Номер 11.17, страница 36 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 11. Плотность вещества. Глава 2. Движение и взаимодействие тел - номер 11.17, страница 36.

11.17 [244] Кислород (как и любой из газов) в зависимости от условий может находиться в газообразном, жидком или твёрдом состоянии. В каком состоянии плотность кислорода наибольшая? наименьшая? Почему?

В каком состоянии плотность кислорода наибольшая?

Плотность кислорода, как и у подавляющего большинства веществ, является наибольшей в твёрдом агрегатном состоянии.

Ответ: в твёрдом состоянии.

В каком состоянии плотность кислорода наименьшая?

Наименьшая плотность у кислорода наблюдается в газообразном агрегатном состоянии.

Ответ: в газообразном состоянии.

Почему?

Плотность вещества ($\rho$) — это физическая величина, которая показывает, какая масса ($m$) вещества приходится на единицу его объёма ($V$). Она вычисляется по формуле $\rho = \frac{m}{V}$. Для постоянной массы вещества плотность обратно пропорциональна объёму: чем меньше объём, тем больше плотность.

Разница в плотности вещества в разных агрегатных состояниях объясняется различиями в строении вещества на молекулярном уровне:

В газообразном состоянии частицы (молекулы) вещества находятся на больших расстояниях друг от друга, которые значительно превышают размеры самих частиц. Они хаотично движутся и занимают весь предоставленный им объём. Из-за этого определённая масса газа занимает большой объём, что и обуславливает его очень низкую плотность.

В жидком состоянии частицы находятся гораздо ближе друг к другу, почти вплотную. Они могут перемещаться друг относительно друга, но уже не разлетаются на большие расстояния. В результате та же масса вещества занимает значительно меньший объём, чем в газообразном состоянии, и плотность жидкости оказывается намного выше.

В твёрдом состоянии (для большинства веществ, в том числе и для кислорода) частицы упакованы наиболее компактно в упорядоченную структуру, называемую кристаллической решёткой. Они совершают лишь небольшие колебания около своих фиксированных положений. В этом случае объём, занимаемый веществом, как правило, минимален, а плотность, соответственно, максимальна.

Таким образом, переход кислорода из газообразного состояния в жидкое, а затем в твёрдое сопровождается последовательным уменьшением расстояния между молекулами, что ведёт к уменьшению объёма и увеличению плотности.

Ответ: Плотность вещества зависит от того, насколько близко и упорядоченно расположены его частицы. В твёрдом состоянии частицы упакованы наиболее плотно, что соответствует наименьшему объёму и наибольшей плотности. В газообразном состоянии, наоборот, частицы находятся на больших расстояниях, занимая наибольший объём, что приводит к наименьшей плотности.