Номер 17, страница 224 - гдз по физике 7 класс учебник Пёрышкин, Иванов

Первоначальные сведения о строении вещества. Задачи для повторения - номер 17, страница 224.

Условие.

17. Водяной пар и вода находятся при температуре 100 °С. Что можно сказать о расстояниях между молекулами? Что можно сказать о взаимодействии молекул?

Решение.

Решение 2.

Дано:

Вещества: вода (жидкость) и водяной пар (газ)

Температура: $t = 100 \text{ °С}$

Перевод в систему СИ:

$T = 100 + 273,15 = 373,15 \text{ К}$

Найти:

1. Что можно сказать о расстояниях между молекулами?

2. Что можно сказать о взаимодействии молекул?

Решение:

Вода и водяной пар при температуре $100 \text{ °С}$ (температура кипения воды при нормальном атмосферном давлении) представляют собой два различных агрегатных состояния одного и того же вещества — жидкое и газообразное. Так как температура у них одинаковая, то и средняя кинетическая энергия движения молекул в обоих состояниях одинакова. Однако, структура и свойства этих состояний кардинально различаются из-за разной потенциальной энергии взаимодействия молекул.

Что можно сказать о расстояниях между молекулами?
В жидкой воде молекулы расположены очень близко друг к другу. Расстояние между соседними молекулами сравнимо с размерами самих молекул. Они плотно упакованы, но сохраняют подвижность, что позволяет жидкости течь. Из-за близкого расположения молекул жидкость имеет определенный объем.
В водяном паре (газе) молекулы находятся на больших расстояниях друг от друга, которые во много раз превышают их собственные размеры. Молекулы движутся хаотично и практически не связаны друг с другом, поэтому пар занимает весь предоставленный ему объем.
Ответ: Расстояния между молекулами в водяном паре значительно больше, чем в жидкой воде.

Что можно сказать о взаимодействии молекул?
Сила взаимодействия между молекулами сильно зависит от расстояния между ними. В жидкой воде, из-за близкого расположения молекул, силы межмолекулярного притяжения (водородные связи) достаточно сильны. Эти силы удерживают молекулы вместе, не давая им разлететься, что и определяет наличие у жидкости собственного объема. Потенциальная энергия взаимодействия молекул является значительной.
В водяном паре, наоборот, из-за больших расстояний между молекулами силы притяжения очень малы и ими можно пренебречь. Взаимодействие сводится к редким и кратковременным столкновениям. Потенциальная энергия взаимодействия молекул близка к нулю по сравнению с их кинетической энергией.
Ответ: Взаимодействие (силы притяжения) между молекулами в воде намного сильнее, чем в водяном паре.