Принимать форму того сосуда в котором находится

ЛЕКЦИИ ДЛЯ УЧИТЕЛЕЙ
М.А.АХМЕТОВ
Продолжение.
Начало см. в № 8, 12, 13, 20, 23, 25-26, 40/2004;
1, 11, 15/2005;
7/2006
Химики изучают превращения веществ,
находящихся в трех агрегатных состояниях –
газообразном (газы), жидком (жидкости) и твердом
(твердые аморфные тела либо кристаллы) (табл. 8.1).
Таблица 8.1
Свойства газов, жидкостей, твердых
веществ
Физическое состояние | Объем | Форма | Сжимаемость | Плотность |
---|---|---|---|---|
Газ | Совпадает с объемом сосуда, | Заполняет сосуд, принимая его | Высокая | Низкая |
Жидкость | Фиксированный | Нефиксированная, полностью или | Малая | От умеренной до большой |
Твердое вещество | Фиксированный | Собственная | Практически отсутствует | Большая |
Газы. Наиболее характерным
свойством является сжимаемость и способность
расширяться. Газы не имеют собственной формы, они
расширяются до тех пор, пока равномерно не
заполнят весь сосуд, куда их поместили. Это
означает, что газы не имеют собственного объема,
т.е. объем газа определяется объемом сосуда, в
котором он находится. Газ оказывает на стенки
сосуда давление, одинаковое во всех
направлениях. Еще одним свойством газов является
их способность смешиваться друг с другом в любых
соотношениях.
Жидкости. Подобно газам, жидкости не имеют
определенной формы. Жидкость принимает форму
того сосуда, в котором она находится, при
установившемся под влиянием силы тяжести
некотором ее уровне. Однако в отличие от газа
жидкость имеет собственный объем. Сжимаемость
жидкостей очень мала. Для того чтобы заметно
сжать жидкость, требуется очень высокое
давление.
Твердые вещества. Твердые тела отличаются
от жидкостей и газов наличием собственной формы
и определенного объема. Сжимаемость твердых тел
чрезвычайно мала даже при очень высоких
давлениях.
8.2. Газы
Газообразному состоянию присущи две
особенности:
1) расстояние между молекулами обычно в
несколько раз превышает их размеры;
2) газы способны занимать весь объем
предоставленного им пространства.
Газы в отличие от жидкостей и твердых тел могут
сравнительно легко сжиматься. Для того чтобы
хорошо понимать особенности строения
газообразного вещества, нужно знать, чему равен
молярный объем газа, какова взаимосвязь между
занимаемым газом объемом и количеством вещества,
температурой и давлением, как определить среднее
расстояние между молекулами газа и как оно
зависит от его давления, с какой скоростью
двигаются молекулы газообразного вещества и от
чего эта скорость зависит.
Молярный объем газа – постоянная
величина, поскольку она мало зависит от природы
вещества. Молярный объем при давлении 1 атм (101,3
кПа) и температуре 0 °С (273 K) по закону Авогадро
равен 22,4 л. Газ, строго подчиняющийся закону
Авогадро, принято называть идеальным.
Выбранные условия (1 атм, 0 °С) названы нормальными
(н.у.). В школьных курсах химии и физики
незначительными отклонениями свойств реальных
газов от вытекающих из закона Авогадро для
идеального газа пренебрегают. Естественно, что
молярный объем газа зависит от температуры и
давления. При 25 °С и давлении 1 атм (эти условия
названы стандартными) молярный объем
идеального газа равен уже 24,4 л.
Молярные объемы реальных газов при одних и тех
же условиях несколько отличаются от молярного
объема идеального газа (табл. 8.2).
Таблица 8.2
Молярные объемы некоторых газов при
0 °С и 1 атм
Газ | Молярный объем, л |
---|---|
H2 | 22,432 |
О2 | 22,391 |
Cl2 | 22,022 |
CО2 | 22,263 |
NH3 | 22,065 |
SО2 | 21,888 |
Идеальный | 22,41383 |
Поясним понятие молярного объема на
примере следующего мысленного эксперимента. В
цилиндрический сосуд, разделенный на две равные
части резиновой мембраной, помещены равные
количества веществ хлора и водорода (рис. 8.1) (газы
считать идеальными). Произойдет ли выдавливание
резиновой мембраны, разделяющей сосуд, в сторону
одного из газов?
Рис. 8.1. |
При ответе на поставленный вопрос
необходимо иметь в виду, что давление газа
создается за счет ударов его молекул о стенки
сосуда. Поскольку количества молекул с обеих
сторон мембраны равны, а масса молекулы хлора
почти в 35,5 раза больше массы молекулы водорода,
можно предположить, что молекулы хлора создадут
большее давление и перегородка выдавится в
сторону водорода.
Однако этот ответ неверен, потому что не учтено
различие в скоростях движения молекул хлора и
водорода. Молекулы водорода двигаются быстрее.
Увеличение массы молекулы газа компенсируется
уменьшением скорости ее движения. Поэтому
давления, создаваемые различными газами, в итоге
окажутся равными. Формулировку закона Авогадро в
связи с вышеизложенным можно изменить: газы при
одинаковых условиях занимают равные объемы, а
значит, создают равные давления.
Скорость движения молекул газов.
Очевидно, что молекулы газа в один и тот же момент
времени движутся с разными скоростями. В
расчетах скоростей движения молекул воздуха при
20 °С были получены данные, представленные в
табл. 8.3.
Таблица 8.3
Скорости движения молекул воздуха при
20 °С
Диапазон скоростей, м/с | Процент молекул, имеющих данную |
---|---|
0–100 | 1 |
100–300 | 25 |
300–500 | 42 |
500–700 | 24 |
700–900 | 7 |
выше 900 | 1 |
Легко рассчитать среднюю
квадратичную скорость движения молекул газа,
зная зависимость скорости движения молекулы от
ее массы и температуры:
Результаты расчетов для ряда молекул приведены
в табл. 8.4.
Таблица 8.4
Средняя квадратичная скорость () молекул некоторых газов
при 25 °С
Газ | , м/с |
---|---|
H2 | 1930 (~7000 км/ч) |
He | 1365 |
CH4 | 680 |
NH3 | 660 |
H2O | 640 |
N2 | 515 |
О2 | 480 |
CО2 | 410 |
Связь температуры, давления, объема
и количества газообразного вещества. Все
параметры, описывающие состояние газа
(количество вещества, температура, давление),
входят в единое уравнение:
pV = RT,
где p – давление, V – объем, – количество вещества, R
– универсальная газовая постоянная,
Т – абсолютная температура. Это так
называемое уравнение Kлапейрона–Менделеева,
известное также как уравнение состояния
идеального газа. При пользовании данным
уравнением в него необходимо подставлять все
параметры в рамках одной системы единиц.
Рекомендуемой в настоящее время является
система единиц СИ, в которой давление измеряется
в паскалях (Па, 1 атм = 101,3 кПа), объем – в
кубических метрах (м3, 1 м3 = 1000 л),
количество вещества – в молях, температура в
кельвинах (K, 1K = 273 °С), а универсальная газовая
постоянная равна 8,31 Дж•K–1•моль–1.
Из уравнения состояния идеального газа вытекает,
что увеличение давления в два раза при
постоянной температуре приведет к уменьшению
объема газа в два раза (рис. 8.2).
Рис. 8.2. |
Средние расстояния между частицами
газов. Определим в качестве примера среднее
расстояние между атомами гелия при температуре
0 °С и атмосферном давлении. Один моль атомов
гелия в этих условиях займет объем 22,4 л. Найдем
объем, приходящийся на один атом гелия. С этой
целью объем 22,4 л разделим на количество
находящихся в нем атомов (6,02•1023). На один
атом приходится объем 3,72•10–23 л.
Если принять, что каждый атом гелия расположен
в центре кубика такого объема (рис. 8.3), то
ближайшее расстояние между атомами примерно
равно корню кубическому из этого объема:
Рис. 8.3. |
Источник
Тест по темам Введение. Первоначальные сведения о строении вещества 7 класс с ответами. Тест содержит 4 варианта, каждый включает по 20 заданий.
Вариант 1
1. Какие явления изучает физика?
1) происходящие на Земле
2) наблюдаемые на земле и в небе
3) механические, тепловые, оптические, звуковые, электрические и магнитные
4) происходящие на земле и в океанах
2. К физическим телам относятся
1) молоко
2) глина
3) скамейка
4) лыжи
3. К веществам относятся
1) сахар
2) булка
3) йод
4) бинт
4. Выразите длину тела, равную 5000 мм, в метрах и километрах.
1) 50 м; 0,05 км
2) 5 м; 0,05 км
3) 5 м; 0,005 км
4) 50 м; 0,5 км
5. Определите цену деления шкалы прибора.
1) 1 ед.
2) 0,5 ед.
3) 0,25 ед.
4) 5 ед.
6. Цена деления шкалы линейки 1 мм. Какую погрешность допускают те, кто измеряет ею длину тела?
1) 1 мм
2) 2 мм
3) 0,5 мм
7. Сколько воды налито в мензурку, изображенную на рисунке? Какова цена деления ее шкалы?
1) 125 мл; 5 мл
2) 105 мл; 5 мл
3) 125 мл; 1 мл
4) 105 мл; 1 мл
8. Мельчайшие частицы, из которых состоят вещества, называются
1) молекулами
2) микрочастицами
3) крупинками
9. Между молекулами в веществе происходит
1) взаимное притяжение и отталкивание
2) только притяжение
3) только отталкивание
10. Чем отличаются молекулы воды от молекул пара?
1) числом атомов
2) размером
3) свойствами
4) ничем
11. Диффузия — это
1) перемешивание веществ
2) увеличение промежутков между молекулами
3) движение молекул
4) проникновение хаотически движущихся молекул одного вещества в промежутки между молекулами другого вещества
12. В каких телах — газах, жидкостях, твёрдых телах — диффузия происходит быстрее?
1) в жидкостях
2) в газах
3) в твёрдых телах
4) одинаково во всех телах
13. Как следует поступить, чтобы ускорить диффузию?
1) охладить контактирующие тела
2) положить их в тёмное место
3) повысить температуру тел
4) уменьшить площадь границы между ними
14. Какие общие свойства присущи газам?
1) легко охлаждаются
2) занимают весь предоставленный им объём и не имеют собственной формы
3) имеют собственную форму
4) обладают текучестью
15. Какими общими свойствами обладают жидкости?
1) занимают объем того сосуда, в который налиты
2) приобретают объем и форму сосуда
3) имеют собственный объем
4) мало сжимаемы
16. Какие общие свойства принадлежат твердым телам?
1) имеют собственную форму и объем
2) легко изменяют форму и объем
3) легко сжимаемы
4) практически не сжимаемы
17. В каком состоянии — жидком, твердом, газообразном — может находиться бензин?
1) во всех трех состояниях
2) только в жидком состоянии
3) в жидком и газообразном состоянии
4) в жидком и твердом состояниях
18. Чем объясняется малая сжимаемость твердых тел?
1) быстрым движением их молекул
2) очень малым размером молекул
3) плотной упаковкой молекул и малостью промежутков между ними
4) хаотичностью движения молекул
19. Почему газы не имеют собственной формы?
1) потому что их молекулы быстро движутся
2) из-за диффузии
3) потому что молекулы газа, практически не взаимодействуя, двигаясь свободно и хаотично, достигают всех стенок сосуда (помещения), и газ принимает его форму
20. Чем можно объяснить сохранение жидкостью своего объема?
1) довольно сильным притяжением молекул друг к другу
2) не очень быстрым движением ее молекул
3) отсутствием диффузии
4) тем, что молекулы жидкости не отталкиваются друг от друга
Вариант 2
1. Что служит источником физических знаний?
1) измерения
2) наблюдения и опыты
3) только наблюдения
4) только опыты
2. К физическим телам относятся
1) сок
2) здание
3) песок
4) вилка
3. К веществам относится
1) провод
2) медь
3) лед
4) ведро
4. Выразите длину тела, равную 20 м, в миллиметрах и километрах.
1) 20 000 мм; 0,02 км
2) 2000 мм; 0,02 км
3) 20 000 мм; 0,2 км
4) 2000 мм; 0,2 км
5. Какова цена деления этой шкалы прибора?
1) 0,5 ед.
2) 1 ед.
3) 0,25 ед.
4) 0,2 ед.
6. Чему равен объем находящейся в мензурке жидкости? Какова цена деления шкалы мензурки?
1) 30 мл; 10 мл
2) 30 мл; 5 мл
3) 40 мл; 5 мл
4) 40 мл; 10 мл
7. Цена деления шкалы термометра равна двум градусам. Какова погрешность измерения им температуры?
1) 1 °
2) 2 °
3) 0,5°
4) 1,5°
8. Все вещества состоят из мельчайших частиц, которые называются
1) неделимыми частицами
2) микрочастицами
3) молекулами
4) атомами
9. Взаимодействие молекул вещества проявляется в
1) их отталкивании друг от друга
2) их притяжении друг к другу
3) их и притяжении, и отталкивании
4) отсутствии и притяжения, и отталкивания
10. Чем различаются молекулы восковой свечи и молекулы застывшей капли воска?
1) размерами
2) формой
3) свойствами
4) ничем
11. Какое из названных явлений — диффузия?
1) взаимное притяжение молекул
2) взаимное отталкивание молекул
3) проникновение вследствие хаотического движения молекул одного вещества в промежутки между молекулами другого вещества
4) перемешивание веществ
12. В каком случае диффузия происходит медленнее?
1) контактирующие тела сильно прижали друг к другу
2) тела охладили
3) их нагрели
4) тела придвинули к нагревателю
13. В каком теле — газообразном, жидком или твердом — диффузия происходит быстрее всего?
1) газообразном
2) жидком
3) твердом
4) неизвестно
14. Какие общие свойства характерны для твердых тел?
1) легкая сжимаемость
2) собственный объем и форма
3) собственный только объем
4) практическая несжимаемость
15. Какими общими свойствами обладают жидкости?
1) текучестью, позволяющей им переливаться и принимать форму сосуда
2) отсутствием собственного объема
3) наличием собственного объема и малой сжимаемостью
4) легкой сжимаемостью
16. Какие общие свойства присущи газам?
1) текучесть
2) большая сжимаемость
3) заполнение всего предоставленного им объема и отсутствие собственной формы
4) наличие собственного объема
17. В твердом, жидком или газообразном состоянии может быть водород?
1) твердом
2) жидком
3) в виде газа
4) в зависимости от условий в любом из них
18. Почему жидкости принимают форму сосуда?
1) из-за отталкивания их молекул друг от друга
2) потому что молекулы жидкости, взаимодействуя не сильно, могут перемещаться относительно друг друга
3) потому что молекулы жидкости двигаются быстро
4) потому что молекулы жидкости не взаимодействуют
19. Чем объясняется сохранение твердым телом своего объема?
1) малостью промежутков между молекулами твердого тела
2) отсутствием притяжения его молекул друг к другу
3) слабостью взаимного отталкивания молекул
4) сильным взаимодействием молекул твердого тела
20. Почему газы не имеют собственного объёма?
1) потому что молекулы газа удалены друг от друга на такие расстояния, что не взаимодействуют и, двигаясь хаотически, занимают свободное пространство
2) из-за диффузии молекул
3) потому что молекулы газа быстро движутся и успевают занять весь предоставленный объём
4) из-за сильного отталкивания молекул газа друг от друга
Вариант 3
1. Длина, площадь, объем — это
1) качества тела
2) его физические свойства
3) физические величины, характеризующие размеры тел
4) среди ответов нет верного
2. К физическим телам относятся
1) парта
2) сахар
3) бензин
4) комар
3. К веществам относятся
1) соль
2) сталь
3) рыба
4) раковина
4. Выразите длину тела, равную 70 дм, в сантиметрах и метрах.
1) 7000 см; 7 м
2) 7 см; 0,7 м
3) 700 см; 7 м
4) 700 см; 0,7 м
5. Определите цену деления изображенной здесь шкалы прибора.
1) 30 ед.
2) 3 ед.
3) 6 ед.
4) 5 ед.
6. Каков объем налитой в мензурку воды? Какая погрешность допущена?
1) 90 мл, 1 мл
2) 9 мл, 1 мл
3) 9 мл, 2 мл
4) 9 мл, 0,5 мл
7. Цена деления шкалы весов 10 г. С какой погрешностью взвешивают на них продукты?
1) 10 г
2) 0,5 г
3) 5 г
4) 1 г
8. Молекула — это
1) невидимая глазом частица
2) очень маленькая частица тела
3) мельчайшая частица вещества, из которого состоит тело
9. Молекулы в веществе взаимодействуют
1) притягиваются друг к другу
2) отталкиваются друг от друга
3) иногда притягиваются, иногда отталкиваются
4) в зависимости от расстояния между ними преобладает то притяжение, то отталкивание
10. Чем отличаются молекулы в куске свинца от молекул в расплавленном свинце?
1) ничем
2) числом атомов
3) свойствами
4) размерами
11. Какое из приведенных явлений — диффузия?
1) проникновение беспорядочно движущихся молекул одного вещества в промежутки между молекулами другого вещества
2) перемешивание жидких веществ
3) сокращение промежутков между молекулами при сжатии тел
4) перемещение одних молекул среди других по промежуткам между ними
12. Чтобы диффузия происходила быстрее, надо
1) поместить контактирующие тела в холодное место
2) поместить их в тёмное место
3) нагреть их
4) отодвинуть от нагревателя
13. В каком теле — твердом, жидком, газообразном — диффузия происходит медленнее всего?
1) в твердом
2) в жидком
3) в газообразном
4) во всех телах одинаково
14. Какие общие свойства имеют газы?
1) собственную форму
2) собственный объем
3) отсутствие собственного объема и формы
4) легкую сжимаемость
15. Какие общие свойства характерны для твердых тел?
1) наличие собственных объема и формы
2) сохранение объема и изменчивость формы
3) отсутствие собственных объема и формы
4) сохранение формы и изменчивость объема
16. Какими общими свойствами обладают жидкости?
1) собственной формой
2) собственным постоянным объемом
3) малой сжимаемостью
4) способностью занимать объем сосуда
17. В каком состоянии — твердом, жидком, газообразном — может быть свинец?
1) в твердом
2) в жидком
3) в газообразном
4) в любом из трех состояний
18. Почему газы занимают все предоставленное им пространство?
1) потому что их молекулы быстро движутся
2) из-за отталкивания молекул друг от друга
3) вследствие диффузии
4) потому что молекулы газа практически не взаимодействуют и движутся во всех направлениях
19. Как движутся и взаимодействуют молекулы твердого тела?
1) слабо взаимодействуют и движутся хаотично, но медленно
2) сильно взаимодействуют и не движутся
3) сильно взаимодействуют и не могут удаляться друг от друга — каждая молекула лишь колеблется около определенной точки
20. Чем объясняется малая сжимаемость жидкостей?
1) достаточно близким друг к другу расположением молекул
2) относительно большими размерами их молекул
3) быстротой движения молекул
Вариант 4
1. К веществам относятся
1) карандаш
2) графит
3) масло
4) бутылка
2. К физическим телам относятся
1) бабочка
2) вертолет
3) сыр
4) бронза
3. Температура — это
1) признак нагретости тела
2) величина, характеризующая нагретость тела
3) физическое явление
4) среди ответов нет верного
4. Выразите расстояние, равное 0,9 км, в метрах и сантиметрах.
1) 90 м; 9000 см
2) 90 м; 90 000 см
3) 900 м; 9000 см
4) 900 м; 90 000 см
5. Найдите цену деления шкалы этого прибора.
1) 50 ед.
2) 200 ед.
3) 5 ед.
4) 100 ед.
6. Определите объем жидкости в мензурке и цену деления ее шкалы.
1) 7,5 мл, 2,5 мл
2) 5,5 мл, 2,5 мл
3) 7,5 мл, 5 мл
4) 5,5 мл, 5 мл
7. Шкала линейки имеет цену деления, равную 1 мм. Какова погрешность измерения длины тел этой линейкой?
1) 1 мм
2) 0,5 мм
3) 2 мм
4) 1,5 мм
8. Мельчайшие частицы вещества, из которых состоят тела, называются
1) молекулами
2) неделимыми частицами
3) вездесущими частицами
9. Взаимодействие молекул вещества — это
1) их отталкивание друг от друга
2) их притяжение друг к другу
3) их диффузия
4) притяжение или отталкивание в зависимости от расстояния между ними
10. Чем отличаются молекулы сливочного масла в пачке от его молекул в растопленном виде?
1) размером
2) числом атомов
3) ничем
4) свойствами
11. Какое из названных явлений — диффузия?
1) увеличение промежутков между молекулами при растяжении тела
2) притяжение и отталкивание молекул
3) проникновение молекул одного вещества между молекулами другого вещества
4) перемешивание веществ
12. Замедлить диффузию можно, если
1) нагреть контактирующие тела
2) охладить тела
3) сильно прижать их друг к другу
4) переставить тела с одного стола на другой
13. В каких телах — газообразных, жидких, твердых — диффузия происходит наиболее медленно?
1) газообразных
2) жидких
3) твердых
4) во всех одинаково
14. Какие общие свойства характерны для жидкостей?
1) заполнение всего объема сосуда
2) отсутствие определённой формы
3) наличие собственного объема и малая сжимаемость
4) легкая сжимаемость
15. Какими общими свойствами обладает любой газ?
1) заполняет всю предоставленную ему емкость
2) не имеет собственного объема и формы
3) плохо сжимаем
4) сохраняет свои объем и форму
16. Какие из указанных свойств принадлежат твердому телу?
1) практическая несжимаемость
2) способность легко приобретать любую форму
3) отсутствие собственного постоянного объема
4) обладание собственными объемом и формой
17. В каком состоянии — твердом, жидком, газообразном — может находиться олово?
1) в твердом
2) в любом
3) в жидком
4) в газообразном
18. Как объяснить легкую сжимаемость газов?
1) притяжением молекул газа друг к другу
2) хаотичностью движения их молекул
3) относительно большими промежутками между молекулами газов
4) большой скоростью их молекул
19. Чем вызвано сохранение твердым телом своей формы?
1) постоянным действием притяжения молекул
2) постоянным действием отталкивания молекул
3) непрерывным движением молекул
4) сильным взаимодействием молекул
20. Чем объясняется текучесть жидкости?
1) быстрым движением молекул
2) сильным отталкиванием молекул друг от друга
3) относительно слабым притяжением молекул друг к другу
4) среди ответов нет верного
Ответы на тест по темам Введение. Первоначальные сведения о строении вещества 7 класс
Вариант 1
1-3
2-34
3-13
4-3
5-2
6-3
7-1
8-1
9-1
10-4
11-4
12-2
13-3
14-2
15-34
16-14
17-1
18-3
19-3
20-1
Вариант 2
1-2
2-24
3-23
4-1
5-1
6-2
7-1
8-34
9-3
10-4
11-3
12-2
13-1
14-24
15-13
16-23
17-4
18-2
19-4
20-1
Вариант 3
1-3
2-14
3-12
4-3
5-2
6-4
7-3
8-3
9-4
10-1
11-1
12-3
13-1
14-34
15-1
16-23
17-4
18-4
19-3
20-1
Вариант 4
1-23
2-12
3-2
4-4
5-3
6-1
7-2
8-1
9-4
10-3
11-3
12-2
13-3
14-23
15-12
16-14
17-2
18-3
19-4
20-3
Источник