Задание, страница 81 - гдз по физике 10 класс учебник Закирова, Аширов

Задание

Изобразите модели веществ в твердом, жидком и газообразном состояниях, а также идеального газа.

Модель вещества в твердом состоянии

В модели твердого тела составляющие его частицы (атомы, ионы или молекулы) расположены очень близко друг к другу в строго определенном порядке, который называется кристаллической решеткой (для кристаллических тел). Частицы не могут свободно перемещаться по объему, так как они прочно связаны силами межмолекулярного взаимодействия. Вместо этого они совершают непрерывные колебательные движения около своих положений равновесия — узлов кристаллической решетки. Из-за сильных связей и упорядоченной структуры твердые тела сохраняют свою форму и объем. Кинетическая энергия частиц связана с их колебаниями, а потенциальная энергия взаимодействия между ними велика и определяет прочность тела.

Ответ: Модель твердого тела представляет собой упорядоченную структуру частиц (кристаллическую решетку), в которой частицы совершают колебания около своих фиксированных положений, будучи связанными сильными межмолекулярными силами.

Модель вещества в жидком состоянии

В модели жидкости частицы расположены почти так же плотно, как и в твердых телах, но не имеют строгого порядка в расположении (отсутствует дальний порядок, но сохраняется ближний). Частицы в жидкости не привязаны к определенным точкам пространства. Они совершают колебательные движения около временных положений равновесия, но с некоторой периодичностью "перескакивают" в соседние вакантные места. Этот механизм "скачковой" диффузии обеспечивает основное свойство жидкостей — текучесть, то есть способность принимать форму сосуда. Силы взаимодействия между частицами все еще достаточно сильны, чтобы удерживать их на близком расстоянии и сохранять объем жидкости, но уже недостаточны для поддержания постоянной формы.

Ответ: Модель жидкости — это модель, в которой частицы расположены близко друг к другу, но неупорядоченно, и могут перемещаться относительно друг друга, что обеспечивает текучесть вещества при сохранении его объема.

Модель вещества в газообразном состоянии

В модели газа (реального газа) частицы (молекулы или атомы) находятся на значительных расстояниях друг от друга, которые во много раз превышают их собственные размеры. Из-за больших расстояний силы межмолекулярного взаимодействия между ними очень малы и проявляются в основном лишь в моменты коротких столкновений. Частицы движутся хаотично, с большими скоростями и по прямым линиям до следующего столкновения друг с другом или со стенками сосуда. Кинетическая энергия движения частиц значительно превосходит потенциальную энергию их взаимодействия. Из-за слабого взаимодействия и хаотичного движения газ не имеет ни собственной формы, ни объема и стремится занять все предоставленное ему пространство.

Ответ: Модель газа — это модель, в которой составляющие его частицы находятся на больших расстояниях друг от друга, хаотично движутся по всему предоставленному объему и слабо взаимодействуют между собой.

Модель идеального газа

Модель идеального газа является важнейшей теоретической моделью в молекулярной физике, упрощающей описание поведения реальных газов. Она основана на следующих допущениях:
1. Молекулы газа рассматриваются как материальные точки, собственный объем которых пренебрежимо мал по сравнению с объемом сосуда.
2. Между молекулами газа на расстоянии полностью отсутствуют силы притяжения или отталкивания. Потенциальная энергия взаимодействия молекул считается равной нулю.
3. Столкновения молекул друг с другом и со стенками сосуда являются абсолютно упругими. Это означает, что при столкновениях полная кинетическая энергия системы сохраняется.
4. Молекулы находятся в непрерывном хаотическом движении.
Данная модель хорошо описывает поведение реальных газов при низких давлениях и высоких температурах. Поведение идеального газа описывается уравнением состояния Клапейрона-Менделеева: $pV = \frac{m}{M}RT$ или $pV = \nu RT$.

Ответ: Модель идеального газа — это физическая модель газа, в которой пренебрегают размерами молекул и силами взаимодействия между ними, а их столкновения считают абсолютно упругими.