Tagasi edasi

Tähelepanu! Slaidide eelvaated on ainult informatiivsel eesmärgil ja ei pruugi esindada kõiki esitluse funktsioone. Kui olete huvitatud see töö, laadige alla täisversioon.

Tagasi edasi

Tagasi edasi

Vanus: 3. klass.

Teema: Kehad, ained, osakesed.

Tunni tüüp: uue materjali õppimine.

Õppetunni kestus: 45 minutit.

Tunni eesmärgid: moodustavad keha, aine, osakese mõiste, õpetavad eristama aineid nende omaduste ja omaduste järgi.

Ülesanded:

• Tutvustage lastele keha, aine, osakese mõisteid.
• Õpetada eristama aineid erinevates agregatsiooniseisundites.
• Arendage mälu ja mõtlemist.
• Parandada enesehinnangut ja enesekontrolli oskusi.
• Suurendage tunni psühholoogilist mugavust, leevendage lihaspingeid (dünaamilised pausid, tegevuste muutmine).
• Loo meeskonnas sõbralikud suhted.
• Kasvatage huvi teid ümbritseva maailma vastu.

Varustus:

1. Multimeedia interaktiivne esitlus (1. lisa). Esitluse juhtimine 2. lisa.

2. Joonised (tahked, vedelad, gaasilised ained).

3. Metallist joonlaud, kummipall, puidust kuubik (õpetajalt).

4. Katse jaoks: klaas, teelusikas, tükk suhkrut; keedetud vesi (lastelaudadel).

Tundide ajal

I. Organisatsioonimoment.

Õpetaja tervitab lapsi, kontrollib nende valmisolekut tunniks, pöördudes õpilaste poole: „Täna täidate rühmades kõik ülesanded. Kordame üle rühmatöö reegleid” (slaid nr 2).

1. Kaaslaste kohtlemine – “viisakus”;
2. Teiste arvamus - "õppige kuulama, tõestage oma seisukohta";
3. Töö teabeallikatega (sõnaraamat, raamat) - tõsta esile peamine.

II. Uue materjali õppimine.

Haridusliku eesmärgi seadmine: täna hakkame uurima teemat "See hämmastav loodus" - lõpetame virtuaaltuur(slaid number 3). Liumäel: tilk vett, suhkrukauss (hoiunõu), haamer, laine (vesi), savi, metall.

Õpetaja esitab küsimuse "Kas kõik sõnad võimaldasid teil ainet täpselt kujutada?"

Neid sõnu, mis aitavad objekti täpselt kujutada, nimelt omavad kontuuri, kuju, nimetatakse kehadeks. Seda, millest need esemed on valmistatud, nimetatakse aineteks.

Töö teabeallikaga (S.I. Ožegovi sõnastik):

Kirjutage oma vihikusse määratlus: "Neid objekte, mis meid ümbritsevad, nimetatakse kehad”(slaid number 4).

Slaid number 5. Õpetaja kutsub õpilasi üles võrdlema slaidil olevaid pilte: kummipall, ümbrik, puidust kuubik.

Ülesanne 1: leidke ühisosa. Kõigil kehadel on suurus, kuju jne.

Ülesanne 2: tuvastada kehade peamised omadused. Slaidi number 6 vastus: juhtnupp “Vasta 2”.

Slaid number 6. Pildid on käivitajad. Pall on ümmargune, kummist, särav. Ümbrik – ristkülikukujuline, paber, valge. Kuubik on puidust, suur, beež.

Koos meestega järeldame: "Igal kehal on suurus, kuju, värv." Kirjutame selle märkmikusse.

Slaid number 7. Mis on loodus? Valige õige vastus kolme vastusevariandi hulgast:

Slaid number 8 – kaartidega töötamine. Õpilastel on laual kaardid kehade (esemete) piltidega. Kutsume õpilasi jagama kaardid kahte rühma: laud, päike, puu, pliiats, pilv, kivi, raamatud, tool. Kirjutame vastused oma vihikusse. Palume õpilastel laipade nimed ette lugeda, see on 1 rühm. Mille alusel nad sõnad sellesse rühma paigutasid? Teeme sama teise rühmaga.

Õige vastus:

Teeme järelduse. Kuidas me sõnad jagasime (millise põhimõtte järgi?): On kehasid, mis on loodud looduse poolt, ja on neid, mis on loodud inimese kätega.

Joonistame ploki vihikusse (joonis 1).

Slaid number 9. “Interaktiivse sööda” tehnika. Slaidil on kujutatud looduslikke ja tehiskehasid. Kasutades kerimisnuppu, mis on ühtlasi ka päästik, vaatame läbi looduslike ja tehiskehade (iga nupuvajutusega muutuvad grupeeritud pildid).

Kinnitame omandatud teadmisi mängu “Valgusfoor” (slaidid 10-12) abil. Mängu eesmärk on õige vastuse leidmine.

Slaid 10. Ülesanne: leia looduslikud kehad. Slaidil pakutavate kehade hulgast peate valima ainult looduslikud kehad. Pilt on päästik – vajutamisel ilmub foori signaal (punane või roheline). Helifailid aitavad õpilastel veenduda, et nad on valinud õige vastuse.

Õpetaja. Meenutagem, millest alguses rääkisime. Meil ​​oli raske täpselt kindlaks teha, kas metall, vesi ja savi on kehad ja jõudsime järeldusele, et neil ei ole täpseid piirjooni ega kuju ning seetõttu pole need kehad. Me nimetame neid sõnu aineteks. Kõik kehad on valmistatud ainetest. Kirjutage määratlus vihikusse.

Slaid 13. Sellel slaidil vaatleme kahte näidet.

Näide 1: käärid – keha, millest need on tehtud – aine (raud).

Näide 2: veepiisad on veekogud, mille aineks on vesi.

Slaid number 14. Vaatleme kehasid, mis koosnevad mitmest ainest. Näiteks pliiats ja luup. Slaidil vaatleme eraldi aineid, millest pliiats koosneb. Demonstreerimiseks klõpsake juhtnuppe: “grafiit”, “kumm”, “puit”. Ebavajaliku teabe eemaldamiseks vajutage risti.

Mõelgem, millistest ainetest suurendusklaas koosneb. Vajutage päästikuid “klaas”, “puit”, “metall”.

Slaid nr 15. Selle tugevdamiseks vaatame veel kahte näidet. Millest on haamer tehtud? Haamer koosneb rauast ja puidust (käepide). Millest noad on valmistatud? Noad koosnevad rauast ja puidust.

Slaidi number 16. Vaatleme kahte objekti, mis koosnevad mitmest ainest. Hakklihamasin: valmistatud rauast ja puidust. Kelk: valmistatud rauast ja puidust.

Slaid 17. Järeldame: kehad võivad koosneda ühest ainest või võivad koosneda mitmest.

Slaidid 18, 19, 20. “Interaktiivse sööda” tehnika. Näitame seda õpilastele. Üks aine võib olla osa mitmest kehast.

Slaid 18. Ained koosnevad täielikult või osaliselt klaasist.

Slaid 19. Ained koosnevad täielikult või osaliselt metallist.

Slaid 20. Ained koosnevad täielikult või osaliselt plastikust.

Slaid 21. Õpetaja esitab küsimuse "Kas kõik ained on ühesugused?"

Klõpsake slaidil juhtnuppu "Start". Märkmiku sissekanne: kõik ained koosnevad pisikestest nähtamatutest osakestest. Tutvustame ainete klassifikatsiooni nende agregatsiooni oleku järgi: vedel, tahke, gaasiline. Slaid kasutab päästikuid (nooled). Kui klõpsate noolele, näete pilti osakestest antud agregatsiooni olekus. Klõpsake uuesti noolel ja objektid kaovad.

Slaid 22. Eksperimentaalne osa. On vaja tõestada, et osakesed on pisikesed, silmale nähtamatud, kuid säilitavad aine omadused.

Teeme katse. Õpilaste laudadel on kandikud lihtsate laborivahendite komplektiga: klaas, segamiseks mõeldud lusikas, salvrätik, suhkrutükk.

Asetage tükk suhkrut klaasi ja segage, kuni see on täielikult lahustunud. Mida me näeme? Lahus on muutunud homogeenseks, me ei näe enam veeklaasis suhkrutükki. Tõesta, et klaasis on veel suhkrut. Kuidas? Maitsta. Suhkur: aine valge, magus maitse. Järeldus: pärast lahustumist ei lakanud suhkur olemast suhkur, sest see jäi magusaks. Seega suhkur koosneb pisikesed osakesed, silmale nähtamatud (molekulid).

Slaid 23. Vaatleme osakeste paigutust tahke agregatsiooniga ainetes. Osakeste ja aine asukohta (näited) demonstreerime “interaktiivse lindi” tehnikas - kerimisnupp võimaldab pilte näidata vajalik arv kordi. Kirjutame oma märkmikusse järelduse: tahketes ainetes asuvad osakesed üksteise lähedal.

Slaid 24. Osakeste paigutus vedelates ainetes. Vedelates ainetes asuvad osakesed üksteisest teatud kaugusel.

Slaid nr 25. Osakeste paigutus gaasilistes ainetes: osakesed asuvad üksteisest kaugel, nendevaheline kaugus ületab oluliselt osakeste enda suurust.

Slaid 31. On aeg teha kokkuvõte. Koos õpetajaga meenutatakse tunnis uut õpitut. Õpetaja küsib küsimusi:

1. Kõike, mis meid ümbritseb, nimetatakse... kehad
2. Kehad on olemas loomulik Ja kunstlik.
3. Kirjutage diagramm oma vihikusse. Õpetaja: Vaatame diagrammi. Kehad võivad olla looduslikud ja tehislikud, ained võivad olla tahked, vedelad, gaasilised. Ained koosnevad osakestest. Osake säilitab aine omadused (pidage meeles, et suhkur jäi lahustamisel magusaks). Slaid kasutab päästikuid. Klõpsake kujundil "Keha", ilmuvad nooled, seejärel kujundid, mis on märgistatud "Kunstlik" ja "Looduslik". Kui klõpsate "aine" joonisel, ilmub kolm noolt (vedel, tahke, gaasiline).

Slaidi number 30. Täitke tabel. Lugege juhiseid hoolikalt.

(Märkige " + ” vastavas veerus, millised loetletud ainetest on tahked, vedelad, gaasilised).

Töö edenemise kontrollimine (slaid 30). Lapsed nimetavad ainet kordamööda ja selgitavad, millisesse rühma see kuulub.

Tunni kokkuvõte

1) Kokkuvõte

Te töötasite koos.

Uurime, milline rühm oli tunnis kõige tähelepanelikum. Õpetaja esitab küsimuse: "Mida nimetatakse kehadeks, mis iseloomustab keha, tooge näide." Õpilased vastavad. Kõike, mis meid ümbritseb, nimetatakse kehadeks. Millised on ainete liigid nende agregatsiooniseisundi alusel: vedel, tahke, gaasiline. Millest ained koosnevad? Too näiteid, kuidas osakesed säilitavad ainete omadused. Näiteks kui lisame supile soola, siis kuidas me teame, et aine omadused on säilinud? Maitsta. Täitke diagramm (joonis 2)

Arutelu: millega me nõustume, millega me ei nõustu.

Mida uut sa õppisid? Lapsed teatavad. ( Kõiki meid ümbritsevaid objekte nimetatakse kehadeks. Kehad koosnevad ainetest. Ained on valmistatud osakestest).

Kodutöö

Õpetaja räägib lastele kodutöö(valikuline):

• lahendage väike test (Lisa 5).
• interaktiivne test (Lisa 3).
• vaata esitlust veest (7. lisa). Esitluses saab tutvuda kuuega teadaolevad faktid vee kohta. Mõelge, poisid, miks teil on vaja seda ainet paremini tundma õppida? Vastus: kõige levinum aine Maal. Millist ainet tahaksid veel enda juurde kutsuda (virtuaalsete ekskursioonide loomine).
• Uuring elektrooniline õpik (Lisa 4).

Märkus: õpetaja saab täiendavalt kasutada slaide nr 32, 33, 36.

Slaid number 32. Ülesanne: pane ennast proovile. Otsige tooteid (interaktiivne test).

Slaid number 33. Ülesanne: pane ennast proovile. Leia surnukehad elusalt ja elutu loodus(interaktiivne test).

Slaidi number 36. Ülesanne: jaga kehad elava ja eluta loodusega kehadeks (interaktiivne test).

Kirjandus.

1. Gribov P.D. kuidas inimene loodust uurib, uurib, kasutab. 2-3 klassi. Volgograd: Õpetaja, 2004.-64 lk.
2. Maksimova T.N. Tunnipõhised arendused kursiga " Maailm”: 2. klass. - M.: VAKO, 2012.-336 lk. - (Kooliõpetaja abistamiseks).
3. Reshetnikova G.N., Strelnikov N.I. Maailm. 3. klass: meelelahutuslikud materjalid - Volgograd: Õpetaja, 2008. - 264 lk.: ill.
4. Tikhomirova E.M. Testid teemal “Maailm meie ümber”: 2. klass: õppekomplekti A.A. Pleshakova “Maailm meie ümber. 2. klass." - M.: Kirjastus "Exam", 2011. - 22 lk.

Aine gaasiline olek

Polümeerid on loodusliku (taimsed ja loomsed koed) ja tehislikud (plast, tselluloos, klaaskiud jne) päritoluga.

Nii nagu tavaliste molekulide puhul, makromolekulide süsteem. polümeeri moodustamine kaldub kõige tõenäolisemasse olekusse - stabiilsesse tasakaalu, mis vastab minimaalsele vabaenergiale. Seetõttu peaks põhimõtteliselt olema ka polümeeridel kristallvõre struktuur. Kuid makromolekulide massilisuse ja keerukuse tõttu õnnestus täiuslikke makromolekulaarseid kristalle saada vaid üksikutel juhtudel. Enamasti koosnevad polümeerid kristallilistest ja amorfsetest piirkondadest.

Vedel olek mida iseloomustab asjaolu, et molekulide potentsiaalne külgetõmbeenergia ületab veidi nende kineetilise energia absoluutväärtuses. Vedeliku molekulide vaheline tõmbejõud tagab molekulide hoidmise vedeliku mahus. Samal ajal ei ole vedelikus olevad molekulid omavahel seotud statsionaarsete stabiilsete sidemetega, nagu kristallides. Need täidavad tihedalt vedeliku poolt hõivatud ruumi, nii et vedelikud on praktiliselt kokkusurumatud ja üsna suure tihedusega. Molekulide rühmad võivad muuta oma suhtelist asendit, mis tagab vedelike voolavuse. Vedeliku omadust takistada voolamist nimetatakse viskoossuseks. Vedelikke iseloomustab difusioon ja Browni liikumine, kuid oluliselt vähemal määral kui gaasid.

Vedeliku ruumala on piiratud pinnaga. Kuna antud ruumala korral on sfääril minimaalne pindala, võtab vedelik vabas olekus (näiteks kaaluta olekus) kera kuju.

Vedelikel on teatud struktuur, mis on aga palju vähem väljendunud kui tahketel ainetel. Vedelike kõige olulisem omadus on omaduste isotroopsus. Lihtne täiuslik mudel vedelikku pole veel loodud.

Vedelike ja kristallide vahel on vahepealne olek, mida nimetatakse vedelkristalliliseks. Vedelkristallide eripäraks molekulaarsest vaatepunktist on nende molekulide piklik spindlikujuline kuju, mis põhjustab nende omaduste anisotroopsust.

Vedelkristalle on kahte tüüpi – nemaatika ja smektika. Smektikuid iseloomustab paralleelsete molekulide kihtide olemasolu, mis erinevad üksteisest oma struktuuri järjekorra poolest. Nematikas tagab korra molekulide orientatsioon. Vedelkristallide omaduste anisotroopsus määrab nende olulised optilised omadused. Vedelkristallid võivad olla näiteks ühes suunas läbipaistvad ja teises suunas läbipaistmatud. Oluline on, et vedelkristalli molekulide ja nende kihtide orientatsiooni saab välismõjude (näiteks temperatuuri, elektri- ja magnetvälja) abil hõlpsasti kontrollida.

Aine gaasiline olek tekib siis, kui

Molekulide soojusliikumise kineetiline energia ületab nende sidumise potentsiaalse energia. Molekulid kipuvad üksteisest eemalduma. Gaasil puudub struktuur, see hõivab kogu sellele ette nähtud mahu ja on kergesti kokku surutav; Difusioon tekib gaasides kergesti.

Ainete omadusi gaasilises olekus selgitab kineetiline gaasiteooria. Selle peamised postulaadid on järgmised:

Kõik gaasid koosnevad molekulidest;

Molekulide suurused on nendevaheliste kaugustega võrreldes tühised;

Molekulid on pidevalt kaootilise (Browni) liikumise seisundis;

Kokkupõrgete vahel säilitavad molekulid konstantse liikumiskiiruse; kokkupõrgetevahelised trajektoorid on sirgjoonelised lõigud;

Molekulide ja molekulide kokkupõrge anuma seintega on ideaalis elastsed, s.t. põrkuvate molekulide kineetiline koguenergia jääb muutumatuks.

Vaatleme gaasi lihtsustatud mudelit, mis järgib ülaltoodud postulaate. Sellist gaasi nimetatakse ideaalseks gaasiks. Ideaalne gaas koosneb N identsest molekulist, millest igaühel on mass m, on servapikkusega kuupnõus l(joonis 5.14). Molekulid liiguvad kaootiliselt; nende keskmine kiirus<v>. Lihtsustuse mõttes jagagem kõik molekulid kolme võrdsesse rühma ja eeldame, et need liiguvad ainult anuma kahe vastasseinaga risti olevates suundades (joonis 5.15).

Riis. 5.14.

Iga gaasimolekul liigub kiirusega<v> absoluutselt elastse kokkupõrke korral anuma seinaga muudab see liikumissuunda vastupidiseks ilma kiirust muutmata. Molekulaarne impulss<R> = m<v> muutub võrdseks - m<v>. Impulsi muutus iga kokkupõrke korral on ilmselgelt . Selle kokkupõrke ajal mõjuv jõud on võrdne F= -2m<v>/Δ t. Täielik hoo muutus kokkupõrkel kõigi seintega N/3 molekuli võrdub . Määratleme ajavahemiku Δ t, mille käigus toimuvad kõik N/3 kokkupõrked: D t = 2//< v >. Siis mis tahes seinale mõjuva jõu keskmine väärtus on

Surve R defineerige seinal olev gaas jõu suhtena<F> seinaalale l 2:

Kus V = l 3 – anuma maht.

Seega on gaasi rõhk pöördvõrdeline selle mahuga (tuletame meelde, et selle seaduse kehtestasid empiiriliselt Boyle ja Marriott).

Kirjutame avaldise (5.4) ümber kujul

Siin on gaasimolekulide keskmine kineetiline energia. see on võrdeline absoluutse temperatuuriga T:

Kus k– Boltzmanni konstant.

Asendades (5.6) väärtusega (5.5), saame

Molekulide arvust on mugav minna N muttide arvule n gaas, tuletame meelde, et ( N A on Avogadro number) ja siis

Kus R = kN A - on universaalne gaasikonstant.

Avaldis (5.8) on klassikalise ideaalgaasi olekuvõrrand n mooli kohta. See võrrand, mis on kirjutatud suvalise massi jaoks m gaas

Kus M - molaarmass gaasi, nimetatakse Clapeyroni-Mendelejevi võrrandiks (vt (5.3)).

Päris gaasid järgivad seda võrrandit piiratud piirides. Fakt on see, et võrrandid (5.8) ja (5.9) ei võta arvesse molekulidevahelist vastasmõju reaalsetes gaasides – van der Waalsi jõude.

Faasi üleminekud. Aine võib sõltuvalt selle asukoha tingimustest muuta oma agregatsiooni olekut või, nagu öeldakse, liikuda ühest faasist teise. Seda üleminekut nimetatakse faasisiirdeks.

Nagu eespool mainitud, on kõige olulisem aine olekut määrav tegur selle temperatuur T, mis iseloomustab molekulide soojusliikumise ja rõhu keskmist kineetilist energiat R. Seetõttu analüüsitakse aine olekuid ja faasisiire olekudiagrammi abil, kus väärtused on kantud piki telge T Ja R, ja iga punkt koordinaattasandil määrab nendele parameetritele vastava aine oleku. Analüüsime tüüpilist diagrammi (joonis 5.16). Kurvid OA, AB, AK aine eraldiseisvad olekud. Kui piisavalt madalad temperatuurid Peaaegu kõik ained on tahkes kristalses olekus.

Diagramm tõstab esile kaks iseloomulikku punkti: A Ja TO. Punkt A nimetatakse kolmikpunktiks; sobival temperatuuril ( T t) ja rõhk ( R r) see sisaldab samaaegselt tasakaalus gaasi, vedelat ja tahket ainet.

Punkt TO näitab kriitilist seisundit. Sel hetkel (kell T cr ja R cr) vedeliku ja gaasi vahe kaob, s.t. viimastel on samad füüsikalised omadused.

Kõver OA on sublimatsiooni (sublimatsiooni) kõver; sobival rõhul ja temperatuuril toimub gaasi-tahke üleminek (tahke-gaas), mis läheb vedelast olekust mööda.

Surve all R T< R < RÜleminek gaasilisest tahkesse olekusse (ja vastupidi) saab toimuda ainult vedela faasi kaudu.

Kõver AK vastab aurustumisele (kondensatsioonile). Sobiva rõhu ja temperatuuri juures toimub üleminek "vedelik-gaas" (ja vastupidi).

Kõver AB on vedelik-tahke üleminekukõver (sulamine ja kristalliseerumine). Sellel kõveral pole lõppu, kuna vedel olek erineb struktuurilt alati kristalsest olekust.

Illustreerimiseks esitame muutujatena aine olekute pindade kuju p, v, t(joon. 5.17), kus V- aine maht

Tähed G, F, T tähistavad pindade piirkondi, mille punktid vastavad gaasilisele, vedelale või tahkele olekule, ja alasid pinnad T-G, Zh-T, T-Zh - kahefaasilised olekud. Ilmselgelt saame, kui projitseerida faasidevahelised eraldusjooned koordinaattasandile RT faasiskeem(vt joonis 5.16).

Kvantvedelik - heelium. Tavalistel temperatuuridel makroskoopilistes kehades on väljendunud kaootilise soojusliikumise tõttu kvantefektid märkamatud. Temperatuuri langedes võivad need mõjud aga esile kerkida ja avalduda makroskoopiliselt. Näiteks kristalle iseloomustab kristallvõre sõlmedes paiknevate ioonide termiliste vibratsioonide olemasolu. Temperatuuri langedes võnkumiste amplituud väheneb, kuid isegi absoluutsele nullile lähenedes võnkumised vastupidiselt klassikalistele ideedele ei lakka.

Selle mõju seletus tuleneb määramatuse seosest. Võnkumiste amplituudi vähenemine tähendab osakese lokaliseerimisala vähenemist, st selle koordinaatide ebakindlust. Ebakindluse seose kohaselt toob see kaasa impulsi määramatuse suurenemise. Seega on osakese “seiskamine” kvantmehaanika seadustega keelatud.

See puhtalt kvantefekt avaldub aine olemasolus, mis püsib vedelas olekus ka absoluutse nulli lähedasel temperatuuril. Selline "kvant" vedelik on heelium. Nullpunktivibratsioonide energiast piisab kristallvõre hävitamiseks. Kuid rõhul umbes 2,5 MPa vedel heelium siiski kristalliseerub.

Plasma. Märkimisväärse energia andmine gaasi aatomitele (molekulidele) väljastpoolt viib ionisatsioonini, st aatomite lagunemiseni ioonideks ja vabadeks elektronideks. Seda aine olekut nimetatakse plasmaks.

Ionisatsioon toimub näiteks gaasi tugeval kuumutamisel, mis toob kaasa märkimisväärse suurenemise kineetiline energia aatomid, gaasi elektrilahenduse ajal (laetud osakeste mõjuionisatsioon), kui gaas puutub kokku elektromagnetilise kiirgusega (autoionisatsioon). Ülikõrgetel temperatuuridel saadud plasmat nimetatakse kõrgtemperatuuriliseks.

Kuna plasmas olevad ioonid ja elektronid kannavad kompenseerimata elektrilaenguid, on nende vastastikune mõju märkimisväärne. Laetud plasmaosakeste vahel ei toimu paariline vastastikmõju (nagu gaasis), vaid kollektiivne interaktsioon. Tänu sellele käitub plasma omamoodi elastse keskkonnana, milles erinevad võnkumised ja lained kergesti ergastuvad ja levivad

Plasma suhtleb aktiivselt elektri- ja magnetväljadega. Plasma on kõige levinum aine olek universumis. Tähed koosnevad kõrge temperatuuriga plasmast, külmad udukogud - madala temperatuuriga plasmast. Nõrgalt ioniseeritud madala temperatuuriga plasma eksisteerib Maa ionosfääris.

Viited 5. peatükile

1. Akhiezer A.I., Rekalo Ya.P. Elementaarosakesed. - M.: Nauka, 1986.

2. Azshlov A. Süsiniku maailm. - M.: Keemia, 1978.

3. Bronshtein M.P. Aatomid ja elektronid. - M.: Nauka, 1980.

4. Benilovsky V.D. Need hämmastavad vedelkristallid. - M: Valgustus, 1987.

5. Vlasov N. A. Antiaine. - M.: Atomizdat, 1966.

6. Christie R., Pitti A. Aine struktuur: sissejuhatus kaasaegsesse füüsikasse. - M.: Nauka, 1969.

7. Krejci V. Maailm kaasaegse füüsika pilgu läbi. - M.: Mkr, 1984.

8. Nambu E. Kvargid. - M.: Mir, 1984.

9. Okun L. B. α, β, γ, …,: elementaarne sissejuhatus elementaarosakeste füüsikasse. - M.: Nauka, 1985.

10. Petrov Yu. I. Väikeste osakeste füüsika. - M.: Nauka, 1982.

11. I, Purmal A.P. jt Kuidas ained muunduvad. - M.: Nauka, 1984.

12. Rosenthal I.M. Elementaarosakesed ja universumi struktuur. - M.: Nauka, 1984.

13. Smorodinsky Ya. A. Elementaarosakesed. - M.: Teadmised, 1968.

Looduses leidub aineid kolmes olekus: tahkes, vedelas ja gaasilises olekus. Näiteks võib vesi olla tahkes (jää), vedelas (vesi) ja gaasilises (veeaur) olekus. Teile tuttavas termomeetris on elavhõbe vedelik. Pinna kohal on elavhõbedaaurud ja temperatuuril -39 C muutub elavhõbe tahkeks aineks.

Erinevates olekutes on ainetel erinevad omadused. Suurem osa meid ümbritsevatest kehadest on valmistatud tahketest ainetest. Need on majad, autod, tööriistad jne. Tugeva keha kuju saab muuta, kuid see nõuab pingutust. Näiteks küüne painutamiseks peate rakendama üsna palju jõudu.

Tavalistes tingimustes on tahket keha raske kokku suruda või venitada.

Tahkete ainete andmiseks soovitud kuju ja maht tehastes ja tehastes töödeldakse neid spetsiaalsetel masinatel: treipingid, höövlid, veskid.

Tahkel ainel on oma kuju ja maht.

Erinevalt tahketest ainetest muudavad vedelikud kergesti oma kuju. Nad võtavad selle laeva kuju, milles nad asuvad.

Näiteks pudelit täitev piim on pudeli kujuga. Klaasi valades võtab see klaasi kuju (joon. 13). Kuid kuju muutes säilitab vedelik oma mahu.

Tavatingimustes on ainult väikestel vedelikupiiskadel oma kuju - palli kuju. Need on näiteks vihmapiisad või tilgad, millesse vedelikujuga puruneb.

Esemete valmistamine sulaklaasist põhineb vedeliku omadusel kergesti muuta oma kuju (joon. 14).

Vedelikud muudavad kergesti oma kuju, kuid säilitavad mahu.

Õhk, mida me hingame, on gaasiline aine või gaas. Kuna enamik gaase on värvitud ja läbipaistvad, on need nähtamatud.

Õhu olemasolu on tunda liikuva rongi avatud aknal seistes. Selle olemasolu ümbritsevas ruumis on tunda, kui ruumis on tuuletõmbus, ja seda saab tõestada ka lihtsate katsetega.

Kui keerate klaasi tagurpidi ja proovite seda vette lasta, siis vesi ei pääse klaasi, kuna see on õhuga täidetud. Nüüd laseme vette lehtri, mis on ühendatud kummivooliku abil klaastoruga (joonis 15). Lehtrist väljuv õhk hakkab selle toru kaudu väljuma.

Need ja paljud teised näited ja katsed kinnitavad, et ümbritsevas ruumis on õhku.

Gaasid, erinevalt vedelikest, muudavad kergesti oma mahtu. Tennisepalli pigistades muudame palli täitva õhu mahtu. Suletud anumasse pandud gaas hõivab kogu mahuti. Poolt pudelit ei saa gaasiga täita nii, nagu vedelikuga.

Gaasidel ei ole enda vorm ja püsiv maht. Nad võtavad anuma kuju ja täidavad täielikult neile antud mahu.

1. Milliseid kolme aine olekut teate? 2. Loetlege tahkete ainete omadused. 3. Nimeta vedelike omadused. 4. Millised omadused on gaasidel?

Osakeste külgetõmme ja tõrjumine määravad nende suhtelise asukoha aines. Ja ainete omadused sõltuvad oluliselt osakeste paigutusest. Seega, vaadates läbipaistvat, väga kõva teemanti (teemant) ja pehmet musta grafiiti (sellest on valmistatud pliiatsijuhtmed), ei saa me aru, et mõlemad ained koosnevad täpselt samadest süsinikuaatomitest. Lihtsalt need aatomid on grafiidis paigutatud teisiti kui teemandis.

Aine osakeste interaktsioon toob kaasa asjaolu, et see võib olla kolmes olekus: raske, vedel Ja gaasiline. Näiteks jää, vesi, aur. Iga aine võib olla kolmes olekus, kuid selleks on vaja teatud tingimusi: rõhk, temperatuur. Näiteks õhus olev hapnik on gaas, kuid jahutamisel alla -193 °C muutub see vedelikuks ja -219 °C juures on hapnik tahke aine. Raud normaalrõhul ja toatemperatuuril on tahkes olekus. Temperatuuril üle 1539 °C muutub raud vedelaks ja üle 3050 °C gaasiliseks. Meditsiinilistes termomeetrites kasutatav vedel elavhõbe muutub alla -39 °C jahutamisel tahkeks. Temperatuuril üle 357 °C muutub elavhõbe auruks (gaasiks).

Metallist hõbedat gaasiks muutes pihustatakse see klaasile, et luua peegelklaase.

Millised omadused on ainetel erinevates olekutes?

Alustame gaasidest, milles molekulide käitumine meenutab mesilaste liikumist sülemes. Sülemis olevad mesilased muudavad aga iseseisvalt liikumissuunda ega põrka üksteisega praktiliselt kokku. Samal ajal on gaasis olevate molekulide jaoks sellised kokkupõrked mitte ainult vältimatud, vaid toimuvad peaaegu pidevalt. Kokkupõrgete tagajärjel muutuvad molekulide suunad ja kiirused.

Sellise liikumise ja osakestevahelise vastasmõju puudumise tagajärg liikumise ajal on see gaas ei säilita ei mahtu ega kuju, kuid hõivab kogu talle antud mahu. Igaüks teist peab järgmisi väiteid täiesti absurdseks: "Õhk võtab poole ruumist" ja "Ma pumpasin õhku kahe kolmandikuni kummikuuli mahust." Õhk, nagu iga gaas, hõivab kogu ruumi mahu ja kogu palli mahu.

Millised omadused on vedelikel? Teeme eksperimendi.

Valage ühest keeduklaasist vesi teise kujuga keeduklaasi. Vedeliku kuju on muutunud, Aga maht jäi samaks. Molekulid ei hajunud kogu ruumala ulatuses, nagu gaasi puhul. See tähendab, et vedelate molekulide vastastikune külgetõmme on olemas, kuid see ei hoia naabermolekule jäigalt kinni. Nad vibreerivad ja hüppavad ühest kohast teise, mis seletab vedelike voolavust.

Tugevaim interaktsioon on tahke aine osakeste vahel. See ei lase osakestel hajuda. Osakesed sooritavad ainult teatud positsioonide ümber kaootilisi võnkuvaid liikumisi. Sellepärast tahked ained säilitavad nii mahu kui ka kuju. Kummist pall säilitab oma palli kuju ja mahu olenemata sellest, kuhu see asetatakse: purki, lauale jne.

Gaas (gaasiline olek) Gaas on aine agregatsiooni olek, mida iseloomustavad väga nõrgad sidemed selle koostises olevate osakeste (molekulid, aatomid või ioonid) vahel, samuti nende suur liikuvus.

Gaaside omadused Kergesti kokkusurutav. Neil ei ole oma kuju ega mahtu.Ükskõik millised gaasid segunevad omavahel suvalises vahekorras.

Avogadro arv Väärtust NA = 6, 022...× 1023 nimetatakse Avogadro arvuks. See on mis tahes aine väikseimate osakeste universaalne konstant.

Avogadro seaduse järeldus 1 mool mis tahes gaasi n juures. u. (760 mm Hg ja 00 C) mahutab 22,4 liitrit. Vm = 22,4 l/mol – gaaside molaarmaht

Olulisemad maagaasisegud Õhu koostis: φ(N 2) = 78%; φ(O2) = 21%; φ(CO 2) = 0. 03 Maagaas on süsivesinike segu.

Vesiniku tootmine. Tööstuses: Süsivesinike krakkimine ja reformimine nafta rafineerimisel: C 2 H 6 (t = 10000 C) → 2 C + 3 H 2 Maagaasist. CH 4 + O 2 + 2 H 2 O → 2 CO 2 + 6 H 2 O

Vesinik H 2 Laboris: Lahjendatud hapete mõju metallidele. Selle reaktsiooni läbiviimiseks kasutatakse kõige sagedamini tsinki ja lahjendatud väävelhapet: Zn + 2 HCl → Zn. Cl 2 + H 2 Kaltsiumi interaktsioon veega: Ca + 2 H 2 O → Ca(OH)2 + H 2 Hüdriidide hüdrolüüs: Ca. H 2 + 2 H 2 O → Ca(OH)2 + 2 H 2 Leeliste mõju tsingile või alumiiniumile: Zn + 2 Na. OH + 2 H2O Na2 + H2

Vesiniku omadused Kergeim gaas, õhust 14,5 korda kergem. Vesinik on gaasiliste ainete hulgas kõrgeima soojusjuhtivusega. Selle soojusjuhtivus on ligikaudu seitse korda kõrgem kui õhu soojusjuhtivus. Vesiniku molekul on kaheaatomiline - H 2. Tavatingimustes on see värvitu, lõhnatu ja maitsetu gaas.

Hapnik Tööstuses: õhust. Peamine tööstuslik meetod hapniku tootmiseks on krüogeenne rektifikatsioon. Laboris: Kaaliumpermanganaadist (kaaliumpermanganaadist): 2 KMn. O 4 = K 2 Mn. O4 + Mn. O2 + O2; 2 H 2 O 2 = 2 H 2 O + O 2.

Hapniku omadused Normaaltingimustes on hapnik värvi, maitse ja lõhnata gaas. Selle 1 liitri mass on 1,429 g, õhust veidi raskem. Vees ja alkoholis vähelahustuv, sulahõbedas lahustub. On paramagnetiline.

Süsinikoksiid (IV) Laboris: Kriidist, lubjakivist või marmorist: Na 2 CO 3 + 2 HCl = 2 Na. Cl + CO 2 + H 2 O Ca. CO 3 + HCl = Ca. Cl 2 + CO 2 + H 2 O Looduses: Fotosüntees taimedes: C 6 H 12 O 6 + 6 O 2 = 6 CO 2 + 6 H 2 O

Vingugaas (IV) Vingugaas (IV) monooksiid (süsinikdioksiid) on kergelt hapuka maitsega värvitu lõhnatu gaas. Õhust raskem, vees lahustuv, tugeval jahutamisel kristalliseerub valge lumetaolise massina - "kuiv jää". Atmosfäärirõhul see ei sula, vaid aurustub, sublimatsioonitemperatuur on -78 °C.

Ammoniaak (n.a.) on värvitu gaas, millel on terav iseloomulik lõhn (ammoniaagi lõhn). Ammoniaak on õhust peaaegu kaks korda kergem ja NH 3 lahustuvus vees on äärmiselt kõrge. Laboris saadakse ammoniaaki: Leeliste interaktsioonil ammooniumisooladega: NH 4 Cl + Na. OH = Na. Cl + H 2 O + NH 3 Tööstuses: vesiniku ja lämmastiku koostoime: 3 H + N = 2 NH

Etüleen Laboris: Etüülalkoholi dehüdratsioon Tööstuses: Naftasaaduste krakkimine: C 4 H 10 → C 2 H 6 + C 2 H 4 etaan eteen

Etüleen on nõrga magusa lõhnaga ja suhteliselt suure tihedusega värvitu gaas. Etüleen põleb helendava leegiga; moodustab õhu ja hapnikuga plahvatusohtliku segu. Etüleen on vees praktiliselt lahustumatu.

Gaaside saamine, kogumine ja äratundmine Gaasi nimetus (valem) Vesinik (H 2) Hapnik (O 2) Süsinikdioksiid (CO 2) Ammoniaak (NH 3) Etüleen (C 2 H 4) Füüsikaline laboratoorsed omadused Omaduste kogumise meetod saamise meetod Väärtus tunnustatud gaas ainete kohta

Probleemid Ülesanne nr 1. 13,5 grammi tsinki (Zn) reageerib vesinikkloriidhappega (HCl). Vesiniku (H2) mahuosa saagis on 85%. Arvutage vabanenud vesiniku maht? Probleem nr 2. Saadaval gaasisegu, massifraktsioonid gaas, milles on võrdsed (%): metaan – 65, vesinik – 35. Määrake selles segus olevate gaaside mahuosad.

Ülesanne nr 1 1) Kirjutame tsingi (Zn) ja vesinikkloriidhappe (HCl) vastasmõju reaktsioonivõrrandi: Zn + 2 HCl = Zn. Cl2 + H22) n (Zn) = 13,5/65 = 0,2 (mol). 3) 1 mool Zn tõrjub välja 1 mooli vesinikku (H2) ja 0,2 mooli Zn tõrjub välja x mooli vesinikku (H2). Saame: V teoor. (H2) = 0,2 ∙ 22,4 = 4,48 (l). 4) Arvutame vesiniku praktilise mahu valemiga: V praktiline. (H2) = 85 ⋅ 4,48 / 100 = 3,81 (l).

Ülesanne nr 2 On gaasisegu, milles gaasi massiosad on võrdsed (%): metaan - 65, vesinik - 35. Määrake selles segus olevate gaaside mahuosad.