Молекулы плотно упакованы сильно притягиваются. Kvant

I часть

Что такое диффузия?
1. Явление проникновения молекул одного вещества между молекулами другого.
2. Явление, при котором вещества смешиваются друг с другом.
3. Явление, при котором вещества сами собой смешиваются друг с другом.
Какой важный вывод можно сделать из явления диффузии о строении вещества?
1. Молекулы всех веществ неподвижны.
2. Молекулы всех веществ непрерывно движутся.
3. Все тела состоят из мельчайших частиц.
Для того чтобы свежие огурцы быстрее засолились, их заливают горячим рассолом.
Почему засолка огурцов в горячем рассоле протекает быстрее?
1. Быстро растворяется соль.
2. Расстояние между молекулами клетчатки огурцов становится больше,
и сам процесс протекает быстрее?
3. Скорость движения молекул увеличивается, и диффузия протекает быстрее.
Молекулы расположены на больших расстояниях друг относительно друга
(по сравнению с размерами молекул), слабо взаимодействуют между собой, движутся хаотически. Какое это тело?
1. Газ.
2. Твердое тело.
3. Жидкость.
Молекулы плотно упакованы, сильно притягиваются друг к другу, и каждая колеблется около определенной точки. Какое это тело?
1. Газ.
2. Жидкость.
3. Твердое тело.
В каком состоянии может находиться кислород: в твердом, жидком или газообразном?
1. Только в жидком состоянии.
2. Только в твердом состоянии.
3. Только в газообразном состоянии.
4. Во всех трех состояниях.

II часть

Из каких частиц состоит молекула воды?

В стеклянную трубку наливают до по¬ловины воды и затем осторожно доли¬вают спирт.
Измерив уровень спирта, перемешивают его с водой. При этом оказывается,
что объем получив¬шейся смеси меньше суммы взятых объемов жидкостей.
Почему?

Для того чтобы улучшить прочность некоторых стальных деталей, их поверхность пропитывают хромом. (Этот процесс называют хромированием.) При хромировании деталь помещают в порошок хрома и нагревают до тем¬пературы 1000 °С. Через 10-15 ч верхний слой стали пропитывается хромом. Какое при этом используется физическое явление?
Для какой цели нагревают стальные детали и хромовый порошок?

Изменится ли объем газа, если его перекачать из сосуда вместимостью 1 л в сосуд вместимостью 2 л?

В мензурке находится вода объемом 100 см3. Ее переливают в стакан вместимостью 200 см3.
Изменится ли объем воды?

Опишите опыты, с помощью которого можно доказать, что любое вещество состоит из мельчайших частиц - молекул.

Приведите примеры опытов, доказывающих, что моле¬кулы вещества находятся в непрерывном хаотическом дви¬жении и между молекулами существуют промежутки.

Детский резиновый шар, наполненный водородом, через несколько часов
становится слабо надутым. Почему?

Если рассматривать в микроскоп каплю сильно раз¬бавленного молока, то можно видеть,
что плавающие в жидкости мелкие капли масла непрерывно движутся. Объяс¬ните это явление.

Объясните, почему газы не имеют собственной формы и постоянного объема.

А так ли хорошо знаете вы, насколько малы молекулы? // Квант. - 1988. - № 10. - C.32-33.

По специальной договоренности с редколлегией и редакцией журнала "Квант"

Начала вещей недоступны для глаза...
Лукреций Кар
...вследствие малости частичек вещества движение скрывается от взоров.
М. В. Ломоносов

Вот несколько штрихов к обобщенному портрету молекул.

Они так малы, что если бы у каждого человека на земном шаре потребовать по миллиарду молекул, то набралось бы всего несколько миллиардных долей грамма...

Их так много, что если вылить а Мировой океан стакан воды с «помеченными» молекулами, то через длительное время а том же стакане с зачерпнутой из океана водой окажется не менее 200 «меченых»...

Им так «тесно», что при обычных условиях каждая молекула газа испытывает до 10 миллиардов столкновений в секунду со своими соседками...

Они так быстры, что молекула газа поднялась бы, не сталкиваясь, на высоту около 5 километров, прежде чем сила тяжести остановила бы ее...

Однако, несмотря на такую малость и «юркость», молекулы очень многим «выдают» себя. Надеемся, решение предложенных задач не позволит молекулам ускользнуть от вашего вооруженного знаниями взора.

Вопросы и задачи

1. Почему объем раствора спирта в воде меньше объемов воды и спирта, взятых по отдельности?
2. Отчего сильно надутый и плотно завязанный резиновый шарик окажется через несколько дней «сдутым»?
3. Если по микропористой трубе, окруженной герметическим резервуаром, из которого откачан воздух, пропускать смесь газов, то в резервуаре будет накапливаться газ с большим, чем в трубе, относительным содержанием «легких» молекул. Как это объяснить?
4. Водород имеет три изотопа с массовыми числами 1, 2 и 3. Ионы какого из этих изотопов медленнее других продвигаются к катоду при электролизе воды?
5. Стеклянную пластинку покрывают с одной стороны (В ) слоем меди и подвешивают на нити, как показано на рисунке. В воздухе пластинка неподвижна, а в хлоре поворачивается на некоторый угол омедненной стороной «вперед». Объяснить явление, учитывая, что молекулы хлора поглощаются медью, а стеклом отражаются.

   

6. Чтобы «приварить» один кусок железа к другому, нагревают оба куска добела в пламени горна, накладывают один на другой на наковальне и обрабатывают сильными ударами кузнечного молота. Почему в этом случае получается прочное соединение?
7. На равноплечих весах установлены два одинаковых сосуда. Один заполнен сухим воздухом, другой - влажным, имеющим такие же давление и температуру, что и сухой. Какой из этих сосудов тяжелее?

   

8. В каких слоях атмосферы воздух ближе к идеальному газу: у поверхности Земли или на больших высотах?
9. Магнитное поле в камерах Вильсона - Скобельцына однородно. Почему же трек частицы имеет в них непостоянный (постепенно уменьшающийся) радиус кривизны?

   

   Микроопыт

   Доведите воду в чайнике до кипения и выключите газовую горелку. Почему из чайника сразу же вырывается сильная струя пара, хотя до этого пара не было видно?

   Любопытно, что…

   В долине реки Теннесси (США) был воздвигнут гигантский завод по разделению изотопов, где два урановых газа (уран-238 и уран-235) непрерывно циркулировали через пористые камеры, в которых более легкий газ диффундировал быстрее, в результате чего газовая смесь постоянно обогащалась легким изотопом урана.

   В газопылевых облаках межзвездной среды были обнаружены не только сравнительно простые молекулы, например воды и аммиака, но и сложные органические соединения. «Выдали» их спектральные линии испускания или поглощения в диапазоне радиочастот.

   Что читать в «Кванте» о молекулах

   1. «К 175-летию закона Авогадро» - 1986, № 12, с. 12;
   2. «Силы молекулярного взаимодействия» - 1987, № 1, с. 31;
   3. «Давление газа в сосуде» - 1987, № 9. с. 41;
   4. «Из жизни молекул» - 1988, № 7. с. 46;
   5. «Абсолютная температура» - 1988, № 9, с. 60.

   Ответы

   1. В растворе молекулы воды и спирта «упакованы» плотнее за счет того, что между молекулами воды и спирта, взятыми по отдельности, существуют промежутки.
   2. Из-за разности давлений внутри шарика и снаружи молекулы воздуха «просачиваются» через оболочку шарика и давление в нем падает.
   3. Молекулы компонентов с меньшей молярной массой подвижнее более массивных молекул и поэтому чаще проходят сквозь поры трубы.
   4. Медленнее всего продвигаются ионы наиболее массивного изотопа \(~^3_1H\).
   5. Общее давление на омедненную часть пластинки примерно в два раза меньше, чем на вторую половину, из-за неупругого столкновения молекул хлора и меди.
   6. Ударами молота достигается хороший контакт привариваемых кусков. При температуре белого каления взаимная диффузия частиц происходит с большой скоростью и на большую глубину.
   7. При равных давлении и температуре в равных объемах содержится одинаковое число молей любого газа. Средняя молярная масса воздуха больше средней молярной массы смеси воздуха с водяным паром. Поэтому сосуд с влажным воздухом легче сосуда с сухим.
   8. На больших высотах, так как там воздух разрежен.
   9. Частица при столкновении с молекулами газа расходует свою кинетическую энергию на ионизацию молекул.

   Микроопыт

   Сам водяной пар невидим. При выключении газа исчезают струи нагретого воздуха, обтекавшие чайник. Выходящий из чайника водяной пар охлаждается и конденсируется. Мы наблюдаем возникающее при этом облако мельчайших капель.

Тема: Три состояния вещества

I вариант

I. Как расположены молекулы в твёрдых телах и как они движутся?

Молекулы расположены на расстояниях меньших размеров самих молекул и перемещаются свободно относительно друг друга. Молекулы расположены на больших расстояниях друг от друга (по сравнению с размерами молекул) и движутся беспорядочно. Молекулы расположены в строгом порядке и колеблются около определённых положений равновесия.

II. Какие из приведённых ниже свойств принадлежат газам?

Имеют определённый объём Занимают объём всего сосуда Принимают форму сосуда Мало сжимаются Легко поддаются сжатию

III. Изменится ли объём газа, если его перекачать из сосуда вместимостью 1 литр в сосуд вместимостью 2 литра?

IV. Молекулы расположены на больших расстояниях друг от друга (по отношению с размерами молекул), слабо взаимодействуют между собой, движутся хаотически. Какое это тело?

Газ Твёрдое тело Жидкость Такого тела нет

V. В каком состоянии может находиться сталь?

Только в твёрдом состоянии Только в жидком состоянии Только в газообразном Во всех трёх состояниях

Тема: Три состояния вещества

II вариант

I. Как расположены молекулы жидкостей и как они движутся?

Молекулы расположены на расстояниях, соизмеримых с размерами самих молекул, и перемещаются свободно относительно друг друга. Молекулы расположены на больших расстояниях (по сравнению с размерами молекул) друг от друга и движутся беспорядочно. Молекулы расположены в строгом порядке и колеблются около определённых положений равновесия.

II. Какие из приведённых свойств принадлежат газам?

Занимают весь предоставленный им объём Трудно сжимаются Имеют кристаллическое строение Легко сжимаются Не имеют собственной формы

III. В мензурке находится вода объёмом 100 см3. Её переливают в стакан вместимостью 200 см3. Изменится ли объём воды?

IV. Молекулы плотно упакованы, сильно притягиваются друг к другу, каждая молекула колеблется около определённого положения. Какое это тело?

Газ Жидкость Твёрдое тело Таких тел нет

V. В каком состоянии может находиться вода?

Только в жидком состоянии Только в газообразном состоянии Только в твёрдом состоянии Во всех трёх состояниях

Тема: Три состояния вещества

III вариант

I. Как расположены молекулы газов и как они движутся?

Молекулы расположены на расстояниях, меньших размеров самих молекул, и перемещаются свободно относительно друг друга. Молекулы расположены на расстояниях, во много раз больше размеров самих молекул, и движутся беспорядочно. Молекулы расположены в строгом порядке и колеблются около определённых положений.

II. Какие из приведённых свойств принадлежат твёрдым телам?

Трудно изменить форму Занимают весь предоставленный им объём Сохраняют постоянную форму Легко меняют форму Трудно сжимаются

III. Изменится ли объём газа, если его перекачать из баллона вместимостью 20 литров в баллон вместимость.40 литров?

Увеличится в 2 раза Уменьшится в 2 раза Не изменится

IV. Есть ли такое вещество, у которого молекулы расположены на больших расстояниях, сильно притягиваются друг к другу и колеблются около определённых положений?

Газ Жидкость Твёрдое тело Такого вещества не существует

V. В каком состоянии может находиться ртуть?

Только в жидком Только в твёрдом Только в газообразном Во всех трёх состояниях

Тема: Три состояния вещества

IV вариант

I. Ниже указано поведение молекул в твёрдых, жидких и газообразных телах. Что является общим для жидкостей и газов?

То, что молекулы расположены на расстояниях меньших размеров самих молекул и движутся свободно относительно друг друга То, что молекулы расположены на больших расстояниях друг от друга и движутся беспорядочно То, что молекулы движутся беспорядочно друг относительно друга То, что молекулы расположены в строгом порядке и колеблются около определённых положений

II. Какие из указанных свойств принадлежат твёрдым телам?

Имеют определённый объём Занимают объём всего сосуда Принимают форму сосуда Мало сжимаются Легко сжимаются

III. В бутылке находится вода объёмом 0,5 литра. Её переливают в колбу вместимостью 1 литр. Изменится ли объём воды?

Увеличится Уменьшится Не изменится

IV. Молекулы расположены так, что расстояние между ними меньше размеров самих молекул. Они сильно притягиваются друг к другу и перемещаются с места на место. Какое это тело?

Газ Жидкость Твёрдое тело

V. В каком состоянии может находиться спирт?

Только в твёрдом состоянии Только в жидком состоянии Только в газообразном состоянии Во всех трёх состояниях

Ответы к тестам

Тест по теме «Три состояния вещества». 7 класс. 1 вариант. 1. Какие из приведённых свойств не принадлежат жидкостям? А. Имеют определённый объём. Б. Занимают объём всего сосуда. В. Принимают форму сосуда. Г. Мало сжимаются. 2. Изменится ли объём газа, если его перекачать из сосуда вместимостью 1 л в сосуд вместимостью 2 л? А. Увеличится в 2 раза. Б. Уменьшится в 2 раза. В. Не изменится. 3. Молекулы расположены на больших расстояниях друг от друга, слабо взаимодействуют между собой, движутся хаотически. Какое это тело? А. Газ. Б. Твердое тело. В. Жидкость. Г. Такого тела нет. 4. В каких телах молекулы колеблются около положения равновесия? А. В твёрдых Б. В жидких В. В газообразных. Г. Во всех трех состояниях. 5. В каких телах диффузия происходит быстрее? А. Одинаково во всех телах. Б. В твердых телах. В. В жидкостях. Г. В газах. Тест по теме «Три состояния вещества». 7 класс. 2 вариант. 1. Какие из приведённых свойств не принадлежат газам? А. Занимают весь предоставленный объём. Б. Трудно сжимаются. В. Легко сжимаются. Г. Не имеют собственной формы. 2. В мензурке находится вода объёмом 100 см3. Её переливают в стакан вместимостью 200 см3. Изменится ли объём воды? А. Увеличится в 2 раза. Б. Уменьшится в 2 раза. В. Не изменится. 3. Молекулы плотно упакованы, сильно притягиваются друг к другу, и каждая молекула колеблется около определённой точки. Какое это тело? А. Газ. Б. Твердое тело. В. Жидкость. Г. Такого тела нет. 4. Почему жидкости не имеют формы? А. Молекулы жидкости слабо взаимодействуют друг с другом Б. Молекулы жидкости способны перемещаться с места на место В. Молекулы жидкости не имеют формы Г. Молекулы жидкости двигаются хаотично 5. Молекулы притягиваются друг к другу. Но почему между ними существуют промежутки? А. Они движутся. Б. Очень слабо притягиваются друг к другу. В. При большом сближении отталкиваются друг от друга. Тест по теме «Три состояния вещества». 7 класс. 1 вариант. 1. Какие из приведённых свойств не принадлежат жидкостям? А. Имеют определённый объём. Б. Занимают объём всего сосуда. В. Принимают форму сосуда. Г. Мало сжимаются. 2. Изменится ли объём газа, если его перекачать из сосуда вместимостью 1 л в сосуд вместимостью 2 л? А. Увеличится в 2 раза. Б. Уменьшится в 2 раза. В. Не изменится. 3. Молекулы расположены на больших расстояниях друг от друга, слабо взаимодействуют между собой, движутся хаотически. Какое это тело? А. Газ. Б. Твердое тело. В. Жидкость. Г. Такого тела нет. 4. В каких телах молекулы колеблются около положения равновесия? А. В твёрдых Б. В жидких В. В газообразных. Г. Во всех трех состояниях. 5. В каких телах диффузия происходит быстрее? А. Одинаково во всех телах. Б. В твердых телах. В. В жидкостях. Г. В газах. Тест по теме «Три состояния вещества». 7 класс. 2 вариант. 1. Какие из приведённых свойств не принадлежат газам? А. Занимают весь предоставленный объём. Б. Трудно сжимаются. В. Легко сжимаются. Г. Не имеют собственной формы. 2. В мензурке находится вода объёмом 100 см3. Её переливают в стакан вместимостью 200 см3. Изменится ли объём воды? А. Увеличится в 2 раза. Б. Уменьшится в 2 раза. В. Не изменится. 3. Молекулы плотно упакованы, сильно притягиваются друг к другу, и каждая молекула колеблется около определённой точки. Какое это тело? А. Газ. Б. Твердое тело. В. Жидкость. Г. Такого тела нет. 4. Почему жидкости не имеют формы? А. Молекулы жидкости слабо взаимодействуют друг с другом Б. Молекулы жидкости способны перемещаться с места на место В. Молекулы жидкости не имеют формы Г. Молекулы жидкости двигаются хаотично 5. Молекулы притягиваются друг к другу. Но почему между ними существуют промежутки? А. Они движутся. Б. Очень слабо притягиваются друг к другу. В. При большом сближении отталкиваются друг от друга. Тест по теме «Три состояния вещества». 7 класс. 1 вариант. 1. Какие из приведённых свойств не принадлежат жидкостям? А. Имеют определённый объём. Б. Занимают объём всего сосуда. В. Принимают форму сосуда. Г. Мало сжимаются. 2. Изменится ли объём газа, если его перекачать из сосуда вместимостью 1 л в сосуд вместимостью 2 л? А. Увеличится в 2 раза. Б. Уменьшится в 2 раза. В. Не изменится. 3. Молекулы расположены на больших расстояниях друг от друга, слабо взаимодействуют между собой, движутся хаотически. Какое это тело? А. Газ. Б. Твердое тело. В. Жидкость. Г. Такого тела нет. 4. В каких телах молекулы колеблются около положения равновесия? А. В твёрдых Б. В жидких В. В газообразных. Г. Во всех трех состояниях. 5. В каких телах диффузия происходит быстрее? А. Одинаково во всех телах. Б. В твердых телах. В. В жидкостях. Г. В газах. Тест по теме «Три состояния вещества». 7 класс. 2 вариант. 1. Какие из приведённых свойств не принадлежат газам? А. Занимают весь предоставленный объём. Б. Трудно сжимаются. В. Легко сжимаются. Г. Не имеют собственной формы. 2. В мензурке находится вода объёмом 100 см3. Её переливают в стакан вместимостью 200 см3. Изменится ли объём воды? А. Увеличится в 2 раза. Б. Уменьшится в 2 раза. В. Не изменится. 3. Молекулы плотно упакованы, сильно притягиваются друг к другу, и каждая молекула колеблется около определённой точки. Какое это тело? А. Газ. Б. Твердое тело. В. Жидкость. Г. Такого тела нет. 4. Почему жидкости не имеют формы? А. Молекулы жидкости слабо взаимодействуют друг с другом Б. Молекулы жидкости способны перемещаться с места на место В. Молекулы жидкости не имеют формы Г. Молекулы жидкости двигаются хаотично 5. Молекулы притягиваются друг к другу. Но почему между ними существуют промежутки? А. Они движутся. Б. Очень слабо притягиваются друг к другу. В. При большом сближении отталкиваются друг от друга.