Номер 1, страница 27 - гдз по физике 7 класс учебник Пёрышкин, Иванов

Ответь на вопросы. § 7. Строение вещества. Глава 1. Первоначальные сведения о строении вещества - номер 1, страница 27.

1. Как можно доказать, что вещества состоят из мельчайших частиц?

Доказательство того, что все вещества состоят из мельчайших частиц (атомов, молекул, ионов), основывается на ряде наблюдаемых явлений и экспериментов, которые невозможно объяснить, если считать вещество сплошным. Основные доказательства включают:

Диффузия

Это явление взаимного проникновения частиц одного вещества в промежутки между частицами другого. Например, если в стакан с водой капнуть каплю чернил или бросить кристаллик марганцовки, то через некоторое время вся вода равномерно окрасится. Также мы чувствуем запах духов или еды на расстоянии, потому что молекулы пахучих веществ распространяются в воздухе. Это явление объясняется тем, что частицы веществ находятся в непрерывном и хаотичном движении и между ними существуют промежутки, куда могут проникнуть частицы другого вещества. Если бы вещества были сплошными, такое взаимное проникновение было бы невозможно.

Ответ: Явление диффузии доказывает, что вещество имеет дискретное (прерывистое) строение, то есть состоит из отдельных частиц, между которыми есть промежутки, и что эти частицы постоянно движутся.

Броуновское движение

Это беспорядочное, хаотичное движение мельчайших видимых частиц (например, пыльцы растений, частиц краски или пыли), взвешенных в жидкости или газе. Наблюдая в микроскоп, можно увидеть, как эти частицы постоянно "дрожат" и перемещаются без видимой причины. Объяснение заключается в том, что невидимые молекулы окружающей среды (воды или воздуха), находящиеся в постоянном тепловом движении, непрерывно и с разных сторон ударяют взвешенную частицу. Поскольку число ударов и их сила с разных сторон в каждый момент времени неодинаковы, их действие не компенсируется, что и заставляет частицу беспорядочно двигаться. Это явление является прямым видимым следствием существования и движения молекул.

Ответ: Броуновское движение является наглядным экспериментальным подтверждением существования молекул и их непрерывного хаотичного теплового движения.

Сжимаемость газов и тепловое расширение тел

Тот факт, что газы можно легко сжать (например, в насосе или шприце), говорит о том, что между их частицами существуют большие промежутки. При сжатии эти промежутки уменьшаются. Жидкости и твердые тела сжимаются очень плохо, что указывает на значительно меньшие расстояния между их частицами. Кроме того, практически все тела при нагревании расширяются, а при охлаждении сжимаются. Это происходит не потому, что сами частицы становятся больше или меньше, а потому, что с ростом температуры увеличивается скорость их движения и, как следствие, среднее расстояние между ними.

Ответ: Способность веществ изменять свой объем под действием давления или температуры доказывает наличие межмолекулярных промежутков и, следовательно, подтверждает, что вещество состоит из отдельных частиц.

Химические реакции и законы стехиометрии

Химические реакции протекают в строгих количественных соотношениях (закон постоянства состава, закон кратных отношений). Например, для образования воды ($H_2O$) масса кислорода всегда в 8 раз больше массы водорода, вступившего в реакцию. Это легко объяснить, если предположить, что вещества состоят из атомов, которые соединяются друг с другом в определенных целочисленных отношениях (два атома водорода на один атом кислорода). Модель сплошного, непрерывного вещества не может объяснить эти законы.

Ответ: Закономерности протекания химических реакций служат косвенным, но очень весомым доказательством того, что вещество состоит из дискретных частиц — атомов.

Прямое наблюдение с помощью современных приборов

С изобретением в XX веке электронных и сканирующих туннельных микроскопов (СТМ) у человечества появилась возможность "увидеть" отдельные атомы. Эти приборы позволяют получать изображения поверхностей материалов с разрешением, достаточным для того, чтобы различить индивидуальные атомы, расположенные в кристаллической решетке. Более того, с помощью СТМ можно не только наблюдать, но и целенаправленно перемещать атомы, создавая наноразмерные структуры.

Ответ: Современные научные приборы, такие как СТМ, предоставляют прямое и неопровержимое визуальное доказательство того, что вещества состоят из отдельных атомов.