Tekuté telá. Model štruktúry pevných látok
>>Fyzika: Štruktúra plynných, kvapalných a pevných telies
Molekulárna kinetická teória umožňuje pochopiť, prečo látka môže existovať v plynnom, kvapalnom a pevnom skupenstve.
Plyny. V plynoch je vzdialenosť medzi atómami alebo molekulami v priemere mnohonásobne väčšia ako veľkosť samotných molekúl ( Obr.8.5). Napríklad pri atmosférickom tlaku je objem nádoby desaťtisíckrát väčší ako objem molekúl v nej.
Plyny sa ľahko stláčajú a priemerná vzdialenosť medzi molekulami sa znižuje, ale tvar molekuly sa nemení ( Obr.8.6).
Molekuly sa vo vesmíre pohybujú obrovskou rýchlosťou - stovky metrov za sekundu. Keď sa zrazia, odrazia sa od seba rôznymi smermi ako biliardové gule. Slabé príťažlivé sily molekúl plynu ich nedokážu udržať blízko seba. Preto plyny môžu neobmedzene expandovať. Nezachovávajú si tvar ani objem.
Početné dopady molekúl na steny nádoby vytvárajú tlak plynu.
Kvapaliny. Molekuly kvapaliny sú umiestnené takmer blízko seba ( Obr.8.7), takže molekula kvapaliny sa správa inak ako molekula plynu. V kvapalinách existuje takzvané usporiadanie s krátkym dosahom, t. j. usporiadané usporiadanie molekúl sa udržiava na vzdialenosti rovnajúce sa niekoľkým priemerom molekúl. Molekula osciluje okolo svojej rovnovážnej polohy zrážkou so susednými molekulami. Len z času na čas urobí ďalší „skok“ a dostane sa do novej rovnovážnej polohy. V tejto rovnovážnej polohe sa odpudivá sila rovná príťažlivej sile, t.j. celková interakčná sila molekuly je nulová. Čas usadený život molekuly vody, t.j. čas jej vibrácií okolo jednej konkrétnej rovnovážnej polohy pri izbovej teplote je v priemere 10 -11 s. Čas jedného kmitu je oveľa kratší (10 -12 -10 -13 s). So zvyšujúcou sa teplotou sa doba zotrvania molekúl znižuje.
Povaha molekulárneho pohybu v kvapalinách, ktorú prvýkrát stanovil sovietsky fyzik Ya.I. Frenkel, nám umožňuje pochopiť základné vlastnosti kvapalín.
Molekuly kvapaliny sú umiestnené priamo vedľa seba. Keď sa objem zmenšuje, odpudivé sily sú veľmi veľké. Toto vysvetľuje nízka stlačiteľnosť kvapalín.
Ako je známe, kvapaliny sú tekuté, to znamená, že si nezachovávajú svoj tvar. Dá sa to vysvetliť takto. Vonkajšia sila výrazne nemení počet molekulárnych skokov za sekundu. Ale skoky molekúl z jednej stacionárnej polohy do druhej sa vyskytujú prevažne v smere vonkajšej sily ( Obr.8.8). To je dôvod, prečo kvapalina tečie a nadobúda tvar nádoby.
Existuje ďalší dôležitý rozdiel medzi kvapalinami a pevnými látkami. Kvapalina sa dá prirovnať k davu ľudí, kde sa jednotliví jednotlivci nepokojne tlačia na svojom mieste a pevné telo je ako štíhla kohorta tých istých jednotlivcov, ktorí, aj keď nestoja v pozore, udržiavajú medzi sebou v priemere určité vzdialenosti. . Ak spojíte stredy rovnovážnych polôh atómov alebo iónov tuhého telesa, dostanete pravidelnú priestorovú mriežku tzv. kryštalický.
Obrázky 8.9 a 8.10 znázorňujú kryštálové mriežky kuchynskej soli a diamantu. Vnútorný poriadok v usporiadaní atómov v kryštáloch vedie k pravidelným vonkajším geometrickým tvarom.
Obrázok 8.11 ukazuje jakutské diamanty.
Plyn má odstup l medzi molekulami je oveľa väčšia ako veľkosť molekúl r 0:" l>>r 0
.
V kvapalinách a pevných látkach l≈r 0. Molekuly kvapaliny sú usporiadané neusporiadane a z času na čas preskakujú z jednej ustálenej polohy do druhej.
Kryštalické pevné látky majú molekuly (alebo atómy) usporiadané striktne usporiadaným spôsobom.
???
1. Plyn je schopný neobmedzenej expanzie. Prečo má Zem atmosféru?
2. Ako sa líšia trajektórie molekúl plynu, kvapaliny a pevnej látky? Nakreslite približné trajektórie molekúl látok v týchto stavoch.
G.Ya.Myakishev, B.B.Bukhovtsev, N.N.Sotsky, fyzika 10. ročník
Obsah lekcie poznámky k lekcii podporná rámcová lekcia prezentácia akceleračné metódy interaktívne technológie Prax úlohy a cvičenia autotest workshopy, školenia, prípady, questy domáce úlohy diskusia otázky rečnícke otázky študentov Ilustrácie audio, videoklipy a multimédiá fotografie, obrázky, grafika, tabuľky, diagramy, humor, anekdoty, vtipy, komiksy, podobenstvá, výroky, krížovky, citáty Doplnky abstraktyčlánky triky pre zvedavcov jasličky učebnice základný a doplnkový slovník pojmov iné Zdokonaľovanie učebníc a vyučovacích hodínoprava chýb v učebnici aktualizácia fragmentu v učebnici, prvky inovácie v lekcii, nahradenie zastaraných vedomostí novými Len pre učiteľov perfektné lekcie kalendárny plán na rok; Integrované lekcieAk máte opravy alebo návrhy k tejto lekcii,
Molekulárno-kinetické predstavy o štruktúre hmoty vysvetľujú rôznorodosť vlastností kvapalín, plynov a pevných látok. Medzi časticami hmoty existujú elektromagnetické interakcie – navzájom sa priťahujú a odpudzujú pomocou elektromagnetických síl. Pri veľmi veľkých vzdialenostiach medzi molekulami sú tieto sily zanedbateľné.
Molekulárne interakčné sily
Ale obraz sa zmení, ak sa vzdialenosť medzi časticami zníži. Neutrálne molekuly sa začnú orientovať v priestore tak, že ich povrchy smerujúce k sebe začnú mať náboje opačného znamienka a začnú medzi nimi pôsobiť príťažlivé sily. K tomu dochádza, keď je vzdialenosť medzi stredmi molekúl väčšia ako súčet ich polomerov.
Ak budete pokračovať v zmenšovaní vzdialenosti medzi molekulami, začnú sa odpudzovať v dôsledku interakcie podobne nabitých elektrónových obalov. K tomu dochádza, keď súčet polomerov interagujúcich molekúl je väčší ako vzdialenosť medzi stredmi častíc.
To znamená, že na veľkých medzimolekulárnych vzdialenostiach prevláda príťažlivosť a na blízkych prevažuje odpudzovanie. Ale medzi časticami je určitá vzdialenosť, keď sú v stabilnej rovnovážnej polohe (príťažlivé sily sa rovnajú silám odpudivým). V tejto polohe majú molekuly minimálnu potenciálnu energiu. Molekuly majú tiež kinetickú energiu, pretože sú neustále v pohybe.
Sila interakčných väzieb medzi časticami teda rozlišuje tri stavy hmoty: tuhá látka, plyn a kvapalina a vysvetľuje ich vlastnosti.
Vezmime si ako príklad vodu. Veľkosť, tvar a chemické zloženie častíc vody zostáva rovnaké, či už ide o pevnú látku (ľad) alebo plyn (para). Ale spôsob, akým sa tieto častice pohybujú a sú umiestnené, je pre každý stav iný.
Pevné látky
Pevné látky si zachovávajú svoju štruktúru a môžu prasknúť alebo zlomiť silou. Nemôžete prejsť cez stôl, pretože vy aj stôl ste pevní. Pevné častice majú najmenšie množstvo energie z troch tradičných stavov hmoty. Častice sú usporiadané v špecifickom štruktúrnom poradí s veľmi malým priestorom medzi nimi.
Sú držané spolu v rovnováhe a môžu len vibrovať okolo pevnej polohy. V tomto ohľade majú pevné látky vysoká hustota A pevný tvar a objem. Ak necháte stôl niekoľko dní v pokoji, neroztiahne sa a tenká vrstva dreva po celej podlahe nevyplní miestnosť!
Kvapaliny
Rovnako ako v pevnej látke sú častice v kvapaline zbalené tesne vedľa seba, ale sú usporiadané náhodne. Na rozdiel od pevných látok môže človek prejsť kvapalinou, je to spôsobené oslabením príťažlivej sily pôsobiacej medzi časticami. V kvapaline sa častice môžu navzájom pohybovať.
Kvapaliny majú pevný objem, ale nemajú pevný tvar. Oni budú prúdenie pod vplyvom gravitačných síl. Niektoré kvapaliny sú však viskóznejšie ako iné. Viskózna kvapalina má silnejšie interakcie medzi molekulami.
Molekuly kvapaliny majú oveľa väčšiu kinetickú energiu (energiu pohybu) ako pevná látka, ale oveľa menšiu ako plyn.
Plyny
Častice v plynoch sú ďaleko od seba a sú usporiadané náhodne. Tento stav hmoty má najvyššiu kinetickú energiu, pretože medzi časticami prakticky neexistujú žiadne príťažlivé sily.
Molekuly plynu sú v neustálom pohybe vo všetkých smeroch (ale iba v priamom smere), narážajú do seba a do stien nádoby, v ktorej sa nachádzajú - to spôsobuje tlak.
Plyny tiež expandujú, aby úplne naplnili objem nádoby, bez ohľadu na jej veľkosť alebo tvar - plyny nemajú pevný tvar ani objem.
1. Model štruktúry kvapalín. Nasýtené a nenasýtené páry; závislosť tlaku nasýtených pár od teploty; vriaci. Vlhkosť vzduchu; rosný bod, vlhkomer, psychrometer.
Odparovanie - odparovanie, ku ktorému dochádza pri akejkoľvek teplote z voľného povrchu kvapaliny. Pri tepelnom pohybe pri akejkoľvek teplote kinetická energia molekúl kvapaliny výrazne neprevyšuje potenciálnu energiu ich spojenia s inými molekulami. Odparovanie je sprevádzané ochladzovaním kvapaliny. Rýchlosť vyparovania závisí od: otvoreného povrchu, teploty a koncentrácie molekúl v blízkosti kvapaliny.
Kondenzácia- proces prechodu látky z plynného do kvapalného skupenstva.
Odparovaním kvapaliny v uzavretej nádobe pri konštantnej teplote dochádza k postupnému zvyšovaniu koncentrácie molekúl vyparujúcej sa látky v plynnom stave. Po určitom čase po začiatku vyparovania dosiahne koncentrácia látky v plynnom stave hodnotu, pri ktorej sa počet molekúl vracajúcich sa do kvapaliny rovná počtu molekúl opúšťajúcich kvapalinu za rovnaký čas. Nainštalované dynamická rovnováha medzi procesmi vyparovania a kondenzácie hmoty.
Látka v plynnom stave, ktorá je v dynamickej rovnováhe s kvapalinou, sa nazýva nasýtená para. (Para je súhrn molekúl, ktoré opúšťajú kvapalinu počas procesu vyparovania.) Para pri tlaku pod nasýteným sa nazýva nenasýtená.
V dôsledku neustáleho vyparovania vody z povrchov nádrží, pôdy a vegetácie, ako aj dýchania ľudí a zvierat, atmosféra vždy obsahuje vodnú paru. Preto je atmosférický tlak súčtom tlaku suchého vzduchu a vodnej pary v ňom obsiahnutej. Tlak vodnej pary bude maximálny, keď je vzduch nasýtený parou. Nasýtená para sa na rozdiel od nenasýtenej pary neriadi zákonmi ideálneho plynu. Tlak nasýtených pár teda nezávisí od objemu, ale závisí od teploty. Táto závislosť sa nedá vyjadriť jednoduchým vzorcom, preto na základe experimentálneho štúdia závislosti tlaku nasýtenej pary od teploty boli zostavené tabuľky, z ktorých možno určiť jej tlak pri rôznych teplotách.
Tlak vodnej pary vo vzduchu pri danej teplote sa nazýva absolútna vlhkosť. Keďže tlak pary je úmerný koncentrácii molekúl, absolútnu vlhkosť možno definovať ako hustotu vodnej pary prítomnej vo vzduchu pri danej teplote, vyjadrenú v kilogramoch na meter kubický (p).
Relatívna vlhkosť je pomer hustoty vodnej pary (alebo tlaku) vo vzduchu pri danej teplote k hustote (alebo tlaku) vodnej pary pri danej teplote rovnakú teplotu, vyjadrenú v percentách, t.j.
Najpriaznivejšia pre človeka v stredných klimatických šírkach je relatívna vlhkosť 40-60%.
Znížením teploty vzduchu môže byť para v ňom privedená do nasýtenia.
rosný bodje teplota, pri ktorej sa para vo vzduchu nasýti. Pri dosiahnutí rosného bodu vo vzduchu alebo na predmetoch, s ktorými prichádza do styku, vodná para začne kondenzovať. Na stanovenie vlhkosti vzduchu sa používajú prístroje nazývané vlhkomery a psychrometre.
1. Existuje mnoho prírodných javov, ktoré možno pochopiť iba poznaním štruktúry hmoty. Medzi takéto javy patria napríklad procesy zahrievania a ochladzovania telies, premena hmoty z pevného skupenstva do kvapalného a plynného skupenstva, vznik hmly atď.
Otázka, akú štruktúru majú látky, zamestnáva ľudí už od staroveku. Takže v 5. storočí. BC. Staroveký grécky mysliteľ Demokritos vyjadril myšlienku, že hmota pozostáva z drobných čiastočiek, ktoré sú pre oko neviditeľné. Veril, že existuje hranica delenia hmoty. Túto poslednú nedeliteľnú časticu, ktorá si zachováva vlastnosti hmoty, nazval „atóm“. Democritus tiež veril, že atómy sa neustále pohybujú a že látky sa líšia počtom atómov, ich veľkosťou, tvarom a poradím usporiadania.
Odhad starovekých mysliteľov sa okamžite nepremenil na vedeckú myšlienku. Mala veľa odporcov: najmä Aristoteles veril, že telo sa dá deliť donekonečna. Platnosť tej či onej hypotézy mohla potvrdiť len skúsenosť; v tom čase to nebolo možné realizovať. Preto boli myšlienky Demokrita na nejaký čas zabudnuté. Vrátili sa k nim v období renesancie. V XVII-XVIII storočia. skúmali sa vlastnosti plynov a potom v 19. stor. bola skonštruovaná teória štruktúry hmoty v plynnom skupenstve. Veľký prínos k rozvoju teórie štruktúry hmoty urobil ruský vedec M.V. Lomonosov (1711 - 1765), ktorý veril, že hmota pozostáva z atómov, a pomocou týchto myšlienok dokázal vysvetliť javy ako vyparovanie, tepelná vodivosť atď.
2. Molekulárna kinetická teória štruktúry hmoty je založená na troch princípoch.
1. pozícia Všetky látky sú tvorené časticami s medzerami medzi nimi. Takýmito časticami môžu byť molekuly, atómy, ióny.
Dôkazom tohto postoja sú fakty zistené počas pozorovaní a experimentov. Medzi takéto skutočnosti patrí stlačiteľnosť teliesok, rozpustnosť látok vo vode atď. Ak teda vo vode rozpustíte trochu farby, voda sa zafarbí. Ak sa kvapka tejto vody vloží do iného pohára s čistou vodou, potom sa aj táto voda zafarbí, len bude menej sýta. Túto operáciu môžete zopakovať ešte niekoľkokrát. V každom prípade bude roztok zafarbený, len slabšie ako v predchádzajúcom. To znamená, že kvapka farby je rozdelená na častice. Prezentované fakty a opísané skúsenosti nám umožňujú konštatovať, že telesá nie sú pevné, pozostávajú z malých častíc.
O tom, že telesá nie sú pevné, ale medzi časticami, z ktorých sa skladajú, sú medzery, svedčí fakt, že plyn vo valci možno stláčať piestom, vzduch stláčať v balóne, gume resp. kus gumy, telesá sa pri ochladzovaní sťahujú a ochladzujú sa rozťahujú. Nezahriata guľa teda voľne prechádza krúžkom, ktorého priemer je o niečo väčší ako priemer gule. Ak sa loptička zahrieva v plameni alkoholovej lampy, nezmestí sa do krúžku.
3. Z vyššie diskutovaných experimentov vyplýva, že látku možno rozdeliť na samostatné častice, ktoré si zachovávajú svoje vlastnosti. Pre delenie hmoty však existuje určitá hranica, t.j. existuje najmenšia častica látky, ktorá si zachováva svoje vlastnosti. Menšia častica, ktorá si zachováva vlastnosti danej látky, jednoducho neexistuje.
Najmenšia častica látky, ktorá si zachováva svoje chemické vlastnosti, sa nazýva molekula.
Slová "chemické vlastnosti" znamenajú nasledovné. Kuchynská soľ je látka, ktorá je zlúčeninou sodíka a chlóru (NaCl). Táto zlúčenina má určité chemické vlastnosti, najmä môže reagovať s akoukoľvek inou látkou. V tomto prípade sa kryštál soli aj molekula tejto chemickej zlúčeniny budú v reakcii správať rovnakým spôsobom. V tomto zmysle hovoria, že molekula si zachováva chemické vlastnosti danej látky.
4. Experimenty, ktoré boli opísané, naznačujú, že molekuly majú malú veľkosť. Nie je možné ich vidieť voľným okom. Priemer veľkých molekúl je približne 10 -8 cm.
Keďže molekuly sú také malé, telá ich obsahujú veľa. Takže 1 cm 3 vzduchu obsahuje 27·10 18 molekúl.
Hmotnosť molekúl, ako aj ich veľkosť, sú veľmi malé. Napríklad hmotnosť jednej molekuly vodíka je 3,3·10 -24 g alebo 3,3·10 -27 kg a hmotnosť jednej molekuly vody je 3,10 -26 kg. Hmotnosť molekúl tej istej látky je rovnaká. V súčasnosti sa hmotnosť a veľkosť molekúl rôznych látok určuje pomerne presne.
5. Molekuly sú tvorené ešte menšími časticami tzv atómov. Napríklad molekula vody môže byť rozdelená na vodík a kyslík. Vodík a kyslík sú však odlišné látky a majú iné vlastnosti ako voda. Molekula vody sa môže na takéto látky rozložiť chemickou reakciou.
Atóm je najmenšia častica hmoty, ktorá sa počas chemických reakcií neštiepi.
Molekula vody pozostáva z dvoch atómov vodíka a jedného atómu kyslíka; molekula kuchynskej soli sa skladá z jedného atómu sodíka a jedného atómu chlóru. Molekula cukru je zložitejšia: pozostáva zo 6 atómov uhlíka, 12 atómov vodíka a 6 atómov kyslíka a molekula proteínu pozostáva z tisícok atómov.
Existujú látky, ktorých molekuly obsahujú homogénne atómy. Napríklad molekula vodíka pozostáva z dvoch atómov vodíka, molekula kyslíka - z dvoch atómov kyslíka.
V prírode existujú látky, ktoré sa neskladajú z molekúl, ale z atómov. Nazývajú sa jednoduché. Príklady takýchto látok zahŕňajú hliník, železo, ortuť, cín atď.
Akákoľvek látka, bez ohľadu na to, ako sa získava, obsahuje rovnaké atómy. Napríklad molekula vody získaná roztopením ľadu alebo zo šťavy z bobúľ alebo vyliata z vodovodu obsahuje dva atómy vodíka a jeden atóm kyslíka. Molekula kyslíka extrahovaná z atmosférického vzduchu alebo získaná pri akejkoľvek chemickej reakcii obsahuje dva atómy kyslíka.
6. Pozícia 2. Molekuly sú v nepretržitom náhodnom (chaotickom) pohybe. Keďže molekuly sú malé, nie je možné priamo pozorovať a dokázať ich pohyb. Množstvo experimentálnych faktov a pozorovaných javov je však dôsledkom pohybu molekúl. Patria sem predovšetkým Brownov pohyb a difúzia.
7. Pozícia 3. Molekuly medzi sebou pôsobia príťažlivé a odpudzujúce sily.
Pozorovania ukazujú, že telesá sa nerozkladajú na jednotlivé molekuly. Tvrdé telesá, ako je drevená palica alebo kovová tyč, sa ťažko rozťahujú alebo zlomia. Je tiež ťažké ich stlačiť. Nie je ľahké stlačiť kvapalinu v nádobe. Plyny sa ľahšie stláčajú, ale na to musíte vynaložiť určité úsilie.
Ak sa telesá nerozpadnú na molekuly, potom je zrejmé, že molekuly sa navzájom priťahujú. Vzájomná príťažlivosť drží molekuly blízko seba.
Ak vezmete dva olovené valce a stlačíte ich k sebe a potom ich uvoľníte, oddelia sa. Ak sa povrchy valcov očistia a znova pritlačia k sebe, valce sa „zlepia“. Neoddelia sa ani vtedy, ak sa na spodnom valci zavesí niekoľkokilogramový náklad. Tento výsledok možno vysvetliť nasledovne: valce držia spolu, pretože medzi molekulami pôsobia príťažlivé sily.
Pred čistením valcov boli oddelené, pretože povrchy valcov mali nerovnosti, ktoré sa pri čistení odstránili. Povrchy sa vyhladili a to viedlo k zmenšeniu vzdialeností medzi molekulami na povrchoch valcov, keď boli pritlačené k sebe. teda príťažlivé sily medzi molekulami pôsobia na krátke vzdialenosti. Tieto vzdialenosti sa približne rovnajú veľkosti molekuly. To je dôvod, prečo nemôžete rozbiť pohár a poskladať kúsky, aby ste získali celý pohár. Nemôžete zlomiť palicu na dve časti a spojiť ich, aby ste získali celú palicu.
Spolu s príťažlivými silami pôsobia medzi molekulami odpudivé sily, ktoré bránia molekulám, aby sa k sebe priblížili. To vysvetľuje skutočnosť, že telesá je ťažké stlačiť; Stáva sa to preto, že pri stlačení sa molekuly priblížia k sebe a odpudivé sily pôsobiace medzi nimi sa zvyšujú. Uvádzajú prameň do pôvodného stavu.
Keď je teleso natiahnuté, odpudivá sila klesá vo väčšej miere ako príťažlivá sila. Pri stlačení telesa sa odpudivá sila zvyšuje vo väčšej miere ako príťažlivá sila.
8. Látky môžu byť v troch stavoch agregácie: tuhá látka, kvapalina a plyn. Vlastnosti telies v rôznych stavoch agregácie sú rôzne.
Pevné telo má teda určitý tvar a určitý objem. Je ťažké stlačiť alebo natiahnuť; ak ho stlačíte a potom uvoľníte, zvyčajne obnoví svoj tvar a objem. Výnimkou sú niektoré látky, ktorých pevné skupenstvo sa svojimi vlastnosťami blíži kvapalinám (plastelína, vosk, var).
Kvapalina má tvar nádoby, do ktorej sa naleje. To naznačuje, že kvapalina v podmienkach Zeme nemá svoj vlastný tvar. Len veľmi malé kvapky tekutiny majú svoj vlastný tvar – tvar gule.
Je mimoriadne ťažké zmeniť objem kvapaliny. Takže, ak naplníte čerpadlo vodou, zatvoríte otvor na dne a pokúsite sa stlačiť vodu, je nepravdepodobné, že uspeje. To znamená, že kvapalina má svoj vlastný objem.
Na rozdiel od kvapaliny sa objem plynu dá pomerne ľahko meniť. To sa dá dosiahnuť stlačením lopty alebo balóna rukami. Plyn nemá vlastný objem, zaberá celý objem nádoby, v ktorej sa nachádza. To isté možno povedať o forme plynu.
Pevné látky teda majú svoj tvar a objem, kvapaliny majú svoj objem, ale nemajú svoj tvar, plyny nemajú ani svoj objem, ani svoj tvar. Pevné látky a kvapaliny sa ťažko stláčajú, plyny sa ľahko stláčajú.
Tieto vlastnosti telies možno vysvetliť pomocou poznatkov o štruktúre hmoty.
Pretože plyny zaberajú celý objem, ktorý im je poskytnutý, je zrejmé, že príťažlivé sily medzi molekulami plynu sú malé. To znamená, že molekuly sa nachádzajú v relatívne veľkých vzdialenostiach od seba. V priemere sú desaťkrát väčšie ako vzdialenosti medzi molekulami kvapaliny. Potvrdzuje to skutočnosť, že plyny sú ľahko stlačiteľné.
Malé príťažlivé sily ovplyvňujú aj charakter pohybu molekúl plynu. Molekula plynu sa pohybuje priamočiaro, kým sa nezrazí s inou molekulou, v dôsledku čoho zmení smer svojho pohybu a až do ďalšej zrážky sa pohybuje priamočiaro.
Pevné látky sa ťažko stláčajú. Je to spôsobené tým, že molekuly sú blízko seba a pri miernej zmene vzdialenosti medzi nimi sa odpudivé sily prudko zvyšujú. Pomerne veľká príťažlivosť medzi molekulami pevných látok vedie k tomu, že si zachovávajú svoj tvar a objem.
Atómy alebo molekuly väčšiny pevných látok sú usporiadané v určitom poradí a forme kryštálová mriežka. Obrázok 63 ukazuje kryštálovú mriežku kuchynskej soli. V uzloch kryštálovej mriežky sú atómy sodíka (Na) a chlóru (Cl). Častice pevného telesa (atómy alebo molekuly) podliehajú oscilačnému pohybu vo vzťahu k uzlu kryštálovej mriežky.
V kvapalinách sú molekuly tiež umiestnené pomerne blízko seba. Preto sa ťažko stláčajú a majú svoj objem. Príťažlivé sily medzi molekulami kvapaliny však nie sú dostatočne silné na to, aby si kvapalina zachovala svoj tvar.
Povaha pohybu molekúl kvapaliny je veľmi zložitá. Nie sú usporiadané tak usporiadane ako molekuly pevných látok, ale vo väčšom poradí ako molekuly plynov. Molekuly kvapaliny podliehajú oscilačnému pohybu vzhľadom na rovnovážne polohy, ale časom sa tieto rovnovážne polohy posúvajú.
Obrázok 64 zobrazuje usporiadanie molekúl vody v rôznych stavoch agregácie: tuhá látka (c), kvapalina (b), plynná (a).
Časť 1
1. Molekula je
1) najmenšia častica hmoty
2) častica látky, ktorá si zachováva svoje chemické vlastnosti
3) najmenšia častica látky, ktorá si zachováva všetky svoje vlastnosti
4) najmenšia častica látky, ktorá si zachováva svoje chemické vlastnosti
2. Skutočnosť, že medzi časticami látky sú medzery, je označená:
A. Stlačiteľnosť plynov
B. Rozdelenie látky na časti
Správna odpoveď
1) len A
2) len B
3) A aj B
4) ani A, ani B
3. Pri ohrievaní stĺpca vody v kanvici
1) priemerná vzdialenosť medzi molekulami vody sa znižuje
2) priemerná vzdialenosť medzi molekulami vody sa zvyšuje
3) zväčšuje sa objem molekúl vody
4) objem molekúl vody klesá
4. Pri naťahovaní medeného drôtu medzi molekulami
1) pôsobia iba príťažlivé sily
2) pôsobia príťažlivé aj odpudivé sily, ale príťažlivé sily sú väčšie ako odpudivé sily
3) pôsobia príťažlivé aj odpudivé sily, ale odpudivé sily sú väčšie ako príťažlivé sily
4) pôsobia iba odpudivé sily
5. Pevné elastické teleso bolo stlačené a bolo naň umiestnené zaťaženie. Ako sa zmenili interakčné sily medzi molekulami látky tohto telesa?
1) zvýšili sa iba príťažlivé sily
2) zvýšili sa len odpudivé sily
3) príťažlivé aj odpudivé sily vzrástli, ale príťažlivé sily boli väčšie ako odpudivé sily
4) príťažlivé aj odpudivé sily vzrástli, ale odpudivé sily boli väčšie ako príťažlivé sily
6. V akom stave agregácie je látka, ak nemá vlastný tvar, ale má svoj objem?
1) len v kvapaline
2) len v plynnej forme
3) v kvapalnom alebo plynnom stave
4) iba v pevnom stave
7. V akom stave agregácie je látka, ak nemá ani vlastný tvar, ani vlastný objem?
1) len v kvapaline
2) len v plynnej forme
3) v kvapalnom alebo plynnom stave
4) iba v pevnom stave
8. Charakteristický je najmenší poriadok v usporiadaní častíc
1) plyny
2) kvapaliny
3) kryštalické telesá
4) amorfné telesá
9. Pri prechode vody z kvapalného do kryštalického stavu
1) vzdialenosť medzi molekulami sa zväčšuje
2) molekuly sa začnú navzájom priťahovať
3) zvyšuje sa usporiadanosť v usporiadaní molekúl
4) vzdialenosť medzi molekulami sa zmenšuje
10. Keď sa cukrík premení z amorfného stavu do kryštalického, na jeho povrchu sa vytvoria kryštáliky cukru. V čom
1) vzdialenosti medzi molekulami cukru sa výrazne zväčšujú
2) molekuly cukru sa prestanú chaoticky pohybovať
3) zvyšuje sa usporiadanosť v usporiadaní molekúl cukru
4) vzdialenosti medzi molekulami cukru sú výrazne znížené
11. Z nižšie uvedeného zoznamu tvrdení vyberte dva správne a zapíšte ich čísla do tabuľky.
1) Molekula je najmenšia častica látky.
2) Prenos tlaku kvapalinou a plynom je spôsobený pohyblivosťou ich molekúl.
3) V nedeformovanom tele sa príťažlivé sily medzi molekulami rovnajú odpudivým silám.
4) Pri malých vzdialenostiach medzi molekulami pôsobia iba odpudivé sily.
5) Interakcia medzi molekulami je gravitačnej povahy.
12. Z uvedených tvrdení vyberte dva správne a zapíšte ich čísla do tabuľky.
1) Keď sa voda prelieva z jednej nádoby do druhej, nadobúda tvar nádoby.
2) Difúzia v kvapalinách prebieha rýchlejšie ako v plynoch.
3) Molekuly látky sú v nepretržitom riadenom pohybe.
4) Pri danej teplote sa všetky molekuly pohybujú rovnakou rýchlosťou.
5) Voda sa šíri po drevenom stole, pretože interakčné sily medzi molekulami vody sú menšie ako interakčné sily medzi molekulami vody a dreva.
Odpovede
Modely štruktúry plynov, kvapalín a pevných látok
Všetky látky môžu existovať v troch stavov agregácie.
Plyn– stav agregácie, v ktorom látka nemá určitý objem a tvar. V plynoch sa častice látky odstraňujú na vzdialenosti výrazne presahujúce veľkosť častíc. Príťažlivé sily medzi časticami sú malé a nedokážu ich udržať blízko seba. Potenciálna energia interakcie častíc sa považuje za rovnú nule, to znamená, že je oveľa menšia ako kinetická energia pohybu častíc. Častice sa chaoticky rozptyľujú, pričom zaberajú celý objem nádoby, v ktorej sa plyn nachádza. Dráhy častíc plynu sú prerušované čiary (od jedného nárazu k druhému sa častica pohybuje rovnomerne a priamočiaro). Plyny sa ľahko stlačia.
Kvapalina- stav agregácie, v ktorom látka má určitý objem, ale nezachováva si svoj tvar. V kvapalinách sú vzdialenosti medzi časticami porovnateľné s veľkosťami častíc, preto sú interakčné sily medzi časticami v kvapalinách veľké. Potenciálna energia interakcie častíc je porovnateľná s ich kinetickou energiou. Ale to nestačí na usporiadané usporiadanie častíc. V kvapalinách sa pozoruje iba vzájomná orientácia susedných častíc. Častice kvapalín vykonávajú chaotické oscilácie okolo určitých rovnovážnych polôh a po určitom čase si vymenia miesta so svojimi susedmi. Tieto skoky vysvetľujú tekutosť kvapalín.
Pevné– stav agregácie, v ktorom má látka určitý objem a zachováva si svoj tvar. V pevných látkach sú vzdialenosti medzi časticami porovnateľné s veľkosťami častíc, ale menšie ako v kvapalinách, takže interakčné sily medzi časticami sú obrovské, čo umožňuje látke zachovať si svoj tvar. Potenciálna energia interakcie častíc je väčšia ako ich kinetická energia, preto v tuhých látkach existuje usporiadané usporiadanie častíc, ktoré sa nazýva kryštálová mriežka. Častice pevných látok podstupujú chaotické oscilácie okolo rovnovážnej polohy (uzol kryštálovej mriežky) a veľmi zriedkavo menia miesto so svojimi susedmi. Kryštály majú charakteristickú vlastnosť – anizotropiu – závislosť fyzikálnych vlastností od voľby smeru v kryštáli.