Номер 6, страница 20, часть 1 - гдз по физике 8 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 1. Глава I. Строение вещества. Параграф 2. Состояния вещества - номер 6, страница 20.

Условие.

6. Прочитайте следующий текст и выполните задания к нему.

Рассматривая под увеличительным стеклом кристаллики поваренной соли или сахара, можно заметить, что у них плоские, будто срезанные грани. Таковы же грани и специально выращенных больших кристаллов (рис. 2.3, а).

Рис. 2.3

Несмотря на огромное разнообразие, все снежинки (представляющие собой кристаллики льда) имеют в своей основе правильный шестиугольник (рис. 2.3, б).

Поваренная соль, сахар и лёд — примеры кристаллических твёрдых тел. Их правильная форма обусловлена тем, что атомы или молекулы в кристаллах расположены упорядоченно, образуя кристаллическую решётку (рис. 2.3, в, г).

Но не все твёрдые тела являются кристаллическими. Некоторые твёрдые тела при нагревании постепенно размягчаются, благодаря чему им можно придать произвольную форму, поэтому их называют аморфными¹. Распространённым примером аморфного тела является стекло.

Аморфные тела, подобно жидкостям, обладают текучестью, причём при нагревании их текучесть увеличивается. Например, стеклянный пузырёк выдувают из капли нагретого стекла (рис. 2.4, а).

Молекулярное строение аморфного тела схематически изображено на рисунке 2.4, б. Мы видим, что в данном случае в расположении молекул нет определённого порядка. В этом отношении аморфные тела напоминают жидкости — чем и обусловлена текучесть аморфных тел при нагревании. Они не

Рис. 2.4

плавятся, превращаясь сразу в жидкость (как кристаллические тела), а размягчаются постепенно, поэтому у аморфных тел нет определённой температуры плавления.

а) Чем отличаются кристаллические тела от аморфных?

б) Что общего у кристаллических и аморфных тел?

в) Что общего у аморфных тел с жидкостями?

г) В тексте данного раздела сказано, что аморфным телам можно придать произвольную форму. А можно ли придать произвольную форму кристаллическим телам? Обоснуйте свой ответ и проиллюстрируйте его примерами.

д) Как определить на опыте, является ли данное твёрдое тело кристаллическим или аморфным?

Решение.

а) Чем отличаются кристаллические тела от аморфных?

Кристаллические и аморфные тела различаются по нескольким ключевым признакам, которые следуют из их внутреннего строения:

1. Внутренняя структура. У кристаллических тел атомы или молекулы расположены в строго определённом порядке, образуя трёхмерную периодическую структуру, называемую кристаллической решёткой. У аморфных тел отсутствует дальний порядок в расположении частиц, их структура хаотична, подобно структуре жидкости.

2. Процесс плавления. Кристаллические тела имеют точную, строго определённую температуру плавления. При достижении этой температуры они резко переходят из твёрдого состояния в жидкое. Аморфные тела не имеют определённой температуры плавления; при нагревании они постепенно размягчаются и переходят в жидкое состояние в широком интервале температур.

3. Геометрическая форма. При росте в свободных условиях кристаллы приобретают естественную форму правильных многогранников с плоскими гранями. Аморфные тела не имеют собственной правильной геометрической формы.

Ответ: Кристаллические и аморфные тела отличаются прежде всего внутренним строением (упорядоченное у кристаллических и хаотичное у аморфных) и характером плавления (кристаллические имеют определённую температуру плавления, а аморфные размягчаются постепенно в интервале температур).

б) Что общего у кристаллических и аморфных тел?

Несмотря на различия в строении, кристаллические и аморфные тела имеют общие свойства, так как оба относятся к твёрдым телам:

1. Агрегатное состояние. И те, и другие являются твёрдыми телами.

2. Сохранение формы и объёма. В обычных условиях оба типа тел способны сохранять свою форму и объём, в отличие от жидкостей (сохраняют только объём) и газов (не сохраняют ни форму, ни объём).

3. Характер движения частиц. В обоих случаях составляющие их частицы (атомы, молекулы) совершают колебательные движения около определённых положений равновесия и не могут свободно перемещаться по всему объёму тела.

Ответ: Общим для кристаллических и аморфных тел является то, что они оба находятся в твёрдом агрегатном состоянии и при нормальных условиях сохраняют свои форму и объём.

в) Что общего у аморфных тел с жидкостями?

Как указано в тексте, аморфные тела часто рассматривают как переохлаждённые жидкости с очень большой вязкостью. У них есть несколько общих черт с жидкостями:

1. Структура. И у аморфных тел, и у жидкостей отсутствует дальний порядок в расположении молекул. Частицы расположены хаотично, имеется лишь ближний порядок (упорядоченность в расположении ближайших соседних частиц).

2. Текучесть. Аморфные тела, подобно жидкостям, обладают свойством текучести, то есть способностью медленно изменять форму под действием внешних сил. У аморфных тел эта текучесть очень мала при низких температурах, но значительно возрастает при нагревании.

Ответ: У аморфных тел и жидкостей общее хаотичное (неупорядоченное) расположение молекул и свойство текучести.

г) В тексте данного раздела сказано, что аморфным телам можно придать произвольную форму. А можно ли придать произвольную форму кристаллическим телам? Обоснуйте свой ответ и проиллюстрируйте его примерами.

Да, кристаллическим телам также можно придать произвольную форму. Хотя естественная форма одиночного кристалла — правильный многогранник, материалы, состоящие из кристаллических веществ, можно обрабатывать различными способами.

Обоснование:

1. Плавление и литьё. Кристаллическое вещество, например металл, можно расплавить, превратив в жидкость. Затем эту жидкость можно залить в любую форму и дать ей остыть. В результате получится твёрдое тело желаемой формы, состоящее из множества мелких кристалликов (поликристалл).

2. Механическая обработка. Кристаллические тела можно подвергать механической обработке: резке, шлифовке, ковке, штамповке. Эти процессы изменяют первоначальную форму тела, разрушая или деформируя его кристаллическую структуру.

Примеры:

• Ювелирные изделия: огранённый алмаз (бриллиант) или золотое кольцо имеют сложную форму, приданную им мастером из исходного кристаллического материала.

• Металлические предметы: гвозди, детали автомобилей, кухонная посуда — все они сделаны из металлов (кристаллических веществ) и имеют форму, полученную литьём, ковкой или штамповкой.

• Скульптуры из камня: мрамор — кристаллическая порода, из которой создают скульптуры сложнейших форм.

Ответ: Да, кристаллическим телам можно придать произвольную форму. Это достигается либо плавлением и последующей отливкой в форму, либо с помощью различных видов механической обработки (резка, ковка, шлифовка). Примерами служат любые металлические изделия, ювелирные украшения, каменные скульптуры.

д) Как определить на опыте, является ли данное твёрдое тело кристаллическим или аморфным?

Исходя из основных различий между кристаллическими и аморфными телами, можно провести простой эксперимент, связанный с нагреванием и плавлением.

Ход опыта:

1. Взять небольшой образец исследуемого вещества и поместить его в термостойкую ёмкость.

2. Начать медленно и равномерно нагревать вещество, постоянно измеряя его температуру с помощью термометра.

3. Наблюдать за изменением состояния вещества и показаниями термометра.

Результаты:

• Если вещество начнёт плавиться при строго определённой температуре, и эта температура не будет меняться в течение всего процесса плавления, пока всё тело не превратится в жидкость, то это кристаллическое тело.

• Если вещество при нагревании будет постепенно размягчаться, становиться вязким и текучим, а его переход в жидкое состояние будет происходить в некотором интервале температур (то есть у него не будет одной чёткой температуры плавления), то это аморфное тело.

Ответ: На опыте тип тела можно определить, наблюдая за его поведением при нагревании. Если у тела есть строгая, определённая температура плавления — оно кристаллическое. Если оно размягчается постепенно в некотором интервале температур — оно аморфное.