Номер 47, страница 11 - гдз по физике 7 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Первоначальные сведения о строении вещества. Строение вещества. Агрегатные состояния вещества - номер 47, страница 11.

Условие.

► 47. Имеются колба, закрытая пробкой с пропущенной через неё трубкой, стакан с водой, спиртовка, штатив с лапкой, мензурка. Как с помощью данных приборов показать, что воздух при нагревании расширяется?

Что при расширении воздуха происходит с молекулами? Изменяется ли внутреннее строение вещества при нагревании?

Решение.

Как с помощью данных приборов показать, что воздух при нагревании расширяется?

Чтобы продемонстрировать расширение воздуха при нагревании с помощью предоставленного оборудования, необходимо собрать установку. Колбу, содержащую воздух, следует закрепить в лапке штатива. Затем колбу нужно плотно закрыть пробкой, через которую пропущена трубка. Свободный конец трубки необходимо опустить в стакан с водой. После этого нужно начать нагревать колбу с помощью спиртовки. При нагревании воздух внутри колбы будет расширяться. Так как объем колбы постоянен, избыточный воздух будет выходить через трубку. Попадая в воду, выходящий воздух будет образовывать пузырьки. Наблюдение за появлением пузырьков в воде является прямым доказательством того, что воздух при нагревании увеличился в объеме, то есть расширился.

Ответ: Необходимо собрать установку: закрепить колбу в штативе, закрыть ее пробкой с трубкой и опустить конец трубки в стакан с водой. При нагревании колбы спиртовкой из конца трубки в воде начнут выходить пузырьки воздуха, что и демонстрирует его расширение.

Что при расширении воздуха происходит с молекулами?

При нагревании воздуха его молекулы получают дополнительную энергию и начинают двигаться быстрее. В результате увеличения скорости движения молекул увеличивается частота и сила их столкновений друг с другом и со стенками сосуда. Это приводит к тому, что среднее расстояние между молекулами увеличивается. Важно отметить, что сами молекулы при этом не увеличиваются в размере и их количество не меняется. Таким образом, расширение воздуха — это следствие увеличения промежутков между составляющими его молекулами.

Ответ: При расширении воздуха молекулы начинают двигаться быстрее, и среднее расстояние между ними увеличивается. Сами молекулы не изменяются.

Изменяется ли внутреннее строение вещества при нагревании?

При нагревании, вызывающем тепловое расширение, внутреннее строение самого вещества, то есть строение его молекул, не изменяется. Молекулы воздуха (в основном азот $N_2$ и кислород $O_2$) остаются теми же самыми. Нагревание в данном случае — это физический процесс, который изменяет кинетическую энергию молекул и расстояние между ними, но не затрагивает химические связи внутри молекул. Изменение внутреннего строения вещества (например, распад молекул на атомы) происходит при гораздо более высоких температурах или в ходе химических реакций, а не при обычном тепловом расширении.

Ответ: Нет, при нагревании в процессе теплового расширения внутреннее строение вещества (строение молекул) не изменяется. Это физическое явление, а не химическое.