Молекули щільно упаковані, сильно притягуються. Kvant

I частина

Що таке дифузія?
1. Явище проникнення молекул однієї речовини між молекулами іншої.
2. Явище, у якому речовини змішуються друг з одним.
3. Явище, у якому речовини самі собою поєднуються друг з одним.
Який важливий висновок можна зробити з дифузії про будову речовини?
1. Молекули всіх речовин нерухомі.
2. Молекули всіх речовин безперервно рухаються.
3. Усі тіла складаються з найдрібніших частинок.
Щоб свіжі огірки швидше засолилися, їх заливають гарячим розсолом.
Чому засолювання огірків у гарячому розсолі протікає швидше?
1. Швидко розчиняється сіль.
2. Відстань між молекулами клітковини огірків стає більшою,
і сам процес протікає швидше?
3. Швидкість руху молекул збільшується і дифузія протікає швидше.
Молекули розташовані на великих відстанях одна щодо одної
(В порівнянні з розмірами молекул), слабо взаємодіють між собою, рухаються хаотично. Яке це тіло?
1. Газ.
2. Тверде тіло.
3. Рідина.
Молекули щільно упаковані, сильно притягуються одна до одної, і кожна коливається біля певної точки. Яке це тіло?
1. Газ.
2. Рідина.
3. Тверде тіло.
У якому стані може бути кисень: у твердому, рідкому чи газоподібному?
1. Лише у рідкому стані.
2. Тільки у твердому стані.
3. Тільки у газоподібному стані.
4. У всіх трьох станах.

II частина

Із яких частинок складається молекула води?

У скляну трубку наливають до половини води і потім обережно доливають спирт.
Вимірявши рівень спирту, перемішують із водою. При цьому виявляється,
що об'єм суміші менше суми взятих обсягів рідин.
Чому?

Для того щоб покращити міцність деяких сталевих деталей, їхню поверхню просочують хромом. (Цей процес називають хромуванням.) При хромуванні деталь поміщають у порошок хрому і нагрівають до температури 1000 °С. Через 10-15 год верхній шар сталі просочується хромом. Яке у своїй використовується фізичне явище?
Для якої мети нагрівають сталеві деталі та хромовий порошок?

Чи зміниться обсяг газу, якщо його перекачати з посудини місткістю 1 л у посудину місткістю 2 л?

У мензурці знаходиться вода об'ємом 100 см3. Її переливають у склянку місткістю 200 см3.
Чи зміниться обсяг води?

Опишіть досліди, за допомогою якого можна довести, що будь-яка речовина складається з найдрібніших частинок молекул.

Наведіть приклади дослідів, що доводять, що молекули речовини перебувають у безперервному хаотичному русі і між молекулами існують проміжки.

Дитяча гумова куля, наповнена воднем, за кілька годин
стає слабо надутим. Чому?

Якщо розглядати в мікроскоп краплю сильно розбавленого молока, то можна бачити,
що плаваючі в рідині дрібні краплі олії безперервно рухаються. Поясніть це явище.

Поясніть, чому гази не мають власної форми та постійного обсягу.

А чи добре ви знаєте, наскільки малі молекули? //Квант. – 1988. – № 10. – C.32-33.

За спеціальною домовленістю з редколегією та редакцією журналу "Квант"

Початки речей недоступні для ока...
Лукрецій Кар
...внаслідок небагатьох частинок речовини рух ховається від поглядів.
М. В. Ломоносов

Ось кілька штрихів до узагальненого портрета молекул.

Вони такі малі, що якби у кожної людини на земній кулі вимагати по мільярду молекул, то набралося б лише кілька мільярдних часток грама.

Їх так багато, що якщо вилити а Світовий океан склянку води з «поміченими» молекулами, то через тривалий час у тому ж склянці із зачерпнутою з океану водою виявиться не менше 200 «мічених»...

Їм так «тісно», що за звичайних умов кожна молекула газу зазнає до 10 мільярдів зіткнень на секунду зі своїми сусідками.

Вони такі швидкі, що молекула газу піднялася б, не зіштовхуючись, на висоту близько 5 кілометрів, перш ніж сила тяжіння зупинила б її...

Однак, незважаючи на таку дещицю та «юркість», молекули дуже багатьом «видають» себе. Сподіваємося, вирішення запропонованих завдань не дозволить молекулам вислизнути від вашого збройного знання погляду.

Запитання та завдання

1. Чому об'єм розчину спирту у воді менший від обсягів води та спирту, взятих окремо?
2. Чому сильно надута і щільно зав'язана гумова кулька виявиться через кілька днів «здутим»?
3. Якщо по мікропористій трубі, оточеній герметичним резервуаром, з якого відкачано повітря, пропускати суміш газів, то в резервуарі накопичуватиметься газ з більшим, ніж у трубі, відносним вмістом «легких» молекул. Як це пояснити?
4. Водень має три ізотопи з масовими числами 1, 2 і 3. Іони якого з цих ізотопів повільніше за інші просуваються до катода при електролізі води?
5. Скляну пластинку покривають з одного боку ( У) шаром міді та підвішують на нитки, як показано на малюнку. У повітрі платівка нерухома, а в хлорі повертається на деякий кут мідною стороною «вперед». Пояснити явище з огляду на те, що молекули хлору поглинаються міддю, а склом відбиваються.

   

6. Щоб «приварити» один шматок заліза до іншого, нагрівають обидва шматки добілу в полум'ї горна, накладають один на інший на ковадлі та обробляють сильними ударами ковальського молота. Чому в цьому випадку виходить міцне з'єднання?
7. На рівноплечих вагах встановлені дві однакові судини. Один заповнений сухим повітрям, інший - вологим, що має такі ж тиск і температуру, що сухий. Яка з цих судин важча?

   

8. У яких шарах атмосфери повітря ближче до ідеального газу: біля Землі чи великих висотах?
9. Магнітне поле в камерах Вільсона – Скобельцина однорідне. Чому ж трек частки має у них непостійний (поступово зменшується) радіус кривизни?

   

   Мікродосвід

   Доведіть воду в чайнику до кипіння і вимкніть газовий пальник. Чому з чайника відразу ж виривається сильний струмінь пари, хоча до цього пара не було видно?

   Цікаво, що…

   У долині річки Теннессі (США) було споруджено гігантський завод по поділу ізотопів, де два уранові гази (уран-238 і уран-235) безперервно циркулювали через пористі камери, в яких легший газ дифундував швидше, внаслідок чого газова суміш постійно збагачувалася легким. ізотопом урану.

   У газопилових хмарах міжзоряного середовища було виявлено як порівняно прості молекули, наприклад води та аміаку, а й складні органічні сполуки. "Видали" їх спектральні лінії випромінювання або поглинання в діапазоні радіочастот.

   Що читати в «Кванті» про молекули

   1. «До 175-річчя закону Авогадро» – 1986, № 12, с. 12;
   2. «Сили молекулярної взаємодії» – 1987, № 1, с. 31;
   3. «Тиск газу в посудині» - 1987 № 9. с. 41;
   4. «З життя молекул» - 1988 № 7. с. 46;
   5. «Абсолютна температура» – 1988, № 9, с. 60.

   Відповіді

   1. У розчині молекули води та спирту «упаковані» щільніше за рахунок того, що між молекулами води та спирту, взятими окремо, існують проміжки.
   2. Через різницю тиску всередині кульки і зовні молекули повітря «просочуються» через оболонку кульки і тиск у ній падає.
   3. Молекули компонентів з меншою молярною масою рухливіше масивних молекул і тому частіше проходять крізь пори труби.
   4. Найповільніше просуваються іони найпотужнішого ізотопу \(~^3_1H\).
   5. Загальний тиск на обміднену частину пластинки приблизно вдвічі менший, ніж на другу половину, через непружне зіткнення молекул хлору та міді.
   6. Ударами молота досягається хороший контакт шматків, що приварюються. При температурі білого гартування взаємна дифузія часток відбувається з великою швидкістю і більшу глибину.
   7. При рівних тиску та температурі в рівних обсягах міститься однакове число молей будь-якого газу. Середня молярна маса повітря більша за середню молярну масу суміші повітря з водяною парою. Тому посудина з вологим повітрям легша за посудину з сухим.
   8. На великих висотах, бо повітря розріджений.
   9. Частка при зіткненні з молекулами газу витрачає свою кінетичну енергію на іонізацію молекул.

   Мікродосвід

   Сама водяна пара невидима. При вимиканні газу зникають струмені нагрітого повітря, що обтікали чайник. Водяна пара, що виходить з чайника, охолоджується і конденсується. Ми спостерігаємо хмару дрібних крапель, що виникає при цьому.

Тема: Три стани речовини

I варіант

I.Як розташовані молекули у твердих тілах і як вони рухаються?

Молекули розташовані на відстанях менших розмірів самих молекул і вільно переміщаються відносно один одного. Молекули розташовані великих відстанях друг від друга (проти розмірами молекул) і рухаються безладно. Молекули розташовані у строгому порядку і коливаються біля певних положень рівноваги.

ІІ.Які з наведених нижче властивостей належать газам?

Мають певний обсяг Займають об'єм усієї судини Набувають форми судини Мало стискаються Легко піддаються стиску

ІІІ.Чи зміниться обсяг газу, якщо його перекачати з посудини місткістю1 літрв посудину місткістю 2 літри?

IV.Молекули розташовані на великих відстанях одна від одної (стосовно розмірів молекул), слабо взаємодіють між собою, рухаються хаотично. Яке це тіло?

Газ Тверде тіло Рідина Такого тіла немає

V.У якому стані може бути сталь?

Тільки в твердому стані Тільки в рідкому стані Тільки в газоподібному У всіх трьох станах

Тема: Три стани речовини

II варіант

I.Як розташовані молекули рідин та як вони рухаються?

Молекули розташовані на відстанях, порівнянних з розмірами самих молекул, і вільно переміщуються відносно один одного. Молекули розташовані великих відстанях (проти розмірами молекул) друг від друга і рухаються безладно. Молекули розташовані у строгому порядку і коливаються біля певних положень рівноваги.

ІІ.Які з наведених властивостей належать газам?

Займають весь наданий ним об'єм

ІІІ.У мензурці знаходиться вода об'ємом 100 см3. Її переливають у склянку місткістю 200 см3. Чи зміниться обсяг води?

IV.Молекули щільно упаковані, сильно притягуються одна до одної, кожна молекула коливається біля певного становища. Яке це тіло?

Газ Рідина Тверде тіло Таких тіл немає

V.У якому стані може бути вода?

Тільки в рідкому стані Тільки в газоподібному стані Тільки в твердому стані У всіх трьох станах

Тема: Три стани речовини

III варіант

I.Як розташовані молекули газів та як вони рухаються?

Молекули розташовані на відстанях, менших розмірів самих молекул, і вільно переміщаються відносно один одного. Молекули розташовані на відстанях, набагато більше розмірів самих молекул, і рухаються безладно. Молекули розташовані у строгому порядку і коливаються біля певних положень.

ІІ.Які з наведених властивостей належать твердим тілам?

Важко змінити форму Займають весь наданий ним об'єм Зберігають постійну форму Легко змінюють форму Важко стискаються

ІІІ.Чи зміниться обсяг газу, якщо його перекачати з балона місткістю 20 літрів у балон місткість. 40 літрів?

Збільшиться вдвічі Зменшиться вдвічі Не зміниться

IV.Чи є така речовина, у якої молекули розташовані на великих відстанях, сильно притягуються одна до одної і коливаються біля певних положень?

Газ Рідина Тверде тіло Такої речовини не існує

V.У якому стані може бути ртуть?

Тільки в рідкому Тільки в твердому Тільки в газоподібному У всіх трьох станах

Тема: Три стани речовини

IV варіант

I.Нижче зазначено поведінку молекул у твердих, рідких та газоподібних тілах. Що є загальним для рідин та газів?

Те, що молекули розташовані на відстанях менших розмірів самих молекул і рухаються вільно щодо один одного Те, що молекули розташовані на великих відстанях один від одного і рухаються безладно Те, що молекули рухаються безладно один щодо одного Те, що молекули розташовані в строгому порядку і коливаються біля певних положень

ІІ.Які із зазначених властивостей належать твердим тілам?

Мають певний обсяг Займають об'єм усієї судини Набувають форми судини Мало стискаються Легко стискаються

ІІІ.У пляшці міститься вода об'ємом 0,5 літра. Її переливають у колбу місткістю 1 літр. Чи зміниться обсяг води?

Збільшиться Зменшиться Не зміниться

IV.Молекули розташовані так, що відстань між ними менша за розміри самих молекул. Вони сильно притягуються один до одного та переміщаються з місця на місце. Яке це тіло?

Газ Рідина Тверде тіло

V.У якому стані може бути спирт?

Тільки в твердому стані Тільки в рідкому стані Тільки в газоподібному стані У всіх трьох станах

Відповіді до тестів

Тест на тему «Три стани речовини». 7 клас. 1 варіант. 1. Які з наведених властивостей не належать рідинам? А. Мають певний обсяг. Б. Займають обсяг усієї судини. В. Набувають форми судини. Г. Мало стискаються. 2. Чи зміниться об'єм газу, якщо його перекачати з посудини місткістю 1 л у посудину місткістю 2 л? А. Збільшиться у 2 рази. Б. Зменшиться у 2 рази. В. Не зміниться. 3. Молекули розташовані великих відстанях друг від друга, слабко взаємодіють між собою, рухаються хаотично. Яке це тіло? А. Газ. Б. Тверде тіло. В. Рідина. Г. Такого тіла нема. 4. У яких тілах молекули коливаються біля положення рівноваги? А. У твердих Б. У рідких В. У газоподібних. Г. У всіх трьох станах. 5. У яких тілах дифузія відбувається швидше? А. Однаково у всіх тілах. Б. У твердих тілах. В. У рідинах. Р. У газах. Тест на тему «Три стани речовини». 7 клас. 2 варіант. 1. Які з наведених властивостей не належать газам? А. Займають весь наданий обсяг. Б. Важко стискаються. В. Легко стискаються. Г. не мають власної форми. 2. У мензурці знаходиться вода об'ємом 100 см3. Її переливають у склянку місткістю 200 см3. Чи зміниться обсяг води? А. Збільшиться у 2 рази. Б. Зменшиться у 2 рази. В. Не зміниться. 3. Молекули щільно упаковані, сильно притягуються одна до одної, і кожна молекула коливається біля певної точки. Яке це тіло? А. Газ. Б. Тверде тіло. В. Рідина. Г. Такого тіла нема. 4. Чому рідини немає форми? А. Молекули рідини слабо взаємодіють один з одним Б. Молекули рідини здатні переміщатися з місця на місце В. Молекули рідини немає форми Г. Молекули рідини рухаються хаотично 5. Молекули притягуються друг до друга. Але чому з-поміж них існують проміжки? А. Вони рухаються. Б. Дуже слабо притягуються один до одного. В. При великому зближенні відштовхуються один від одного. Тест на тему «Три стани речовини». 7 клас. 1 варіант. 1. Які з наведених властивостей не належать рідинам? А. Мають певний обсяг. Б. Займають обсяг усієї судини. В. Набувають форми судини. Г. Мало стискаються. 2. Чи зміниться об'єм газу, якщо його перекачати з посудини місткістю 1 л у посудину місткістю 2 л? А. Збільшиться у 2 рази. Б. Зменшиться у 2 рази. В. Не зміниться. 3. Молекули розташовані великих відстанях друг від друга, слабко взаємодіють між собою, рухаються хаотично. Яке це тіло? А. Газ. Б. Тверде тіло. В. Рідина. Г. Такого тіла нема. 4. У яких тілах молекули коливаються біля положення рівноваги? А. У твердих Б. У рідких В. У газоподібних. Г. У всіх трьох станах. 5. У яких тілах дифузія відбувається швидше? А. Однаково у всіх тілах. Б. У твердих тілах. В. У рідинах. Р. У газах. Тест на тему «Три стани речовини». 7 клас. 2 варіант. 1. Які з наведених властивостей не належать газам? А. Займають весь наданий обсяг. Б. Важко стискаються. В. Легко стискаються. Г. не мають власної форми. 2. У мензурці знаходиться вода об'ємом 100 см3. Її переливають у склянку місткістю 200 см3. Чи зміниться обсяг води? А. Збільшиться у 2 рази. Б. Зменшиться у 2 рази. В. Не зміниться. 3. Молекули щільно упаковані, сильно притягуються одна до одної, і кожна молекула коливається біля певної точки. Яке це тіло? А. Газ. Б. Тверде тіло. В. Рідина. Г. Такого тіла нема. 4. Чому рідини немає форми? А. Молекули рідини слабо взаємодіють один з одним Б. Молекули рідини здатні переміщатися з місця на місце В. Молекули рідини немає форми Г. Молекули рідини рухаються хаотично 5. Молекули притягуються друг до друга. Але чому з-поміж них існують проміжки? А. Вони рухаються. Б. Дуже слабо притягуються один до одного. В. При великому зближенні відштовхуються один від одного. Тест на тему «Три стани речовини». 7 клас. 1 варіант. 1. Які з наведених властивостей не належать рідинам? А. Мають певний обсяг. Б. Займають обсяг усієї судини. В. Набувають форми судини. Г. Мало стискаються. 2. Чи зміниться об'єм газу, якщо його перекачати з посудини місткістю 1 л у посудину місткістю 2 л? А. Збільшиться у 2 рази. Б. Зменшиться у 2 рази. В. Не зміниться. 3. Молекули розташовані великих відстанях друг від друга, слабко взаємодіють між собою, рухаються хаотично. Яке це тіло? А. Газ. Б. Тверде тіло. В. Рідина. Г. Такого тіла нема. 4. У яких тілах молекули коливаються біля положення рівноваги? А. У твердих Б. У рідких В. У газоподібних. Г. У всіх трьох станах. 5. У яких тілах дифузія відбувається швидше? А. Однаково у всіх тілах. Б. У твердих тілах. В. У рідинах. Р. У газах. Тест на тему «Три стани речовини». 7 клас. 2 варіант. 1. Які з наведених властивостей не належать газам? А. Займають весь наданий обсяг. Б. Важко стискаються. В. Легко стискаються. Г. не мають власної форми. 2. У мензурці знаходиться вода об'ємом 100 см3. Її переливають у склянку місткістю 200 см3. Чи зміниться обсяг води? А. Збільшиться у 2 рази. Б. Зменшиться у 2 рази. В. Не зміниться. 3. Молекули щільно упаковані, сильно притягуються одна до одної, і кожна молекула коливається біля певної точки. Яке це тіло? А. Газ. Б. Тверде тіло. В. Рідина. Г. Такого тіла нема. 4. Чому рідини немає форми? А. Молекули рідини слабо взаємодіють один з одним Б. Молекули рідини здатні переміщатися з місця на місце В. Молекули рідини немає форми Г. Молекули рідини рухаються хаотично 5. Молекули притягуються друг до друга. Але чому з-поміж них існують проміжки? А. Вони рухаються. Б. Дуже слабо притягуються один до одного. В. При великому зближенні відштовхуються один від одного.