Первоначальные сведения о строении вещества

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова»

Институт непрерывного педагогического образования

Кафедра педагогики и психологии образования

Проект «Первоначальные сведения о строении вещества»

Выполнил: студент 4 курса, ОФО, группа ПО-21

Семенова Анна Геннадьевна

Оглавление

1. «Строение вещества»

2. «Молекулы»

3. «Дифузия»

4. «Взаимодействие молекул»

5. «Три состояния вещества»

Великий английский физик-экспериментатор Эрнест Резерфорд как-то пошутил: «Есть только две науки – физика и коллекционирование марок». В ходе этого урока вы узнаете, почему именно физику Резерфорд выделил среди всех других наук, что она изучает, познакомитесь с первыми физическими понятиями: вещество, тело, явление.

В физике изучаются физические тела и физические явления, а они с нужной нам точностью соответствуют реальным объектам и процессам.

«Строение вещества»

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.

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.

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.

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?

частицы, из которых состоят вещества  (в нашем примере это частицы красителя)  очень малы , а их количество огромно.

Итак, мы пришли к следующим важным выводам:

• все вещества состоят из частиц;
• между частицами есть промежутки;
• размеры частиц очень малы, а их количество в веществе огромно

«Молекулы»

Молекула состоит из  атомов . Число атомов и их распределение в молекуле является различным. В природе существует немногим более сотни атомов различного вида. Элементы обобщены и расположены в периодической таблице химических элементов, им даны наименования, например:  водород, азот, углерод .

В твёрдых веществах  атомы или молекулы расположены близко друг к другу, и в результате их взаимодействия могут происходить только колебательные движения около определённой точки.

В твёрдых кристаллических веществах  атомы расположены в определённом порядке и образуют  кристаллическую решётку . Кристаллическим веществом является поваренная соль (атомы натрия — красного цвета, атомы хлора — синего).

В жидкостях расстояние между молекулами больше, чем в твёрдых веществах, и движение молекул свободнее.

В газах молекулы почти не взаимосвязаны. В газах много пустоты, и их легко сжать

Взаимодействие молекул зависит от расстояния между ними. Во время сближения молекул до расстояний, которые можно сравнить с размерами собственно молекул, поначалу начинает появляться притяжение, а при последующем сближении — отталкивание молекул, которое начинает брать верх над притяжением. Если молекулы находятся на очень большом расстоянии, то силы между ними уже не действуют.

Демокрит утверждал, что все вещества состоят из частиц. Самая мельчайшая частичка воды –  молекула воды . Все молекулы воды абсолютно одинаковые. Самая мельчайшая частица сахара –  молекула сахара . Все молекулы сахара также одинаковые. Их строение таково, что сахар на вкус сладкий. А строение молекул воды таково, что чистая вода сладкой не кажется. Сладкий вкус – одно из многих химических свойств молекул сахара.

Корреспондент некой американской газеты спросил знаменитого физика Ричарда Фейнмана: «Господин Фейнман, если бы вдруг выяснилось, что в результате катастрофы все знания человечества должны погибнуть и Вам необходимо в одной фразе передать будущим поколениям самое ценное из них, то что бы Вы сказали потомкам?»

Ученый ответил так: «Безусловно, это была бы атомистическая гипотеза: весь мир состоит из мельчайших частиц, которые непрерывно движутся и взаимодействуют друг с другом».

«Дифузия»

Диффузия – это самопроизвольное взаимное проникновение молекул одного вещества в промежутки между молекулами другого.

В нашей повседневной жизни мы иногда не замечаем некоторых физических явлений. Например, кто-то открыл флакон с духами, и мы, даже находясь на большом расстоянии, почувствуем этот запах. Поднимаясь по лестнице к своей квартире, мы можем ощутить запах пищи, приготовленной дома. Мы опускаем в стакан с горячей водой пакетик с заваркой для приготовления чая, и даже не замечаем, как заварка окрашивает всю воду в чашке.

Если налить в сосуд раствор медного купороса (голубого цвета), а сверху аккуратно, не допуская перемешивания, налить чистую воду, то можно заметить, что поначалу довольно четкая граница между водой и медным купоросом со временем становится все более размытой. Если продолжать опыт в течение недели, эта граница совершенно исчезнет, и жидкость в сосуде станет равномерно окрашенной.

На скорость диффузии определенных веществ можно влиять. Чтобы убедиться в этом, возьмем два стакана, один с горячей, а другой с холодной водой. Насыплем в оба стакана одинаковое количество растворимого кофе. В одном из стаканов диффузия пойдет гораздо быстрее. Как подсказывает вам жизненный опыт, диффузия происходит тем быстрее, чем выше температура диффундирующих веществ.

Выводы

- Диффузия может происходить в газах, жидкостях и твердых телах, но время, необходимое для протекания диффузии, значительно различается.

  - Скорость диффузии можно увеличить, увеличивая температуру диффундирующих веществ.

«Взаимодействие молекул»

Все тела состоят из молекул, между молекулами есть промежутки, и все молекулы и атомы, из которых они состоят, непрерывно движутся. Но почему твердые тела или жидкости так трудно сжать,  растянуть, разломать, если между молекулами есть промежутки?

Все дело в притяжении, которое существует между молекулами. Молекула притягивает все ближайшие к ней молекулы и сама притягивается к ним.

Если внимательно рассмотреть сколы кусочков мела, то можно увидеть, что они неровные, шероховатые. А значит, при их соединении мы не можем приблизить молекулы на поверхностях двух соединяемых частей так близко, чтобы между ними возникло притяжение.

Явление смачивания

Смачивание – это также проявление взаимного притяжения молекул.

Явление смачивания достаточно часто встречается в нашей жизни. Именно благодаря смачиванию мы можем вытирать полотенцем посуду, писать по бумаге чернилами (попробуйте вытереть тарелку полиэтиленовым пакетом или написать что-нибудь на нем авторучкой!). Отсутствие смачивания позволяет водоплавающей птице оставаться сухой в воде даже под проливным дождем.

«Три состояния вещества»

Каждый знает, что изменить форму твердого тела достаточно трудно, будь то металлическое тело, пластмасса или даже пластилин. Даже для изменения формы пластилина нам все равно приходится прикладывать определенное усилие. Можно сказать,  что твердые тела сохраняют свою форму и объем.

А что можно сказать о форме и объеме жидкостей?

Жидкость, которую мы налили в один из сосудов, приняла форму этого сосуда. Если перелить ее в сосуд другой формы, то жидкость примет форму другого сосуда. Всякий раз жидкость принимает форму того сосуда, куда ее наливают. Можно сделать вывод:  жидкость может изменять свою форму, но ее объем сохраняется прежним.

Совершенно по-иному ведет себя газ. И форму, и объем тел, состоящих из газа, изменить очень легко.  Газ не обладает ни собственной формой, ни собственным объемом.  Он принимает форму того сосуда, в который его поместили, и занимает весь предоставленный ему объем. 

Причина столь разного поведения твердых, жидких тел и газов, кроется в молекулярном строении вещества, а именно в расположении, движении и взаимодействии молекул, из которого вещество состоит.

Молекулы в жидкостях тоже расположены достаточно плотно друг к другу, но в их расположении уже нет такого строгого порядка, как у молекул твердого тела. Молекулы жидкостей расположены хаотично. Их движение сравнимо с перескоком. Они словно перепрыгивают от одного положения равновесия к другому, меняясь местами. А между этими перескоками они хаотично колеблются вокруг своих временных положений равновесия.

Молекулы газообразных веществ расположены уже на значительных расстояниях друг от друга. Так, расстояния между молекулами воздуха, которым мы с вами дышим, в среднем в 10–20 раз больше, чем размеры самих молекул. Такое удаление молекул друг от друга достаточно для того, чтобы силы притяжения и отталкивания между молекулами ослабли. Поэтому молекулы газа могут свободно передвигаться по всему предоставленному им объему. Именно в этом заключается причина того, что газы не сохраняют ни форму, ни объем.

Итак, причина того, что вещество может находиться в твердом, жидком и газообразном состояниях, – различное взаимное расположение, движение и взаимодействие его молекул.

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!!!

https://wordwall.net/play/78478/824/397

https://multiurok.ru/id97883668/

https://learningapps.org/watch?v=pmffk4vm524