщуватися об'ємом, зайнятим рідиною. Тому рідини зберігають об'єм, але не зберігають форми — вони є плинними.

 5. Пояснюємо фізичні властивості газів
  Слово «газ» походить від грецького сіїаов («хаос», «безлад»), І справді, для газоподібного стану речовини характерний повний безлад у взаємному розташуванні та русі молекул.
Молекули газу розташовані на відстанях, які в десятки та сотні разів перевищують розміри молекул. На таких відстанях молекули практично не взаємодіють одна з одною, тому молекули газу розлітаються й газ займає весь наданий об'єм. Великими відстанями між молекулами пояснюється й той факт, що гази легко стиснути.
Щоб зрозуміти, як рухаються молекули газу, уявімо рух однієї молеку¬ли. Ось вона рухається в якомусь напрямку, на своєму шляху зіштовхується з іншою молекулою, змінює напрямок і швидкість свого руху й летить далі, до наступного удару (рис. 2.29). Чим більшою є кількість молекул у посу¬дині, тим частіше вони зіштовхуються. Наприклад, кожна молекула, що входить до складу повітря в класній кімнаті, зіштовхується з іншими мо¬лекулами та змінює швидкість свого руху приблизно п'ять мільярдів разів за секунду.
О ПІДБИВАЄМО ПІДСУМКИ
Практично будь-яка речовина залежно від фізичних умов може існу¬вати в трьох агрегатних станах: твердому, рідкому й газоподібному.
Коли речовина переходить з одного стану в інший, змінюється взаємне розташування молекул і характер їхнього руху, однак склад молекул зали-шається незмінним.

Контрольні запитання
1. Назвіть речовину, яку часто можна спостерігати в трьох різних аг-регатних станах. 2. Чи можна стверджувати, що ртуть — завжди рідина, а повітря — завжди газ? 3. Чи відрізняються одна від одної 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'єм?
Вправи
1. Виберіть правильну відповідь.
Коли перелити рідину з однієї посудини в другу, вона:
а) змінює і форму, і об'єм;
б) зберігає і форму, і об'єм;
в) зберігає об'єм, але змінює форму;
г) зберігає форму, але змінює об'єм.
2. Вода випарувалась і перетворилась на пару. Чи змінилися при цьо¬му молекули води? Як змінилися розташування молекул і харак¬тер їхнього руху?
3. Чи може алюміній бути 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, яка частково за-повнена водою, над поверхнею води немає?
7. У чайнику кипить вода. Чи справді ми бачимо водяну пару, що ви-ходить із носика?
 
Фізика та техніка в Україні
 
Батько видатного вченого Миколи Миколайовича Боголюбова (1909—1992) вважав, що дитина швидше набуває знань, ніж доросла людина, тому почав навча¬ти своїх синів читати й писати з 4-х років, а незабаром познайомив їх і з основами іноземних мов. Микола з дитинства мав надзвичайну працездатність. Знання талановитого 13-річного хлопчика з математики та фі¬зики майже дорівнювали університетському курсу. Тож у 1925 році Президія Укрголовнауки прийняла рішен¬ня: «Враховуючи феноменальні здібності з математики, вважати М. М. Боголюбова (у 16 років!!!) на положенні аспіранта науково-дослідної кафедри в Києві». М. М. Боголюбов (на фото в центрі) протя¬гом усього життя був тісно пов'язаний з українською наукою. Понад 45 років він працював

в Академії наук України, був професором Київського університету.
 

Підручники та книги по всім предметам, плани конспектів уроків з фізики, реферати та конспекти уроків з фізики 8 класу

Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам

Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь - Образовательный форум