Урок по теме «Агрегатные состояния тел» 10 класс.

      Газы. В газах расстояние между атомами или молекулами в среднем во много раз больше размеров самих молекул (рис.8.5). Например, при атмосферном давлении объем сосуда в десятки тысяч раз превышает объем находящихся в нем молекул.

       Газы легко сжимаются, при этом уменьшается среднее расстояние между молекулами, но форма молекулы не изменяется (рис.8.6).

        Молекулы с огромными скоростями - сотни метров в секунду - движутся в пространстве. Сталкиваясь, они отскакивают друг от друга в разные стороны подобно бильярдным шарам. Слабые силы притяжения молекул газа не способны удержать их друг возле друга. Поэтому газы могут неограниченно расширяться. Они не сохраняют ни формы, ни объема. Многочисленные удары молекул о стенки сосуда создают давление газа. 

Жидкости. Молекулы жидкости расположены почти вплотную друг к другу (рис.8.7), поэтому молекула жидкости ведет себя иначе, чем молекула газа. В жидкостях существует так называемый ближний порядок, т. е. упорядоченное расположение молекул сохраняется на расстояниях, равных нескольким молекулярным диаметрам. Молекула колеблется около своего положения равновесия, сталкиваясь с соседними молекулами. Лишь время от времени она совершает очередной «прыжок», попадая в новое положение равновесия. В этом положении равновесия сила отталкивания равна силе притяжения, т. е. суммарная сила взаимодействия молекулы равна нулю. Время оседлой жизни молекулы воды, т. е. время ее колебаний около одного определенного положения равновесия при комнатной температуре, равно в среднем 10-11 с. Время же одного колебания значительно меньше (10-12-10-13 с). С повышением температуры время оседлой жизни молекул уменьшается.

         Характер молекулярного движения в жидкостях, впервые установленный советским физиком Я.И.Френкелем, позволяет понять основные свойства жидкостей.
     Молекулы жидкости находятся непосредственно друг возле друга. При уменьшении объема силы отталкивания становятся очень велики. Этим и объясняется малая сжимаемость жидкостей.
      Как известно, жидкости текучи, т. е. не сохраняют своей формы. Объяснить это можно так. Внешняя сила заметно не меняет числа перескоков молекул в секунду. Но перескоки молекул из одного оседлого положения в другое происходят преимущественно в направлении действия внешней силы (рис.8.8). Вот почему жидкость течет и принимает форму сосуда.

Твердые тела. Атомы или молекулы твердых тел, в отличие от атомов и молекул жидкостей, колеблются около определенных положений равновесия. По этой причине твердые тела сохраняют не только объем, но и форму. Потенциальная энергия взаимодействия молекул твердого тела существенно больше их кинетической энергии.
        Есть еще одно важное различие между жидкостями и твердыми телами. Жидкость можно сравнить с толпой людей, где отдельные индивидуумы беспокойно толкутся на месте, а твердое тело подобно стройной когорте тех же индивидуумов, которые хотя и не стоят по стойке смирно, но выдерживают между собой в среднем определенные расстояния. Если соединить центры положений равновесия атомов или ионов твердого тела, то получится правильная пространственная решетка, называемая кристаллической.
     На рисунках 8.9 и 8.10 изображены кристаллические решетки поваренной соли и алмаза. Внутренний порядок в расположении атомов кристаллов приводит к правильным внешним геометрическим формам.

  Рис. 8.11 Якутские алмазы.

Кристаллические и аморфные тела

       В ходе изучения строения твердых тел с помощью современных методов удалось выяснить,  что молекулы  и атомы  большинства веществ  в  тведом  состоянии  расположены  в  строго  определенном  порядке,  физики  говорят:  образуют  кристаллическую  решетку. Такие  вещества  называются кристаллическими.  Примерами  кристаллических  веществ  могут  быть  алмаз,  графит  (рис. 1),  лед,  соль,  металлы и  т.  п.

       Порядок расположения атомов в кристаллической  решетке вещества определяет  его физические свойства.  Так,  например,  алмаз  и  графит  состоят из  одних  и  тех  же  атомов —  атомов  углерода,  однако  эти  вещества  весьма отличаются  друг  от  друга,  так  как  атомы  в  них  расположены  по-разному (рис. 1). 

Рис. 1.  Модели кристаллических решеток: о —  алмаза, 6 —  графита. Шариками изображены центры атомов; линий, соединяющих атомы, на самом деле не существует, они проведены только для того, чтобы пояснить характер пространственного расположения атомов

Рис. 2. Модели кристаллических решеток: а - льда б - поваренной соли (маленькие шарики - атомы натрия, большие - атомы хлора)

Существует группа твердых веществ  (стекло,  воск,  смола,  янтарь и т. п.), молекулы  (атомы) которых не образуют кристаллической решетки и в целом расположенные беспорядочно.  Такие вещества называют аморфными. При определенных условиях твердые тела плавятся, т. е. переходят в жидкое состояние. Кристаллические вещества плавятся при определенной температуре.  Например,  лед  обычно  переходит  в  жидкое  состояние,  если  температура равна О °С,  нафталин —  если достигает 80 °С, ртуть —  если падает до -39 °С.  В отличие от кристаллических,  аморфные вещества  не имеют oпределенной температуры плавления. В случае увеличения температуры они переходят в жидкое состояние постепенно  (таяние восковой свечи).

1.Определите среднюю квадратичную скорость молекул кислорода  в воздухе при температуре 20 °С

2.Какие показания будут в градусах Цельсия, если по шкале Фаренгейта показания равны 32°F? Какие явления происходят при такой температуре?  

1. Какие показания будут в градусах Цельсия, если по шкале Фаренгейта показания равны 212°F? Какое явление происходит при такой температуре?

2. Определите среднюю квадратичную скорость молекул аргона в воздухе при температуре 20 °С

1. Какие показания будут в градусах Цельсия, если по шкале Фаренгейта показания равны 97,9°F? Знакома ли вам эта температура?

2. Определите среднюю квадратичную скорость молекул азота в воздухе при температуре 20 °С

__________________________________________________________1.Определите среднюю квадратичную скорость молекул кислорода  в воздухе при температуре 20 °С

2.Какие показания будут в градусах Цельсия, если по шкале Фаренгейта показания равны 32°F? Какие явления происходят при такой температуре?  

1. Какие показания будут в градусах Цельсия, если по шкале Фаренгейта показания равны 212°F? Какое явление происходит при такой температуре?

2. Определите среднюю квадратичную скорость молекул аргона в воздухе при температуре 20 °С

1. Какие показания будут в градусах Цельсия, если по шкале Фаренгейта показания равны 97,9°F? Знакома ли вам эта температура?

2. Определите среднюю квадратичную скорость молекул азота в воздухе при температуре 20 °С

ФИ, класс _________________________________________

Лист оценки для решения задач

__________________________________________________________________________________________

ФИ, класс _________________________________________

Лист оценки для решения задач