Question

Задания суммативного оценивания за 2 четверть «Естествознание» 1. Объясните структуру твердых, жидких, газообразных веществ согласно теории частиц (3 б).

Answer 1

Газы. В газах расстояние между атомами или молекулами в среднем во много раз больше размеров самих молекул (рис.1). 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
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.
Жидкости. Молекулы жидкости расположены почти вплотную друг к другу (рис.3), 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.4). 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.

Answer 2

Структура твердых, жидких и газообразных веществ может быть объяснена с помощью теории частиц, которая предполагает, что все вещества состоят из микроскопических частиц, называемых атомами и молекулами.

1. Твердые вещества: Твердые вещества имеют стройную и плотную структуру. Атомы или молекулы в твердом веществе тесно упакованы и жестко связаны друг с другом. Это приводит к фиксированной форме и объему твердого вещества. Атомы или молекулы в твердом веществе могут колебаться вокруг своих положений равновесия, но остаются в общем положении. Это объясняет жесткость твердых веществ и их способность сохранять форму при воздействии внешних сил.

2. Жидкие вещества: Жидкие вещества обладают свободной формой и способностью принимать форму сосуда, в котором они находятся. В жидкости атомы или молекулы отделены друг от друга на большие расстояния, но все еще остаются близко и взаимодействуют друг с другом. Атомы или молекулы в жидкости имеют большую подвижность, и они могут перемещаться относительно друг друга. Это позволяет жидкости текучести и способность заполнять контейнеры.

3. Газообразные вещества: Газы имеют свободную форму и объем, и они полностью заполняют доступное пространство. В газах атомы или молекулы отделены друг от друга на большие расстояния и имеют высокую скорость движения. Атомы или молекулы в газе движутся в случайном направлении и сталкиваются между собой и с стенками контейнера. Это создает давление газа и объясняет его расширяемость и способность распространяться по всем направлениям.

Таким образом, твердые, жидкие и газообразные вещества различаются по плотности, упорядоченности и свободе движения их составляющих частиц – атомов или молекул.