Реши задание на изображении
Краткий ответ: все вещества состоят из мельчайших частиц — молекул и атомов, между которыми есть промежутки. Частицы движутся; при нагревании расстояния между ними увеличиваются, поэтому тело расширяется. При смешивании жидкостей молекулы могут частично занять промежутки друг друга, поэтому объём смеси бывает меньше суммы объёмов.
1. Как доказать, что вещества состоят из частиц?
Это доказывают явления, в которых вещество как бы «проникает» в другое: распространение запаха, окрашивание воды каплей чернил или крупинкой марганцовки, растворение сахара, сжимаемость газов, броуновское движение. Если бы вещество было сплошным, такие явления нельзя было бы объяснить движением отдельных частиц.
2. Примеры опытов, показывающих, что частицы очень малы.
- Крупинка марганцовки окрашивает большой объём воды.
- Капля чернил или духов распространяется в воде или воздухе.
- Капля масла растекается по воде тончайшей плёнкой.
- В микроскоп наблюдают беспорядочное движение мелких частиц в жидкости — броуновское движение.
В одной маленькой крупинке содержится огромное число молекул, поэтому сами молекулы во много раз меньше крупинки.
3. Почему при нагревании меняется объём тела?
При нагревании частицы начинают двигаться быстрее, средние расстояния между ними увеличиваются. Сами молекулы не «раздуваются», но тело в целом расширяется. При охлаждении происходит наоборот: промежутки уменьшаются, объём тела становится меньше. Масса при этом не меняется.
4. Опыт с рисунка 22.
На фотографии сам рисунок не попал; судя по этому параграфу, речь об опыте с водой и подкрашенным спиртом. В измерительный сосуд наливают, например, по \(100\) мл воды и спирта, отмечают общий уровень, затем перемешивают. После смешивания уровень становится ниже \(200\) мл.
Вывод: объём смеси меньше суммы объёмов воды и спирта.
Объяснение: между молекулами есть промежутки; при смешивании молекулы одной жидкости частично размещаются в промежутках между молекулами другой. Поэтому суммарный объём уменьшается, хотя масса и число молекул сохраняются.
5. Равен ли объём воды сумме объёмов её частиц?
Нет. Между частицами воды есть промежутки, поэтому объём воды в сосуде включает и сами частицы, и промежутки между ними. Сумма собственных объёмов всех молекул не равна объёму воды.
«Подумай и ответь»
1. Почему столбик ртути в термометре удлиняется при нагревании?
При нагревании атомы ртути движутся быстрее, промежутки между ними увеличиваются, объём ртути возрастает. В узком канале термометра это увеличение объёма заметно как удлинение столбика. Стекло тоже расширяется, но меньше ртути.
2. Сколько времени прошло и почему так долго?
Предположение о мельчайших частицах высказал ещё Демокрит примерно в V–IV вв. до н. э., а молекулярная теория получила признание примерно в XIX веке. Прошло около 2,3–2,5 тысячи лет.
Причина: молекулы невозможно увидеть невооружённым глазом, долго не было приборов и убедительных опытов; кроме того, в науке долгое время господствовали другие взгляды. Понадобились исследования диффузии, газов, броуновского движения и развитие микроскопии.
Проверка: при нагревании и смешивании веществ масса не исчезает и не появляется; меняются только расстояния между частицами.
Обсуждение
2 сообщения4
4. Опыт на рисунке 22.
На рисунке показано тепловое расширение жидкости. Колба с подкрашенной жидкостью закрыта пробкой, в которую вставлена тонкая стеклянная трубка. Пока жидкость не нагревают, её уровень в трубке остаётся постоянным. При нагревании спиртовкой уровень жидкости в трубке поднимается, а при охлаждении — опускается.
Вывод: при нагревании объём жидкости увеличивается, при охлаждении уменьшается. Это происходит потому, что частицы жидкости начинают двигаться быстрее, и промежутки между ними увеличиваются. Тонкая трубка нужна для того, чтобы небольшое изменение объёма было хорошо заметно. Масса жидкости при этом не меняется.
Уточнение к прошлому ответу: рисунок 22 — не опыт со смешиванием воды и спирта, а опыт по тепловому расширению жидкости.
