Номер 1, страница 42 - гдз по физике 7 класс учебник Пёрышкин, Иванов

Ответь на вопросы. § 13. Различие в молекулярном строении твёрдых тел, жидкостей и газов. Глава 1. Первоначальные сведения о строении вещества - номер 1, страница 42.

1. Почему одно и то же вещество может находиться в разных агрегатных состояниях?

Почему одно и то же вещество может находиться в разных агрегатных состояниях?

Агрегатное состояние вещества — твёрдое, жидкое или газообразное — определяется балансом между двумя основными факторами: кинетической энергией движения его частиц (молекул или атомов) и потенциальной энергией их взаимного притяжения.

• Кинетическая энергия ($E_k$) частиц напрямую связана с температурой вещества. Чем выше температура, тем быстрее движутся частицы и тем больше их кинетическая энергия. Это энергия движения, которая стремится "разбросать" частицы.
• Потенциальная энергия ($E_p$) взаимодействия определяется силами притяжения между частицами. Эти силы стремятся удержать частицы вместе, упорядочить их структуру.

Соотношение этих энергий определяет состояние вещества:

• Твёрдое состояние: Потенциальная энергия притяжения значительно преобладает над кинетической энергией ($E_p >> E_k$). Частицы сильно связаны друг с другом и образуют упорядоченную структуру (кристаллическую решётку). Они не могут свободно перемещаться, а лишь совершают колебания около своих фиксированных положений. Поэтому твёрдые тела имеют постоянную форму и объём.
• Жидкое состояние: Кинетическая и потенциальная энергии примерно равны ($E_k \approx E_p$). Энергии движения частиц уже достаточно, чтобы преодолевать жёсткую связь и перемещаться друг относительно друга, но недостаточно, чтобы полностью разорвать силы притяжения. Поэтому жидкости текучи (не имеют своей формы), но сохраняют свой объём.
• Газообразное состояние: Кинетическая энергия значительно превосходит потенциальную ($E_k >> E_p$). Частицы движутся очень быстро и хаотично, силы притяжения между ними пренебрежимо малы. Газ не имеет ни собственной формы, ни объёма и стремится занять всё доступное пространство.

Таким образом, изменяя внешние условия (главным образом температуру и давление), можно изменить соотношение между кинетической и потенциальной энергией частиц, вызывая тем самым фазовые переходы: плавление, кипение, конденсацию и кристаллизацию.

Ответ: Одно и то же вещество может существовать в разных агрегатных состояниях, так как его состояние зависит от внешних условий, в первую очередь от температуры. Температура определяет кинетическую энергию частиц, и баланс между этой энергией и силами межмолекулярного притяжения диктует, будет ли вещество твёрдым, жидким или газообразным.

2. Как движутся молекулы в газах, жидкостях и твердых телах?

Характер теплового движения молекул принципиально различен для каждого агрегатного состояния.

• В газах: Движение молекул полностью хаотичное (беспорядочное). Они движутся с большими скоростями (сотни метров в секунду) по прямым линиям до тех пор, пока не столкнутся друг с другом или со стенкой сосуда. Расстояния между молекулами очень велики по сравнению с их размерами, поэтому силы взаимодействия между ними практически отсутствуют.
• В жидкостях: Молекулы расположены близко друг к другу. Их движение носит колебательно-поступательный характер. Каждая молекула в течение некоторого времени колеблется около определенного положения равновесия, а затем совершает "скачок" в соседнее свободное место. Эти "скачки" происходят непрерывно и во всех направлениях, что и обеспечивает текучесть жидкости.
• В твердых телах (кристаллических): Частицы (атомы, ионы) расположены в строгом порядке, образуя кристаллическую решётку. Они не могут покидать свои места. Всё их движение сводится к непрерывным колебаниям около фиксированных положений — узлов кристаллической решётки. С повышением температуры амплитуда этих колебаний возрастает.

Ответ: В газах молекулы движутся хаотично и поступательно на больших расстояниях друг от друга. В жидкостях — колеблются и "перескакивают" с места на место, оставаясь в тесном контакте. В твердых телах — только колеблются около фиксированных положений в кристаллической решётке.