Номер 2, страница 42 - гдз по физике 7 класс учебник Пёрышкин, Иванов

Упражнение 5. § 13. Различие в молекулярном строении твёрдых тел, жидкостей и газов. Глава 1. Первоначальные сведения о строении вещества - номер 2, страница 42.

2*¹. Что будет происходить с газом, если его постоянно охлаждать? Объясните своё предположение с позиций молекулярного строения вещества.

Решение

Процесс постоянного охлаждения газа приводит к последовательному изменению его агрегатного состояния: сначала газ превращается в жидкость, а затем жидкость — в твёрдое тело. Это объясняется с позиций молекулярного строения вещества.

В газообразном состоянии молекулы вещества обладают большой кинетической энергией. Они движутся хаотично, с большими скоростями и на значительных расстояниях друг от друга, которые намного превышают размеры самих молекул. Из-за этого силы межмолекулярного притяжения очень малы и не способны удержать молекулы вместе.

Охлаждение означает отвод теплоты от газа. Согласно молекулярно-кинетической теории, температура вещества является мерой средней кинетической энергии его частиц. Следовательно, при охлаждении средняя кинетическая энергия молекул газа уменьшается, и они начинают двигаться медленнее. Когда скорость молекул падает, они сближаются, и силы межмолекулярного притяжения начинают играть более существенную роль. При достижении определённой температуры (точки конденсации) эти силы становятся достаточно сильными, чтобы удержать молекулы близко друг к другу. В этот момент происходит фазовый переход — конденсация — и газ переходит в жидкое состояние. В жидкости молекулы расположены плотно, но всё ещё могут перемещаться и скользить друг относительно друга, не имея фиксированного положения.

При дальнейшем охлаждении уже жидкости, кинетическая энергия её молекул продолжает уменьшаться. Движение молекул становится всё более медленным. В определённый момент, при достижении температуры замерзания (или кристаллизации), энергия движения становится настолько малой, что силы межмолекулярного притяжения фиксируют молекулы в определённых положениях, образуя упорядоченную структуру, называемую кристаллической решёткой (для большинства веществ). Происходит второй фазовый переход — затвердевание. Молекулы в твёрдом теле перестают свободно перемещаться и могут лишь совершать колебательные движения около своих положений равновесия.

Таким образом, постоянное охлаждение газа приводит к уменьшению интенсивности теплового движения его молекул, что вызывает последовательные фазовые переходы: из газообразного состояния в жидкое, а затем в твёрдое.

Ответ: При постоянном охлаждении газ сначала сконденсируется и перейдёт в жидкое состояние, а при дальнейшем охлаждении жидкость затвердеет и перейдёт в твёрдое состояние. С точки зрения молекулярного строения, это происходит из-за того, что при охлаждении уменьшается средняя кинетическая энергия и скорость движения молекул. В результате силы межмолекулярного притяжения, которые всегда существуют между молекулами, становятся достаточными, чтобы сначала удержать их в объёме жидкости, а затем зафиксировать в определённых положениях в твёрдом теле.