Классы
Предметы
Мой профиль

Строение вещества

Мудрец говорит своему ученику

– Вот этот глиняный горшок я могу наполнить доверху три раза подряд, ни разу не опустошая.

Ученик не поверил. Тогда мудрец набросал в горшок камней.

– Наполнился? – спросил он.

– Наполнился, – ответил ученик.

После этого поверх камней мудрец насыпал песок.

– Снова наполнился?

 – Снова…

– А теперь смотри, наполнится и в третий раз! – сказал мудрец и залил содержимое горшка водой.

Объяснить происходящее несложно. Между камнями есть промежутки, куда помещаются песчинки, а между песчинками есть промежутки, куда просачивается вода. Но есть ли промежутки между частицами воды? И существуют ли частицы, еще более мелкие, чем частицы воды?

В ходе этого и нескольких последующих уроков вы узнаете,  как «устроено» вещество, познакомитесь с основными свойствами частиц, из которых оно состоит.

 

 

Введение

В своей жизни мы достаточно часто сталкиваемся с различными физическими явлениями, и нашего жизненного опыта обычно вполне хватает, чтобы объяснить многое из увиденного. И не только объяснить, но предсказать ход того или иного явления.

Например, каждый из вас может предсказать, что если поместить термометр в сосуд с горячей водой, то уровень ртути в термометре поднимется. Если положить кусочек льда в кипящую воду, то лед расплавится. Если развязать завязочки воздушного шара, то воздух выйдет из него.

А легко ли вам будет ответить, например, на вопрос: одинаково ли поведет себя капля подсолнечного масла, если поместить ее на поверхность стола и на поверхность воды?

Как поведет себя капля подсолнечного масла на поверхности лакированного стола и на поверхности воды?

Рис. 1. Как поведет себя капля подсолнечного масла на поверхности лакированного стола и на поверхности воды?

Или, например, вы собрались построить модель самолета или аэроплана и выбираете материал для его постройки. Какими свойствами должен будет обладать выбранный материал?

Подобные вопросы уже вызывают определенные затруднения. Это происходит потому, что нам не хватает сведений о строении веществ. Именно об этом и пойдет сегодня речь.

Вещество состоит из частиц

Поставим ряд опытов, чтобы понять, какое же строение имеют различные вещества.

Возьмем кусочек мела. Можно ли его разделить на части? Да, безусловно, можно. А еще на более мелкие части? Можно. Достаточно провести по нему пальцем, и на пальце останется след. Это частицы мела.

 Следы мела на пальцах – это мельчайшие частицы мела 

Рис. 2. Следы мела на пальцах – это мельчайшие частицы мела

В этом сосуде подкрашенная жидкость. Можно ли разделить ее на более мелкие порции? Возьмем второй стакан и отольем немного жидкости. Что находится в стакане? Частицы жидкости. А можно ли жидкость разделить на более мелкие порции? Можно. Возьмем еще один стакан и отольём туда еще часть жидкости. Наконец, жидкость можно разделить на необычайно маленькие порции, распыляя ее из пульверизатора.

Пульверизатор позволяет разделить воду на очень маленькие порции – капельки 

Рис. 3. Пульверизатор позволяет разделить воду на очень маленькие порции – капельки

Из чего же состоит вещество? Можно сделать вывод, что любое вещество состоит из частиц. Из последующих опытов мы узнаем, каков характер движения этих частиц и их расположение.

Между частицами есть промежутки

Надутый воздушный шарик, если приложить усилия, можно заметно сжать. При этом число частиц в шарике остается тем же самым, но форма и объем шарика изменяются.

Сжимая шарик, мы уменьшаем расстояние между частицами воздуха, находящегося в нем 

Рис. 4. Сжимая шарик, мы уменьшаем расстояние между частицами воздуха, находящегося в нем

Можно взять самую обыкновенную резинку и, приложив усилия,  растянуть ее. При этом снова изменяются и форма, и размер резинки, но количество частиц и в этом случае остается прежним.

Растягивая резинку, мы увеличиваем расстояние между частицами, из которых она состоит 

Рис. 5. Растягивая резинку, мы увеличиваем расстояние между частицами, из которых она состоит

В первом случае мы сжимали предмет, во втором случае растягивали его. Из этих опытов можно сделать вывод, что между частицами вещества есть промежутки.

Проведем еще один опыт, наглядно доказывающий, что это действительно так. Возьмем медный шарик, который в обычных условиях проходит через кольцо. Если же этот шарик нагреть, то промежутки между частицами должны измениться. Через некоторое время, когда шарик нагреется, попробуем вновь поместить его в кольцо. Мы увидим, что шарик застревает в кольце.

Холодный шарик свободно проходит через кольцо, а нагретый – застревает 

Рис. 6. Холодный шарик свободно проходит через кольцо, а нагретый – застревает

Можно сделать вывод о том, что объем шарика увеличился. Это доказывает, что промежутки между частицами могут изменяться, увеличиваться или уменьшаться.

На этом принципе основано действие самого обыкновенного термометра, столбик которого состоит из подкрашенного спиртового раствора. При повышении температуры раствор начинает увеличиваться в объеме, промежутки между частицами увеличиваются, и столбик движется вверх, показывая все более высокую температуру.

При повышении температуры спиртовой раствор в шарике и столбике термометра расширяется, так как увеличивается расстояние между частицами, из которых раствор состоит 

Рис. 7. При повышении температуры спиртовой раствор в шарике и столбике термометра расширяется, так как увеличивается расстояние между частицами, из которых раствор состоит

Почему мы не видим частиц, из которых состоят вещества?

Мы с вами видим различные предметы – это и стол, и доска, и стеклянный сосуд. Мы утверждаем, что все они состоят из частиц, но почему же мы не видим эти частицы?

Чтобы понять это, проведем следующий эксперимент. Возьмем подкрашенную жидкость (например, обыкновенные чернила) и перенесем в сосуд с водой только лишь небольшое количество этой жидкости (достаточно одной капли чернил). Мы увидим, что небольшая часть частиц красителя, входящего в состав чернил, попав в воду, окрасила всю воду целиком. Попробуем повторить этот эксперимент. Снова перельем небольшую часть подкрашенной воды в следующий сосуд с чистой водой. Теперь уже количество частиц красителя, попавших в третий сосуд, стало во много раз меньше, чем было в капле чернил. Но даже их достаточно, чтобы весь объем воды оказался окрашенным. Значит, частицы, из которых состоят вещества (в нашем примере это частицы красителя) очень малы, а их количество огромно.

Выводы

Итак, мы пришли к следующим важным выводам:

1) все вещества состоят из частиц;

2) между частицами есть промежутки;

3) размеры частиц очень малы, а их количество в веществе огромно.

Но теперь перед нами возникает новый вопрос: а можно ли делить вещество на частицы до бесконечности? Ответ на него будет темой следующего занятия.

 

Список литературы

1. Перышкин А.В. Физика. 7 кл. – 14-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2010.

2. Перышкин А.В. Сборник задач по физике, 7 – 9 кл.: 5-е изд., стереотип. – М: Издательство «Экзамен», 2010.

3. Лукашик В.И., Иванова Е.В. Сборник задач по физике для 7 – 9 классов общеобразовательных учреждений. – 17-е изд. – М.: Просвещение, 2004.

 

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы Интернет

1. Единая коллекция Цифровых Образовательных Ресурсов (Источник).

2. Единая коллекция Цифровых Образовательных Ресурсов (Источник).

 

Домашнее задание

Перышкин А.В. Сборник задач по физике, 7 – 9 кл. №№ 31, 32, 33.