Страница 39 - гдз по физике 7 класс учебник Пёрышкин, Иванов

1. В каких агрегатных состояниях может находиться вещество?

Вещество может находиться в различных агрегатных состояниях, которые зависят от внешних условий, главным образом от температуры и давления. Классически выделяют три основных агрегатных состояния: твердое, жидкое и газообразное. Также часто рассматривают и четвертое состояние вещества — плазму.

Твердое состояние
В твердом состоянии частицы вещества (атомы, молекулы, ионы) расположены очень близко друг к другу и сильно взаимодействуют. Они упорядочены и образуют кристаллическую решетку (в кристаллических телах) или расположены хаотично (в аморфных телах). Частицы не могут свободно перемещаться, а лишь совершают небольшие колебания около своего положения равновесия. Из-за этого твердые тела имеют собственную форму и постоянный объем.

Жидкое состояние
При переходе в жидкое состояние частицы получают достаточно энергии, чтобы преодолеть строгую структуру. Они по-прежнему находятся близко друг к другу, но могут свободно перемещаться относительно друг друга. Это свойство называется текучестью. Жидкости не имеют собственной формы и принимают форму сосуда, который они заполняют, но при этом сохраняют практически постоянный объем.

Газообразное состояние
В газообразном состоянии частицы вещества обладают большой кинетической энергией. Расстояния между ними значительно превышают их размеры, а силы взаимодействия очень малы. Частицы движутся хаотично и с высокими скоростями, заполняя весь предоставленный им объем. Газы не имеют ни собственной формы, ни постоянного объема и легко сжимаются.

Плазма
Плазма — это ионизированный газ, состоящий из ионов, электронов и нейтральных частиц. Она образуется при очень высоких температурах (например, в звездах, в канале молнии) или при сильном электромагнитном воздействии. Плазма является самым распространенным агрегатным состоянием вещества во Вселенной. В отличие от газа, плазма электропроводна и сильно взаимодействует с магнитными полями.

Переход вещества из одного состояния в другое называется фазовым переходом (например, плавление, кипение, конденсация, кристаллизация).

Ответ: Вещество может находиться в четырех основных агрегатных состояниях: твердом, жидком, газообразном и плазме.

2. Охарактеризуйте свойства вещества, находящегося в разных агрегатных состояниях.

Охарактеризуйте свойства вещества, находящегося в разных агрегатных состояниях.

Агрегатное состояние вещества определяется расположением, характером движения и взаимодействия его частиц (атомов, молекул, ионов). Выделяют три основных агрегатных состояния: твёрдое, жидкое и газообразное.

Твёрдое состояние:

• Строение: Частицы (атомы или молекулы) расположены в определённом порядке, образуя кристаллическую решётку (в случае кристаллических тел). Расстояния между частицами малы.
• Движение частиц: Частицы совершают колебательные движения около фиксированных положений в узлах кристаллической решётки. Они не могут свободно перемещаться по всему объёму тела.
• Взаимодействие: Силы притяжения и отталкивания между частицами очень велики, что удерживает их на своих местах.
• Свойства: Твёрдые тела сохраняют свою форму и объём. Они обладают прочностью и упругостью.

Жидкое состояние:

• Строение: Частицы расположены близко друг к другу, почти как в твёрдых телах, но не имеют строгого порядка (существует лишь так называемый ближний порядок).
• Движение частиц: Частицы колеблются около временных положений равновесия и могут перескакивать с одного места на другое. Это обеспечивает текучесть жидкостей.
• Взаимодействие: Силы взаимодействия между частицами достаточно сильны, чтобы удерживать их вместе, но недостаточны для фиксации в определённых точках.
• Свойства: Жидкости сохраняют свой объём, но не сохраняют форму, принимая форму сосуда, в котором находятся. Они текучи и малосжимаемы.

Газообразное состояние:

• Строение: Частицы находятся на больших расстояниях друг от друга, которые значительно превышают размеры самих частиц. Порядка в расположении частиц нет.
• Движение частиц: Частицы движутся хаотично и с большими скоростями по всему предоставленному объёму, сталкиваясь друг с другом и со стенками сосуда.
• Взаимодействие: Силы взаимодействия между частицами очень малы и проявляются в основном во время столкновений.
• Свойства: Газы не сохраняют ни форму, ни объём. Они занимают весь предоставленный им объём и легко сжимаются.

Ответ: Вещества в твёрдом состоянии сохраняют форму и объём из-за сильного взаимодействия и упорядоченного расположения частиц; в жидком состоянии сохраняют объём, но принимают форму сосуда из-за того, что частицы могут перемещаться, но остаются близко друг к другу; в газообразном состоянии не сохраняют ни форму, ни объём, занимая всё доступное пространство, так как частицы движутся хаотично и слабо взаимодействуют.

3. Объясните, как проводится и что доказывает (опыт, демонстрирующий диффузию).

Данный вопрос, вероятно, относится к опыту, доказывающему основные положения молекулярно-кинетической теории, а именно — явлению диффузии, так как сам вопрос на изображении представлен не полностью.

Как проводится опыт:

Один из классических опытов по наблюдению диффузии в жидкостях проводится следующим образом:

1. Берут прозрачный сосуд (например, химический стакан или мензурку) и наливают в него чистую воду.
2. На дно сосуда аккуратно, чтобы не взболтать воду, помещают несколько кристалликов вещества с интенсивной окраской, например, перманганата калия (марганцовки).
3. Сосуд оставляют в покое и наблюдают за происходящим. Вначале вокруг кристалликов образуется небольшое окрашенное облачко фиолетового цвета.
4. С течением времени (от нескольких часов до суток) окраска постепенно распространяется снизу вверх по всему объёму воды. В итоге вся жидкость в сосуде становится равномерно окрашенной, даже без какого-либо перемешивания.

Аналогичное явление можно наблюдать и в газах, если в комнате открыть флакон с пахучим веществом (например, духами или нашатырным спиртом). Запах со временем распространится по всему помещению.

Что доказывает опыт:

Этот опыт является наглядным доказательством нескольких ключевых положений молекулярно-кинетической теории (МКТ):

• Все вещества состоят из мельчайших частиц (молекул, атомов). Мы не видим отдельных частиц марганцовки или воды, но наблюдаем результат их перемещения — распространение цвета.
• Частицы вещества находятся в непрерывном и хаотическом (беспорядочном) движении. Именно благодаря собственному движению частицы марганцовки проникают в воду и распространяются по всему объёму. Чем выше температура, тем быстрее движутся частицы и тем быстрее протекает диффузия.
• Между частицами вещества существуют промежутки. Частицы одного вещества (марганцовки) могут проникать в пространство между частицами другого вещества (воды). Если бы промежутков не было, диффузия была бы невозможна.

Ответ: Опыт по диффузии (например, растворение кристалла марганцовки в воде без перемешивания) заключается в наблюдении самопроизвольного смешивания веществ. Он доказывает, что вещества состоят из отдельных частиц, которые находятся в непрерывном хаотическом движении и между которыми существуют промежутки.

3. Объясните, как проводится и что доказывает опыт, изображённый на рисунке 32.

На изображении, по всей видимости, представлен классический опыт, демонстрирующий явление диффузии. Чаще всего в школьном курсе физики под таким номером (рисунок 32) изображают опыт по диффузии жидкостей или газов. Рассмотрим наиболее распространенный вариант — диффузия в жидкостях.

Как проводится опыт

Для проведения опыта используется высокий стеклянный сосуд, например, мензурка. На дно сосуда аккуратно наливают раствор медного купороса, который имеет насыщенный синий цвет. Затем, очень осторожно, по стенке сосуда доливают слой чистой воды так, чтобы жидкости не смешались сразу и между ними образовалась четкая граница. Сосуд оставляют в состоянии покоя на длительное время (от нескольких часов до нескольких суток).

Спустя некоторое время можно наблюдать, как четкая граница между синим раствором и прозрачной водой начинает размываться. Синий цвет постепенно распространяется вверх, в слой воды, а вода, в свою очередь, проникает в нижний слой. Если подождать достаточно долго (несколько дней или недель), жидкость в сосуде станет полностью однородной, приобретя равномерный бледно-голубой цвет.

Что доказывает опыт

Этот опыт наглядно демонстрирует и доказывает несколько фундаментальных положений молекулярно-кинетической теории строения вещества:

1. Все вещества состоят из мельчайших частиц (атомов, молекул, ионов). В данном опыте это молекулы воды и частицы медного купороса (ионы меди и сульфат-ионы). Мы не видим сами частицы, но наблюдаем результат их перемещения.

2. Частицы вещества находятся в непрерывном и хаотичном (беспорядочном) движении. Именно благодаря этому самопроизвольному движению частицы медного купороса проникают в воду, а молекулы воды — в раствор, даже без какого-либо внешнего перемешивания. Этот процесс и называется диффузией.

3. Между частицами вещества существуют промежутки. Если бы частицы воды были расположены вплотную друг к другу, частицы медного купороса не смогли бы проникнуть в пространство между ними. Перемешивание происходит потому, что частицы одного вещества могут встраиваться в промежутки между частицами другого.

Таким образом, опыт доказывает, что вещество не является сплошным, а имеет дискретную (прерывистую) структуру, и его частицы постоянно движутся.

Ответ: Опыт демонстрирует явление диффузии — самопроизвольного взаимного проникновения частиц одного вещества в другое. Он доказывает, что все вещества состоят из отдельных частиц (молекул, атомов), которые находятся в непрерывном хаотичном движении и между которыми существуют промежутки.