Вера Пакулова - Природоведение. Природа. Неживая и живая. 5 класс

Рис. 33. Диффузия в жидкостях

В опыте с твердыми веществами гладко отшлифованные пластины свинца и золота положили одну на другую и сжали грузом. При обычной комнатной температуре за 5 лет золото и свинец взаимно проникли друг в друга примерно на 1 мм.

Следует сказать, что диффузия при более высокой температуре происходит быстрее.

Скорость движения молекул данного вещества связана с его температурой: чем выше температура вещества, тем быстрее движутся его молекулы.

Диффузия в жидкостях происходит медленнее, чем в газах, а в твердых телах еще медленнее. Почему? На этот вопрос мы ответим в следующем параграфе.

1. Дома вы решили покрасить краской двери комнаты. Объясните, можно ли почувствовать ее запах, находясь на кухне.

2. Можно ли сказать, что диффузия пахучих жидкостей в воздухе – доказательство существования промежутков между частицами газообразных веществ?

3. Почему диффузия происходит быстрее при более высокой температуре?

§ 11. Взаимодействие частиц

Вы знаете, что в телах частицы находятся в непрерывном беспорядочном движении. Почему же твердое тело не распадается на отдельные частицы? Это объясняется тем, что частицы (молекулы или атомы) большинства твердых тел расположены в определенном порядке и очень близко друг к другу.

Каждая частица притягивает к себе соседние частицы и сама притягивается к ним. Эти силы удерживают, например, атомы железа в куске металла, молекулы воды в куске льда или в капле воды. Иначе говоря, сила притяжения – это такая сила, которая удерживает частицы вместе.

Если разломать вязальную спицу на две части и составить их вместе, то они не будут удерживаться друг около друга. Оказывается, притяжение между частицами вещества становится возможным лишь тогда, когда они находятся на определенном расстоянии, достаточно близко одна от другой.

Опыт позволяет обнаружить притяжение частиц.

Берут небольшой свинцовый цилиндр, разрезают его на две половины и быстро сдвигают их свежими срезами. Если место среза не успело окислиться, то обе части свинцового цилиндра соединятся в одно целое. Это можно проверить, закрепив один из цилиндров в держатель, а к другому подвесив груз. Половинка цилиндра с грузом не падает. Следовательно, молекулы половинок цилиндра взаимодействуют друг с другом.

Рис. 34. Притяжение частиц. Две половины свинцового цилиндра соединяются благодаря взаимодействию молекул

Описанный опыт удается благодаря мягкости свинца. С более твердыми, чем свинец, телами (например, половинками разбитого стекла) подобный опыт осуществить невозможно.

Чтобы произошло соединение, молекулы должны находиться на расстоянии друг от друга несколько меньше размеров самих молекул. Куски мягкого материала, например пластилина, слипаются легко. Это происходит потому, что их можно сблизить на такое расстояние, на котором действуют силы притяжения.

Строение жидкостей отличается от строения твердых тел. В жидкостях взаимодействие между молекулами слабее, чем в твердых телах, но все-таки оно имеется. Представьте, что в стакан налили воду, а затем перелили ее в колбу. Первоначально жидкость занимала форму стакана, а затем колбы, в которую ее перелили. Если бы в воде между молекулами действовало притяжение такой же силы, как и в твердых телах, то ее форма не могла бы меняться так легко.

Молекулы в жидкостях расположены почти вплотную друг к другу, поэтому все жидкости обладают очень малой сжимаемостью. Но взаимодействие между молекулами не так велико, чтобы жидкости сохраняли свою форму. Этим объясняется главное свойство жидкостей – текучесть.

Мы уже говорили, что газ можно сжать так, что его объем уменьшится в несколько раз. Значит, в газах расстояние между молекулами намного больше размеров самих молекул. В таких случаях молекулы слабо притягиваются друг к другу. Вот почему газы не сохраняют форму и объем.

Между частицами в твердых телах, жидкостях и газах существует взаимное притяжение.

Возникает вопрос: «Почему существуют промежутки между частицами?» Казалось бы, частицы, притягиваясь друг к другу, должны «слипнуться». Сжатию тел, однако, препятствует отталкивание частиц. Что это именно так, можно убедиться на примере. Резиновый ластик, сжатый и согнутый пополам, распрямится, если края отпустить. Сжатые тела распрямляются потому, что при сжатии частицы настолько сближаются, что начинают отталкиваться друг от друга. Следовательно, притяжение, действующее между частицами – атомами и молекулами, удерживает их друг около друга, а отталкивание препятствует их полному сближению.

1. Когда мы ломаем палку, разрываем нитку или бумагу, какие силы мы преодолеваем?

2. Нитка и медная проволока имеют одинаковую толщину. Что из них легче разорвать?

3. Можно ли две капли воды слить в одну?

§ 12. Разнообразие веществ

В зависимости от того, из атомов одного или разных элементов состоит их молекула, все вещества делят на простые и сложные.

Если вещество состоит из атомов одного элемента, его называют простым. Так, гелий, кислород, водород, хлор, железо, озон – простые вещества. Молекула гелия состоит из одного атома гелия, молекула кислорода – из двух атомов кислорода. Молекулы простых веществ могут содержать и больше двух атомов. К примеру, молекула озона образована тремя атомами кислорода.

Если вещество состоит из атомов разных элементов, его называют сложным. Вода, углекислый газ, поваренная соль – сложные вещества. Молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода (см. рис. 31). Молекула углекислого газа – из одного атома углерода и двух атомов кислорода.

На уроках природоведения вы узнали, что в окружающей нас природе различают неживые и живые тела.

Тела неживой природы образованы, как правило, только неорганическими веществами. К неорганическим веществам относятся: кислород, водород, вода, медь, алюминий, хлорид натрия (поваренная соль) и др. Неорганические вещества могут быть простыми (кислород) и сложными (вода). Большинство из них в составе молекулы имеют небольшое число атомов.

Вещества, которые образуются, как правило, в телах живой природы, называют органическими. К ним относятся белки, жиры, углеводы. Органические вещества – все сложные. Кроме того, молекулы большинства из них содержат большое число атомов. Так, молекулы белка, например, состоят из многих тысяч атомов.

Ученые установили, что в состав неорганических и органических веществ входят атомы одних и тех же химических элементов: водорода, кислорода, углерода, азота и др.

Вы уже знаете, что неорганическое вещество вода состоит из атомов водорода и кислорода. Атомы этих же элементов, наряду с углеродом, азотом и другими, входят в состав клеток всех живых организмов, в том числе и клеток человеческого тела. Кроме перечисленных элементов в организмах есть еще и такие, как кальций, фосфор, хлор, натрий, калий и т. д. Эти же элементы можно обнаружить в веществах, образующих тела неживой природы: азот присутствует в воздухе, кальций – в извести, хлор – в поваренной соли.

1. Какие вещества называются простыми, а какие – сложными? Приведите примеры.

2. Как вы назовете вещество – простым или сложным, если его молекула состоит из двух атомов кислорода; из одного атома углерода и двух атомов кислорода; из трех атомов кислорода; из двух атомов водорода, одного атома серы и четырех атомов кислорода?

3. Приведите примеры неорганических и органических веществ.

§ 13. Явления природы. Физические явления

Нас окружает бесконечно разнообразный мир веществ и явлений.

В нем непрерывно происходят изменения.

Любые изменения, которые происходят с телами, называют явлениями. Рождение звезд, смена дня и ночи, таяние льда, набухание почек на деревьях, сверкание молнии при грозе и так далее – все это явления природы.

Вспомним, что тела состоят из веществ. Заметим, что при одних явлениях вещества тел не меняются, а при других – меняются. Например, если разорвать листок бумаги пополам, то, несмотря на произошедшие изменения, бумага останется бумагой. Если же бумагу сжечь, то она превратится в пепел и дым.

Явления, при которых могут изменяться размеры, форма тел, состояние веществ, но вещества остаются прежними, не превращаются в другие, называют физическими явлениями (испарение воды, свечение электрической лампочки, звучание струн музыкального инструмента и т. д.).