Страница 16 - гдз по химии 8 класс учебник Журин

С какими физическими явлениями вы познакомились на уроках физики?

На уроках физики изучают различные физические явления, которые представляют собой изменения, происходящие с телами и веществами в окружающем мире. Их можно сгруппировать по основным разделам физики:

• Механические явления

  Это явления, связанные с механическим движением тел и их взаимодействием. К ним относятся:

  • Различные виды движения: равномерное, равноускоренное, криволинейное.

  • Взаимодействие тел, которое описывается с помощью понятий силы: сила тяжести, сила упругости, сила трения.

  • Давление, создаваемое твердыми телами, жидкостями и газами.

  • Плавание тел и действие выталкивающей силы (закон Архимеда).

  • Колебательные и волновые процессы, включая распространение звука.

• Тепловые явления

  Это явления, обусловленные изменением температуры и внутренней энергии тел. Примеры:

  • Нагревание и охлаждение.

  • Изменение агрегатных состояний вещества: плавление и отвердевание (кристаллизация), испарение и конденсация, кипение.

  • Различные виды теплопередачи: теплопроводность, конвекция и излучение.

• Электромагнитные явления

  Это явления, связанные с существованием и взаимодействием электрических зарядов, токов и магнитных полей. Сюда входят:

  • Электризация тел.

  • Протекание электрического тока в различных средах.

  • Создание магнитного поля электрическим током и постоянными магнитами.

  • Явление электромагнитной индукции — возникновение тока в проводнике при изменении магнитного поля.

  • Распространение электромагнитных волн.

• Оптические (световые) явления

  Это явления, связанные с распространением, преломлением и отражением света. Основные из них:

  • Прямолинейное распространение света.

  • Отражение света от различных поверхностей.

  • Преломление света при его переходе из одной среды в другую.

  • Дисперсия — разложение белого света в спектр.

  • Волновые свойства света: интерференция и дифракция.

• Квантовые и атомные явления

  Это явления, которые проявляются на микроуровне — на уровне атомов и элементарных частиц:

  • Фотоэффект — испускание электронов веществом под действием света.

  • Радиоактивность — самопроизвольное превращение атомных ядер, сопровождающееся испусканием частиц.

  • Излучение и поглощение энергии атомами.

  • Цепные ядерные реакции деления тяжелых ядер.

Ответ: На уроках физики знакомятся с механическими (движение, сила, давление), тепловыми (нагревание, плавление, кипение), электромагнитными (электрический ток, магнитное поле), оптическими (отражение и преломление света, дисперсия) и квантовыми (фотоэффект, радиоактивность) явлениями.

Что такое агрегатное состояние вещества?

Что такое агрегатное состояние вещества?

Агрегатное состояние вещества — это его физическое состояние, которое определяется характером теплового движения его частиц (атомов, молекул, ионов) и силами взаимодействия между ними. Свойства вещества, такие как плотность, способность сохранять форму и объём, напрямую зависят от его агрегатного состояния. Переход из одного состояния в другое (фазовый переход) происходит при изменении внешних условий, в первую очередь температуры и давления.

Выделяют три основных (классических) агрегатных состояния:

1. Твердое состояние. В этом состоянии частицы вещества расположены очень близко друг к другу в упорядоченной структуре, называемой кристаллической решеткой (в случае кристаллических тел), и могут совершать лишь небольшие колебания около своих положений равновесия. Из-за сильного взаимного притяжения и фиксированного положения частиц твердые тела имеют собственную, постоянную форму и объём.

2. Жидкое состояние. В жидкостях частицы также находятся близко друг к другу, но не имеют строгого порядка в расположении и могут относительно свободно перемещаться друг относительно друга. Поэтому жидкости сохраняют свой объём (так как частицы все еще близко), но не имеют постоянной формы и принимают форму сосуда, в который они помещены. Жидкости обладают свойством текучести.

3. Газообразное состояние. В газах расстояния между частицами значительно превышают их размеры. Частицы движутся хаотично, быстро и практически не взаимодействуют друг с другом (силы притяжения очень малы). Вследствие этого газы не имеют ни собственной формы, ни постоянного объёма; они стремятся занять весь доступный им объём, равномерно его заполняя.

Кроме трех основных, существуют и другие агрегатные состояния, которые вещество может принимать при определенных условиях (например, при очень высоких температурах и давлениях). Наиболее известным из них является плазма — ионизированный газ, состоящий из ионов и электронов. Это самое распространенное состояние вещества во Вселенной, так как из него состоят звёзды и межзвездная среда.

Ответ: Агрегатное состояние — это физическое состояние вещества (твердое, жидкое, газообразное и др.), которое зависит от внешних условий (температуры и давления) и определяется характером расположения, движения и взаимодействия составляющих его частиц.

Как перевести вещество из одного агрегатного состояния в другое?

Перевод вещества из одного агрегатного состояния в другое (фазовый переход) происходит при изменении его внутренней энергии, что достигается, как правило, путем изменения температуры и/или давления. Основной принцип заключается в изменении баланса между кинетической энергией движения частиц (молекул, атомов, ионов) и потенциальной энергией их взаимодействия (силами притяжения и отталкивания).

Плавление (переход из твердого состояния в жидкое)

Чтобы перевести вещество из твердого состояния в жидкое, его необходимо нагреть до определенной температуры, называемой температурой плавления. При нагревании частицы в кристаллической решетке твердого тела начинают колебаться все интенсивнее. Когда их кинетическая энергия становится достаточной, чтобы преодолеть силы, удерживающие их в узлах решетки, упорядоченная структура разрушается, и вещество становится жидкостью. На протяжении всего процесса плавления температура вещества остается постоянной, так как вся подводимая энергия идет на разрушение связей в кристалле.
Пример: таяние льда при температуре выше $0^\circ \text{C}$.

Ответ: Необходимо сообщить веществу энергию, как правило, путем нагревания до температуры плавления.

Кристаллизация или затвердевание (переход из жидкого состояния в твердое)

Это процесс, обратный плавлению. Чтобы жидкость стала твердым телом, у нее необходимо отнять энергию, то есть охладить до температуры кристаллизации (которая для чистых веществ равна температуре плавления). При охлаждении кинетическая энергия частиц уменьшается, они движутся медленнее. Когда их скорость становится настолько малой, что силы межмолекулярного притяжения могут удержать их друг около друга в упорядоченном положении, частицы выстраиваются в кристаллическую решетку. В процессе кристаллизации выделяется энергия (теплота кристаллизации), и температура вещества не меняется до полного затвердевания.
Пример: замерзание воды в лед при $0^\circ \text{C}$.

Ответ: Необходимо отнять у вещества энергию, как правило, путем охлаждения до температуры кристаллизации.

Парообразование (переход из жидкого состояния в газообразное)

Этот переход может происходить двумя способами: испарением и кипением.
Испарение — это процесс парообразования, происходящий с поверхности жидкости при любой температуре. Частицы, обладающие достаточной кинетической энергией, чтобы преодолеть силы притяжения соседних частиц и внешнее давление, покидают жидкость.
Кипение — это интенсивный процесс парообразования, который происходит во всем объеме жидкости при достижении определенной температуры (температуры кипения). При этой температуре давление насыщенного пара жидкости становится равным внешнему давлению. Вся подводимая энергия идет на образование пара.
Пример: испарение воды из лужи или кипение воды в чайнике.

Ответ: Необходимо сообщить жидкости энергию путем нагревания, чтобы ее частицы получили достаточную кинетическую энергию для преодоления межмолекулярных сил и выхода в газовую фазу. Процесс можно ускорить, увеличив площадь поверхности (для испарения) или понизив внешнее давление.

Конденсация (переход из газообразного состояния в жидкое)

Это процесс, обратный парообразованию. При охлаждении газа (или его сжатии при постоянной температуре) его частицы замедляются и сближаются. Силы межмолекулярного притяжения начинают действовать эффективнее и объединяют частицы в капли жидкости. Этот процесс сопровождается выделением энергии.
Пример: образование росы на траве, запотевание окон.

Ответ: Необходимо отнять у газа энергию путем охлаждения или увеличить давление, чтобы сблизить его частицы и позволить межмолекулярным силам сформировать жидкость.

Сублимация или возгонка (переход из твердого состояния в газообразное, минуя жидкое)

Некоторые вещества при определенных условиях (обычно при низком давлении) могут переходить напрямую из твердой фазы в газообразную. Для этого частицам на поверхности твердого тела нужно сообщить достаточно энергии, чтобы они сразу преодолели силы, удерживающие их в кристаллической решетке, и улетели в виде газа.
Пример: "испарение" сухого льда (твердого диоксида углерода) при атмосферном давлении, исчезновение нафталиновых шариков в шкафу.

Ответ: Необходимо нагреть твердое вещество при давлении ниже давления в его тройной точке.

Десублимация (переход из газообразного состояния в твердое, минуя жидкое)

Это обратный сублимации процесс. При резком охлаждении газа его частицы могут сразу формировать кристаллическую решетку, не образуя жидкой фазы.
Пример: образование инея на ветках деревьев или морозных узоров на стекле зимой из водяного пара, содержащегося в воздухе.

Ответ: Необходимо резко охладить газ, чтобы его частицы перешли непосредственно в твердое состояние.

Ионизация и рекомбинация (переход в плазму и обратно)

При очень высоких температурах (тысячи и миллионы градусов) кинетическая энергия частиц газа становится настолько большой, что при их столкновениях электроны отрываются от атомов. Вещество превращается в плазму — ионизированный газ, состоящий из ионов и свободных электронов. Обратный процесс — остывание плазмы, при котором электроны "прилипают" обратно к ионам, образуя нейтральные атомы, — называется рекомбинацией.
Пример: вещество в звездах, молния, пламя.

Ответ: Для ионизации (перехода в плазму) газ необходимо нагреть до сверхвысоких температур. Для рекомбинации (возврата в газообразное состояние) плазму необходимо охладить.

Какие частицы вещества называют атомами и молекулами?

Атомы

Атом — это наименьшая, электронейтральная, химически неделимая частица вещества, которая является носителем свойств определенного химического элемента. Сам термин «атом» происходит от древнегреческого слова, означающего «неделимый». Хотя в XX веке было доказано, что атом имеет сложное строение и состоит из субатомных частиц, в рамках химии он рассматривается как фундаментальная «строительная единица» материи, поскольку в химических реакциях атомы не разрушаются, а лишь перегруппировываются, образуя новые соединения.

Структурно атом состоит из положительно заряженного ядра, сконцентрированного в центре, и отрицательно заряженных электронов, которые движутся вокруг него. Ядро, в свою очередь, состоит из двух типов частиц: протонов (имеющих положительный заряд) и нейтронов (не имеющих заряда). Число протонов в ядре (зарядовое число) уникально для каждого химического элемента и определяет его место в периодической системе Менделеева. В нейтральном атоме число электронов равно числу протонов, что обеспечивает общую электронейтральность частицы.

Ответ: Атомы — это мельчайшие химически неделимые частицы вещества, состоящие из положительно заряженного ядра (из протонов и нейтронов) и вращающихся вокруг него отрицательно заряженных электронов.

Молекулы

Молекула — это электрически нейтральная частица, состоящая из двух или более атомов, которые соединены между собой прочными химическими (чаще всего ковалентными) связями. Молекула является наименьшей частицей вещества, которая сохраняет его химические свойства и способна к самостоятельному существованию. Например, при испарении воды или ее замерзании меняется лишь расстояние и характер взаимодействия между молекулами $H_2O$, но сами молекулы остаются неизменными.

Молекулы могут быть образованы атомами одного и того же элемента (такие вещества называют простыми, например, кислород $O_2$, озон $O_3$, азот $N_2$) или атомами разных элементов (сложные вещества, например, вода $H_2O$, углекислый газ $CO_2$, метан $CH_4$). Важно отметить, что не все вещества состоят из молекул. Например, поваренная соль ($NaCl$) состоит из ионов, а алмаз — из атомов углерода, образующих единую кристаллическую решетку.

Ответ: Молекулы — это частицы, состоящие из двух или более химически связанных атомов; они являются наименьшими носителями химических свойств данного вещества.