Лабораторный опыт 2, страница 17 - гдз по химии 8 класс учебник Габриелян, Остроумов

§ 3. Агрегатные состояния веществ. Глава 1. Первоначальные химические понятия - страница 17.

Лабораторный опыт 2

Пробирку или колбу закройте пробкой с газоотводной трубкой. Переверните пробирку или колбу и поместите газоотводную трубку в стакан с водой. Согрейте стенки колбы ладонью (рис. 10). Что наблюдаете? Почему?

Рис. 10. Увеличение объёма газа при нагревании используют для проверки прибора на герметичность

Жидкое состояние. В жидкостях взаимодействие между молекулами настолько велико, что не позволяет им свободно отрываться друг от друга и удаляться на большие расстояния.

Поэтому, в отличие от газов, жидкости практически несжимаемы. При обычных условиях жидкостями являются вода, ртуть, этиловый спирт, азотная кислота, ацетон. Жидкости обладают текучестью (рис. 11), поэтому принимают форму сосуда, в котором находятся.

В состоянии невесомости или свободного падения, а также в виде небольших капелек жидкость стремится принять форму шара (рис. 12).

Некоторые частицы жидкости способны преодолевать силы межмолекулярного притяжения, отрываться от её поверхности и превращаться в газ. Этот процесс называют испарением. При увеличении температуры число таких частиц становится всё больше, испарение — интенсивнее. И наконец, при определённой температуре жидкость закипает. Эта температура называется температурой кипения.

Каждое вещество имеет свою температуру кипения. Например, при нормальном атмосферном давлении вода закипает при температуре $100^{\circ}C$, ацетон — при $56^{\circ}C$, уксусная кислота — при $118^{\circ}C$.

При охлаждении жидкости её молекулы всё меньше перемещаются в пространстве и при некоторой температуре занимают определённые положения относительно друг друга. Этот процесс называют кристаллизацией: вещество из жидкого состояния переходит в твёрдое. Например, при охлаждении до $0^{\circ}C$ вода превращается в лёд.

Твёрдое состояние. Твёрдые тела сохраняют свои форму и объём. Это объясняется тем, что частицы, образующие твёрдое тело, сохраняют своё взаимное положение относительно друг друга и перестают свободно перемещаться, а могут совершать лишь небольшие колебания.

При обычных условиях твёрдыми веществами являются поваренная соль, железо, сахар, сера и др.

При нагревании частицы твёрдого вещества колеблются всё сильнее и при определённой температуре — температуре плавления — наблюдается переход вещества из твёрдого агрегатного состояния в жидкое — плавление.

Некоторые вещества способны переходить из твёрдого агрегатного состояния сразу в газообразное, минуя жидкое. Этот процесс называют сублимацией или возгонкой. Возгонка характерна, например, для иода, который при обычных условиях не имеет жидкого агрегатного состояния (медицинский иод — это спиртовой раствор). Поддаётся возгонке вода, поэтому бельё после стирки можно высушить на морозе.

Обратное явление — превращение газообразного вещества в твёрдое — носит название десублимация. Примером десублимации можно считать образование инея: водяной пар, содержащийся в атмосфере, превращается в кристаллики льда, которые оседают на холодных ветвях деревьев и проводах.

Сформулируем выводы. В зависимости от условий вещество может находиться в любом из трёх агрегатных состояний. Из одного агрегатного состояния оно может переходить в другое: газ (пар) — в жидкость (конденсация), жидкость — в газ (испарение), жидкость — в твёрдое состояние (кристаллизация), твёрдое вещество — в жидкость (плавление), твёрдое вещество — в газ (сублимация, или возгонка), газ — в твёрдое вещество (десублимация). Эти переходы показаны на схеме 1.

Схема 1

В этом параграфе вы познакомились с явлениями взаимных переходов вещества из одного агрегатного состояния в другое. Само вещество при этом не изменялось. Такие явления называются физическими.

Агрегатные состояния веществ и их взаимные переходы: конденсация, испарение, кристаллизация, плавление, сублимация (возгонка), десублимация

Что наблюдаете?

При согревании стенок колбы ладонью можно наблюдать, как из конца газоотводной трубки, опущенной в стакан с водой, выходят пузырьки газа.

Почему?

Это явление объясняется физическим свойством газов — способностью к тепловому расширению. Когда мы прикладываем ладонь к колбе, тепловая энергия от руки передается сначала стенкам колбы, а затем воздуху, находящемуся внутри. Температура воздуха в колбе повышается.

Согласно молекулярно-кинетической теории, при нагревании молекулы газа начинают двигаться с большей скоростью. Увеличение кинетической энергии молекул приводит к тому, что они отталкиваются друг от друга на большее расстояние, в результате чего газ занимает больший объем. Для идеального газа эта зависимость при постоянном давлении описывается законом Гей-Люссака: $V/T = \text{const}$, где $V$ — объем газа, а $T$ — его абсолютная температура.

Так как колба герметично закрыта пробкой, расширившемуся воздуху остается единственный путь для выхода — через газоотводную трубку. Попадая в воду, выходящий из трубки воздух образует пузырьки, которые мы и наблюдаем. Этот опыт наглядно демонстрирует, что газы при нагревании расширяются.

Ответ: При согревании колбы ладонью можно наблюдать выход пузырьков воздуха из газоотводной трубки в воду. Это происходит потому, что воздух внутри колбы нагревается, расширяется и, увеличиваясь в объеме, вытесняется через трубку.