Развитие взглядов на строение вещества кратко физика
Обновлено: 03.07.2024
Предположение о том, что любое вещество состоит из мельчайших неделимых частиц — атомов, было высказано около 2500 лет назад древнегреческими философами Левкиппом и Демокритом. По их представлениям все тела образуются в результате соединения атомов. Различия в свойствах тел объясняются тем, что тела состоят из различных атомов или одинаковые атомы по-разному соединены между собой в пространстве.
Файлы: 1 файл
физика МКТ.docx
Развитие представлений о строении вещества.
Предположение о том, что любое вещество состоит из мельчайших неделимых частиц — атомов, было высказано около 2500 лет назад древнегреческими философами Левкиппом и Демокритом. По их представлениям все тела образуются в результате соединения атомов. Различия в свойствах тел объясняются тем, что тела состоят из различных атомов или одинаковые атомы по-разному соединены между собой в пространстве.
Работы М. В. Ломоносова.
Существенный вклад в развитие молекулярно-кинетических представлений сделал в середине XVIII в. великий русский ученый Михаил Васильевич Ломоносов (1711—1765). Он объяснил основные свойства газа, предположив, что все молекулы газа движутся беспорядочно, хаотично и при столкновениях отталкиваются друг от друга. Беспорядочным движением молекул М. В. Ломоносов впервые объяснил природу теплоты. Так как скорости теплового движения молекул могут быть сколько угодно велики, температура вещества по его представлениям не имеет ограничения сверху. При уменьшении скорости молекул до нуля должно быть достигнуто минимальное возможное значение температуры вещества. Объяснение природы теплоты движением молекул и вывод о существовании абсолютного нуля температуры, сделанный М. В. Ломоносовым, получили теоретическое и экспериментальное подтверждение в конце XIX в.
Основные положения молекулярно-кинетической теории.
Молекулярно-кинетической теорией называется учение о строении и свойствах вещества, использующее представления о существовании атомов и молекул как наименьших частиц химического вещества.
Способность газов неограниченно расширяться, упругость газов, жидкостей и твердых тел, способность к взаимному проникновению тел путем диффузии можно объяснить, если принять следующие положения молекулярно-кинетической теории строения вещества: вещество состоит из частиц — атомов и молекул; эти частицы хаотически движутся; частицы взаимодействуют друг с другом.
Движение атомов и молекул, их взаимодействия подчиняются законам механики. Это позволяет использовать законы механики для выяснения свойств тел, состоящих из большого числа хаотически движущихся малых частиц.
Взаимодействие атомов и молекул.
При сближении двух атомов или молекул сначала преобладают силы притяжения. Но на некотором расстоянииr0 между их центрами силы отталкивания возрастают настолько, что становятся равными по модулю силам притяжения. При дальнейшем сближении силы отталкивания превосходят силы притяжения (рис. 77). Силы притяжения между атомами и молекулами препятствуют растяжению твердоготела, силы отталкивания препятствуют его сжатию.
Действие сил молекулярного притяжения обнаруживается в опыте со свинцовыми цилиндрами, слипающимися после очистки их поверхностей (рис. 78).
Тепловое движение молекул.
Молекулы и атомы в твердом теле совершают беспорядочные колебания относительно положений, в которых силы притяжения и отталкивания со стороны соседних атомов уравновешены (рис. 79).
В жидкости молекулы не только колеблются около положения равновесия, но и совершают перескоки из одного положения равновесия в соседнее, эти перескоки молекул являются причиной текучести жидкости, ее способности принимать форму сосуда.
В газах обычно расстояния между атомами и молекулами в среднем значительно больше размеров молекул. Силы отталкивания на больших расстояниях не действуют, поэтому газы легко сжимаются.
Практически отсутствуют между молекулами газа и силы притяжения, поэтому газы обладают свойством неограниченно расширяться.
Закономерности броуновского движения.
Большое значение в обосновании молекулярно-кинетической теории имело открытие английского ботаника Роберта Броуна (1773—1858). В 1827 г. он обнаружил беспорядочное движение видимых в микроскоп твердых частиц, находящихся в жидкости. Это явление, названное броуновским движением, смогла объяснить лишь молекулярно-кинетическая теория на основе использования представлений о существовании молекул. Беспорядочно движущиеся молекулы жидкости или газа сталкиваются с твердой частицей и изменяют направление и модуль скорости ее движения. Число молекул, ударяющих частицу с различных сторон, и направление передаваемого ими импульса непостоянны. Чем меньше размеры и масса частицы, тем более заметными становятся изменения ее импульса во времени.
Французский ученый Жан Перрен (1870 — 1942) в 1908—1911 гг. выполнил серию экспериментов по изучению броуновского движения. Пример результатов одного из наблюдений за движением броуновской частицы представлен на рисунке 80. Закономерности броуновского движения, предсказанные на основе молекулярно-кинетической теории, полностью подтвердились этими экспериментами.
Измерение скорости молекул.
Одним из первых экспериментов, в котором были непосредственно измерены скорости движения отдельных молекул газа, был опыт, выполненный немецким физиком Отто Штерном (1888—1969) в 1920 г.
В опыте использовался прибор, состоящий из двух цилиндров с общей осью вращения. По оси цилиндра была расположена платиновая проволока, покрытая серебром. Воздух из пространства между цилиндрами откачивался.
При пропускании электрического тока через проволоку в результате ее нагревания происходило испарение атомов серебра с поверхности проволоки. Во внутреннем цилиндре имелась щель, атомы серебра пролетали через нее и оседали на внутренней стенке второго цилиндра, образуя на ней заметную полоску.
Когда цилиндры приводились во вращение с одинаковой частотой, полоска оказывалась в другом месте. По углу между этими двумя положениями полоски (рис. 81), расстоянию и частоте вращения цилиндров можно было определить скорость атомов серебра:
Полоска серебра, получившаяся при вращении цилиндров, оказалась размытой. Это свидетельствовало о том, что атомы серебра, испаряющиеся с проволоки, имеют различные скорости. Найденные из таких измерений значения скорости движения атомов серебра оказались совпадающими со значениями, полученными на основе молекулярно-кинетической теории. Это совпадение является одним из важнейших прямых доказательств справедливости молекулярно-кинетической теории газов.
Наблюдения отдельных атомов.
В настоящее время основные положения молекулярно-кинетической теории подтверждаются многочисленными опытами с использованием достижений современной экспериментальной техники. С помощью ионного проектора получают изображения кристаллов, по которым можно представить их строение. Электронные микроскопы позволили получить изображения, по которым оказалось возможным определение расстояния между отдельными атомами в молекуле.
- Для учеников 1-11 классов и дошкольников
- Бесплатные сертификаты учителям и участникам
После открытия фотоэффекта стало известно, что в состав атомов входят отрицательные электроны, но т.к. атом нейтральный, значит в состав атомов входят и положительные частицы, но как они расположены в атоме было неизвестно.
В 1911 г. английский учёный Эрнест Резерфорд проделал опыты по рассеянию альфа частиц (α-частицы).
Установка Резерфорда
камера с высоким вакуумом
1)источник α-частиц (радиоактивное вещество)
2)отверстие для получения узкого пучка α-частиц
4)экран, покрытый слоем сульфида цинка, который светится под ударами α-частиц
На основании опытов Резерфорда можно сделать следующие выводы о строении атома:
1.В центре атома находится положительно заряженное ядро
2.Вокруг ядра вращаются отрицательные электроны
3.В ядре сосредоточена почти вся масса атома m я › m элект в 10 4 раз
4.Заряд ядра равен суммарному отрицательному заряду электронов, поэтому атом нейтральный
5.Размеры ядра меньше размеров самого атома в 10 5 раз.
Модель атома, предложенная Эрнестом Резерфордом, получила название планетарной, т.к. похожа на солнечную систему.
Чтобы объяснить излучение атомами энергии (свечение лампочки, свечи) датский физик Нильс Бор в 1913г. разработал теорию атома водорода, в основу которой положил два постулата :
1-ый постулат: Атом может находится только в особых стационарных состояниях каждому из которых соответствует определенный уровень энергии Е.
В стационарных состояниях атом не излучает энергии.
2-ый постулат: При переходе атома из одного стационарного состояния в другое атом испускает или поглощает кванты электромагнитной энергии.
Вывод : При переходе атома из состояния с меньшей энергией в состояние с большей энергией атом поглощает кванты.
При переходе атома из состояния с большей энергией в состояние с меньшей энергией атом излучает кванты.
Энергия поглощённого или испускаемого кванта:
где m и n – номера энергетических уровней, где m › n .
Какой квант энергии излучает атом при переходе из 3 го стационарного состояния в 1 е стационарное состояние?
Учебник Дмитриева В.Ф.
п.21.1, п.21.2, п.21.3, 21.4, 21.5
Квант какой энергии испускает атом при переходе его с 5 го энергетического уровня на 2 ой ?
При каких переходах атом поглощает самый большой по энергии квант и испускает самый маленький квант?
Попытаемся сжать теннисный мячик. При зтом объём воздуха, который заполняет мяч,
уменьшится. Можно уменьшить и объём надувного шарика, и кусочка воска, если приложить
Объём тела изменяется также при его нагревании и охлаждении.
Проделаем опыт. Возьмём медный илилатунный шарик, который в ненагретом состоянии
проходит свозь кольцо (рис. 1). Если шарик нагреть, то, расширившись, он уже сквозь кольцо
не пройдёт (рис.2). Через некоторое время шарик, остыв, уменьшится в объёме, а кольцо,
нагревшись от шарика, расширится, и шарик вновь пройдёт сквозь кольцо.
Следовательно, при нагревании объём тела увеличивается, а при охлаждении уменьшается.
Все вещества состоят из отдельных мельчайших частиц:
молекул и атомов, между которыми есть промежутки..
Для того чтобы убедиться в том, что частицы вещества малы,
В сосуде с водой растворим маленькую крупинку гуаши. Через некоторое время
вода в нём станет синей. Отольём немного окрашенной воды в другой сосуд и
дольём в него чистую воду. Раствор во втором сосуде будет окрашен слабее,
чем в первом. Потом из второго сосуда снова отольём раствор уже в третий
сосуд и дольём его чистой водой. В этом случае вода будет окрашена ещё
Поскольку в краске растворили очень маленькую крупинку гуаши и только часть
её попала в третий сосуд, то можно предположить, что крупинка состояла из
Этот опыт и многие другие подтверждают гипотезу о том, что вещества состоят
Молекула - это мельчайшая частица вещества, обладающая свойствами
Молекулы одного и того же вещества абсолютно одинаковы. Например:
Атомы очень малы. Их невозможно разглядеть не только простым глазом, но
микроскопа.
Глаз человека не способен разглядеть атомы и промежутки между ними,
В 1951 году Эрвин Мюллер изобрёл ионный микроскоп, позволивший в деталях
Структура металлического стекла, в состав которого входят атомы трёх разных элементов.
Каждому веществу соответствует определённый вид молекул. У разных веществ
молекулы могут состоять из одного атома (инертные газы) или из нескольких
одинаковых или различных атомов, или даже из сотен тысяч атомов (полимеры).
Молекулы различных веществ могут иметь форму треугольника, пирамиды и
других геометрических фигур, а также быть линейными.
Молекулы одного и того же вещества во всех агрегатных состояниях одинаковы.
Еще в глубокой древности, 2500 лет назад, некоторые ученые высказывали предположение о строении вещества. Греческий ученый Демокрит (460-370 до н. э.) считал, что все вещества состоят из мельчайших частичек. В научную теорию эта идея превратилась только в ХVIII в. и получила дальнейшее развитие в XIX в. Возникновение представлений о строении вещества позволило не только объяснить многие явления, но и предсказать, как они будут протекать в тех или иных условиях. Появилась возможность влиять на прохождение явлений.
Многие опыты подтверждают представления о строении вещества. Рассмотрим некоторые из них.
Попытаемся сжать теннисный мячик. При этом объем воздуха, который заполняет мяч, уменьшится. Можно уменьшить и объем надувного шарика, и кусочка воска, если приложить некоторое усилие.
Объем тела изменяется также при его нагревании и охлаждении.
Проделаем опыт. Возьмем медный или латунный шарик, который в не нагретом состоянии проходит сквозь кольцо. Если шарик нагреть, то, расширившись, он уже сквозь кольцо не пройдет. Через некоторое время шарик, остыв, уменьшится в объеме, а кольцо, нагревшись от шарика, расширится, и шарик вновь пройдет сквозь кольцо.
С помощью опыта определим, как меняется объем жидкости при нагревании.
Колбу, наполненную доверху водой, плотно закроем пробкой. Сквозь пробку пропустим стеклянную трубочку. Вода частично заполнит трубку. Отметим уровень жидкости в трубке. Нагревая колбу, мы заметим, что через некоторое время уровень воды в трубке поднимется.
Следовательно, при нагревании объем тела увеличивается, а при охлаждении уменьшается.
Попытаемся объяснить, почему происходит изменение объема тела. По-видимому, все вещества состоят из отдельных частичек, между которыми имеются промежутки. Если частицы удаляются друг от друга, то объем тела увеличивается. И наоборот, когда частицы сближаются, объем тела уменьшается.
Тогда возникает вопрос: если все тела состоят из мельчайших частиц, почему они кажутся нам сплошными (например, железо, вода, стекло, дерево)?
Современная наука доказала, что частицы вещества так малы, что мы их не видим.
Для того чтобы убедиться в том, что частицы вещества малы, проделаем опыт.
В сосуде с водой растворим маленькую крупинку синей гуаши. Через некоторое время вода в нем станет синей. Отольем немного окрашенной воды в другой сосуд и дольем в него чистую воду. Раствор во втором сосуде будет окрашен слабее, чем в первом. Потом из второго сосуда снова отольем раствор уже в третий сосуд и дольем его вновь чистой водой. В этом сосуде вода будет окрашена еще слабее, чем во втором.
Поскольку в воде растворили очень маленькую крупинку гуаши и только часть ее попала в третий сосуд, то можно предположить, что крупинка состояла из большого числа мельчайших частиц.
Этот опыт и многие другие подтверждают гипотезу о том, что вещества состоят из очень маленьких частиц.
Молекула вещества - это мельчайшая частица данного вещества.
Например, самая маленькая частица воды - молекула воды. Наименьшей частицей сахара является молекула сахара.
Попытаемся представить себе, каковы размеры молекул.
Если бы можно было уложить в один ряд вплотную друг к другу 10000000 молекул воды, то получилась бы ниточка длиной всего в 2 мм. Малый размер молекул позволяет получить тонкие пленки различных веществ. Капля масла, например, может растекаться по воде слоем толщиной всего в 0,000002 м.
Даже небольшие тела состоят из огромного числа молекул. Так, например, в крупинке сахара содержится очень большое число молекул. Подсчитано, что в 1 воздуха находится около 27 молекул. Чтобы понять, насколько велико это число, представим следующее. Через маленькое отверстие пропускают по миллиону молекул в секунду, тогда указанное количество молекул пройдет через отверстие за 840000 лет.
Из-за очень малых размеров молекулы невидимы невооруженным глазом или в обычные микроскопы. Но при помощи специального прибора - электронного микроскопа – удалось сфотографировать наиболее крупные из них.
Окружающие нас тела, даже похожие на первый взгляд, будут различны. В природе вы не встретите двух совершенно одинаковых снежинок или песчинок, людей, животных и пр.
Ученые с помощью опытов доказали, что молекулы разных веществ отличаются друг от друга, а молекулы одного и того же вещества одинаковы. Например, воду, полученную из сока или молока, нельзя отличить от воды, полученной путем перегонки из морской воды.
Молекулы воды одинаковы. Из таких молекул не может состоять никакое другое вещество. Молекулы, в свою очередь, состоят из еще более мелких частиц - атомов.
Например, наименьшая частица воды - это молекула воды. Она состоит из трех атомов: двух атомов водорода и одного атома кислорода. Из курса химии вы узнаете, что воду обозначают О. Н - атом водорода, О - атом кислорода.
Молекулы принято изображать схематически, т. е. с помощью моделей молекул. Если разделить две молекулы воды, то образуется два атома кислорода и четыре атома водорода.
Диффузия в газах, жидкостях и твердых телах
Всем хорошо известно, что если в комнату внести какое-либо пахучее вещество, например духи или нафталин, то запах вскоре будет чувствоваться во всей комнате. Распространение запахов происходит из-за того, что молекулы духов (или нафталина) движутся.
Возникает вопрос, почему же запах в комнате распространяется не мгновенно, а спустя некоторое время.
Дело в том, что движению молекул пахучего вещества в определенном направлении мешает движение молекул воздуха. Молекулы духов (или нафталина) на своем пути сталкиваются с молекулами газов, которые входят в состав воздуха. Они постоянно меняют направление движения и, беспорядочно перемещаясь, разлетаются по комнате.
Проделаем опыт, который можно объяснить только тем, что тела состоят из молекул, которые находятся в непрерывном движении.
Нальем в мензурку (или стакан) раствор медного купороса, имеющего темно-голубой цвет. Сверху осторожно добавим чистой воды.
Вначале между водой и медным купоросом будет видна резкая граница, которая через несколько дней станет не такой резкой. Граница, отделяющая одну жидкость от другой, исчезнет через 2-3 недели. В сосуде образуется однородная жидкость бледно-голубого цвета. Это значит, что жидкости перемешались.
Наблюдаемое явление объясняется тем, что молекулы воды и медного купороса, которые расположены возле границы раздела этих жидкостей, поменялись местами. Граница раздела стала расплывчатой. Молекулы медного купороса оказались в нижнем слое воды, а молекулы воды переместились в верхний слой медного купороса.
Если дать мензурке постоять 2-3 недели, то граница раздела будет еще более расплывчатой и постепенно совсем исчезнет. Вся вода окрасится в голубой цвет. Это происходит потому, что молекулы, двигаясь непрерывно и беспорядочно, распространяются по всему объему. Жидкость в сосуде становится однородной.
Явление, при котором происходит взаимное проникновение молекул одного вещества между молекулами другого, называют диффузией.
В твердых телах также происходит диффузия, но только еще медленнее.
Например, очень гладко отшлифованные пластинки свинца и золота кладут одна на другую и ставят на них некоторый груз. (Пластинку золота, как более тяжелую, располагают внизу.) При комнатной температуре за 4-5 лет золото и свинец взаимно проникают друг в друга на расстояние около 1 мм. Во всех приведенных опытах мы наблюдаем взаимное проникновение молекул веществ, т. е. диффузию.
Процесс диффузии ускоряется с повышением температуры. Это происходит потому, что с повышением температуры увеличивается скорость движения молекул.
Явление диффузии играет большую роль в природе. Так, например, благодаря диффузии поддерживается однородный состав атмосферного воздуха вблизи поверхности Земли. Диффузия растворов различных солей в почве способствует нормальному питанию растений и т. д.
Взаимное притяжение и отталкивание молекул
Если все тела состоят из мельчайших частиц (молекул или атомов), почему же твердые тела и жидкости не распадаются на отдельные молекулы или атомы? Что заставляет их держаться вместе, ведь молекулы разделены между собой промежутками и находятся в непрерывном беспорядочном движении?
Дело в том, что между молекулами существует взаимное притяжение. Каждая молекула притягивает к себе все соседние молекулы и сама притягивается ими.
Когда мы разрываем нить, ломаем палку или отрываем кусочек бумаги, то преодолеваем силы притяжения между молекулами.
Заметить притяжение между двумя молекулами совершенно невозможно. Когда же притягиваются многие миллионы таких частиц, взаимное притяжение становится значительным. Поэтому трудно разорвать руками веревку или стальную проволоку.
Притяжение между молекулами в разных веществах неодинаково. Этим объясняется различная прочность тел. Например, стальная проволока прочнее медной. Это значит, что частицы стали притягиваются сильнее друг к другу, чем частицы меди.
Притяжение между молекулами становится заметным только тогда, когда они находятся очень близко друг к другу. На расстоянии, превышающем размеры самих молекул, притяжение ослабевает. Две капли воды сливаются в одну, если они соприкасаются. Два свинцовых цилиндра сцепляются вместе, если их вплотную прижать друг к другу ровными, только что срезанными поверхностями. При этом сцепление может быть настолько прочным, что цилиндры не удается оторвать друг от друга даже при большой нагрузке.
Однако осколки стекла нельзя срастить, даже плотно прижимая их. Из-за неровностей не удается их сблизить на то расстояние, на котором частицы могут притянуться друг к другу. Но если размягчить стекло путем нагрева, то различные части можно сблизить и стекло в этом случае спаивается.
Это значит, что частицы стекла оказались на таком расстоянии, когда действует притяжение между ними.
Соединение кусков металла при сварке или пайке, а также склеивание основано на притяжении молекул друг к другу.
Следовательно, между молекулами (атомами) существует взаимное притяжение, которое заметно только на расстояниях, сравнимых с размерами самих молекул (атомов).
Попытаемся выяснить, почему между молекулами имеются промежутки. Если молекулы притягиваются друг к другу, то они должны как бы слипнуться. Этого не происходит, потому что между молекулами (атомами) в то же время существует отталкивание.
На расстояниях, сравнимых с размерами самих молекул (атомов), заметнее проявляется притяжение, а при дальнейшем сближении - отталкивание.
Многие наблюдаемые явления подтверждают существование отталкивания между молекулами.
Так, например, сжатое тело распрямляется. Это происходит из-за того, что при сжатии молекулы оказываются на таком расстоянии друг от друга, когда начинает проявляться отталкивание.
Некоторые явления, происходящие в природе, можно объяснить притяжения между молекулами. По растяжению пружины можно судить о том, насколько оно велико. Оторвав пластинку, можно увидеть, что на ней остается тонкий слой воды, т. е. пластина смочена водой. Значит, при отрывании пластины мы преодолевали притяжение между молекулами воды. Разрыв произошел не там, где соприкасаются молекулы воды с частицами стекла, а там, где молекулы воды соприкасаются друг с другом.
Вода смачивает не только стекло, но и кожу, дерево и другие вещества. Во многих случаях вода может и не смачивать тела. Например, если опустить в воду кусочек воска или парафина, а затем вынуть, то он окажется сухим. Всем хорошо известно, что вода не смачивает и жирные поверхности тел.
Все приведенные примеры можно легко объяснить.
Если жидкость смачивает твердое тело, то это значит, что молекулы жидкости притягиваются друг к другу слабее, чем к молекулам тела.
Когда наблюдается несмачиваемость, то это означает, что молекулы жидкости притягиваются сильнее друг к другу, чем к молекулам твердого тела.
В быту мы часто сталкиваемся с явлениями смачивания и несмачивания.
Так, например, благодаря явлению смачивания мы можем писать, вытирать мокрые предметы и т. д.
Агрегатные состояния вещества
В природе вещества встречаются в трех агрегатных состояниях: в твердом, жидком и газообразном. Например, вода может находиться в твердом (лед), жидком (вода) и газообразном (водяной пар) состояниях. В хорошо знакомом вам градуснике ртуть - это жидкость. Над поверхностью ртути находятся ее пары, а при температуре -39 ртуть превращается в твердое тело.
В различных состояниях вещества обладают разными свойствами.
Большинство окружающих нас тел состоят из твердых веществ. Это дома, машины, инструменты и др. Форму твердого тела можно изменить, но для этого необходимо приложить усилие. Например, чтобы согнуть гвоздь, нужно приложить довольно большое усилие.
В обычных условиях трудно сжать или растянуть твердое тело. Для придания твердым телам нужной формы и объема на заводах и фабриках их обрабатывают на специальных станках: токарных, строгальных, шлифовальных.
Твердое тело имеет собственную форму и объем.
В отличие от твердых тел жидкости легко меняют свою форму.
Они принимают форму сосуда, в котором находятся.
Например, молоко, наполняющее бутылку, имеет форму бутылки. Налитое же в стакан, оно принимает форму стакана. Но, изменяя форму, жидкость сохраняет свой объем.
В обычных условиях только маленькие капельки жидкости имеют свою форму - форму шара. Это, например, капли дождя или капли, на которые разбивается струя жидкости.
На свойстве жидкости легко изменять свою форму основано изготовление предметов из расплавленного стекла.
Жидкости легко меняют свою форму, но сохраняют объем.
Воздух, которым мы дышим, является газообразным веществом, или газом. Поскольку большинство газов бесцветны и прозрачны, то они невидимы.
Присутствие воздуха можно почувствовать, стоя у открытого окна движущегося поезда. Его наличие в окружающем пространстве можно ощутить, если в комнате возникнет сквозняк, а также доказать с помощью простых опытов.
Если стакан перевернуть вверх дном и попытаться опустить его в воду, то вода в стакан не войдет, поскольку он заполнен воздухом. Теперь опустим в воду воронку, которая соединена резиновым шлангом со стеклянной трубочкой. Воздух из воронки начнет выходить через эту трубочку.
Эти и многие другие примеры и опыты подтверждают, что в окружающем пространстве имеется воздух.
Газы в отличие от жидкостей легко изменяют свой объем. Когда мы сжимаем теннисный мячик, то тем самым меняем объем воздуха, наполняющего мяч. Газ, помещенный в закрытый сосуд, занимает весь его целиком. Нельзя газом заполнить половину бутылки так, как это можно сделать жидкостью.
Газы не имеют собственной формы и постоянного объема. Они принимают форму сосуда и полностью заполняют предоставленный им объем.
Различие в молекулярном строении твердых тел, жидкостей и газов
Объяснить свойства веществ можно, если знать их молекулярное строение.
Одно и то же вещество может находиться в различных состояниях.
Так, например, вода, замерзая, становится твердым телом (лед), а при кипении обращается в газообразное состояние (пар). Это три состояния одного и того же вещества (воды), т. е. жидкое, твердое и газообразное. А если все три состояния воды - это состояния одного и того же вещества, значит, и молекулы его не отличаются друг от друга. Отсюда можно сделать вывод, что различные свойства вещества во всех состояниях определяются тем, что его молекулы расположены иначе и движутся по-разному.
Если газ сжимается, и объем его уменьшается, следовательно, в газах расстояние между молекулами намного больше размеров самих молекул. Поскольку в среднем расстояния между молекулами в десятки раз больше размера молекул, то они слабо притягиваются друг к другу.
Молекулы газа, двигаясь во всех направлениях, почти не притягиваются друг к другу и заполняют весь сосуд. Газы не имеют собственной формы и постоянного объема.
Молекулы жидкости расположены близко друг к другу. Расстояния между каждыми двумя молекулами меньше размеров молекул, поэтому притяжение между ними становится значительным.
Молекулы жидкости не расходятся на большие расстояния, и жидкость в обычных условиях сохраняет свой объем, но не сохраняет форму.
Поскольку притяжение между молекулами жидкости не так велико, то они могут скачками менять свое положение. Жидкость не сохраняет свою форму и принимает форму сосуда. Они текучи, их легко перелить из одного сосуда в другой.
Жидкость трудно сжимается, так как при этом молекулы сближаются на расстояние, когда заметно проявляется отталкивание.
В твердых телах притяжение между молекулами (атомами) еще больше, чем у жидкостей. Поэтому в обычных условиях твердые тела сохраняют свою форму и объем.
В твердых телах молекулы (атомы) расположены в определенном порядке. Это лед, соль, металлы и др. Такие тела называются кристаллами.
Молекулы или атомы твердых тел колеблются около определенной точки и не могут далеко переместиться от нее. Твердое тело, поэтому сохраняет не только объем, но и форму.
Читайте также: