En la naturaleza, las sustancias se encuentran en tres estados: sólido, líquido y gaseoso. Por ejemplo, el agua puede estar en estado sólido (hielo), líquido (agua) y gaseoso (vapor de agua). En un termómetro con el que está familiarizado, el mercurio es un líquido. Sobre la superficie del mercurio se encuentran sus vapores y, a una temperatura de -39 C, el mercurio se convierte en un sólido.

V varias condiciones las sustancias tienen diferentes propiedades. La mayoría de los cuerpos que nos rodean están compuestos de sólidos. Se trata de casas, coches, herramientas, etc. La forma de un cuerpo sólido se puede cambiar, pero esto requiere un esfuerzo. Por ejemplo, doblar un clavo requiere mucho esfuerzo.

En condiciones normales, es difícil comprimir o estirar un sólido.

Para dar a los sólidos la forma y el volumen deseados en fábricas y plantas, se procesan en máquinas especiales: torneado, cepillado, rectificado.

Un sólido tiene su propia forma y volumen.

diferente a sólidos los líquidos cambian de forma fácilmente. Toman la forma del recipiente en el que se encuentran.

Por ejemplo, la leche que llena una botella tiene la forma de una botella. Vertido en un vaso, toma la forma de un vaso (Fig. 13). Pero, al cambiar su forma, el líquido retiene su volumen.

En condiciones normales, solo pequeñas gotas de líquido tienen su propia forma: la forma de una bola. Se trata, por ejemplo, de gotas de lluvia o gotas en las que se rompe un chorro de líquido.

La fabricación de objetos a partir de vidrio fundido se basa en la propiedad de un líquido para cambiar fácilmente su forma (Fig. 14).

Los líquidos cambian fácilmente de forma, pero conservan su volumen.

El aire que respiramos es una sustancia gaseosa o gas. Dado que la mayoría de los gases son incoloros y transparentes, son invisibles.

La presencia de aire se puede sentir al pararse en la ventana abierta de un tren en movimiento. Su presencia en el espacio circundante se puede sentir si se produce una corriente de aire en la habitación, y también se puede probar mediante experimentos sencillos.

Si pone el vaso boca abajo e intenta meterlo en agua, el agua no entrará en el vaso, ya que está lleno de aire. Ahora bajemos el embudo al agua, que se conecta con una manguera de goma a un tubo de vidrio (Fig. 15). El aire del embudo comenzará a escapar a través de este tubo.

Estos y muchos otros ejemplos y experimentos confirman que hay aire en el espacio circundante.

Los gases, a diferencia de los líquidos, cambian fácilmente de volumen. Cuando apretamos una pelota de tenis, cambiamos el volumen de aire que llena la pelota. Un gas colocado en un recipiente cerrado ocupa su totalidad. No puede llenar la mitad de la botella con gas como puede hacerlo con líquido.

Los gases no tienen forma propia ni volumen constante. Toman la forma de un recipiente y llenan completamente el volumen que se les proporciona.

1. ¿Qué tres estados de la materia conoces? 2. Enumere las propiedades de los sólidos. 3. Nombra las propiedades de los líquidos. 4. ¿Qué propiedades tienen los gases?

De vuelta atras

¡Atención! Avance Las diapositivas se utilizan únicamente con fines informativos y pueden no dar una idea de todas las posibilidades de la presentación. Si usted está interesado en este trabajo descargue la versión completa.

De vuelta atras

De vuelta atras

La edad: Grado 3.

Tema: Cuerpos, sustancias, partículas.

Tipo de lección: aprender nuevo material.

Duración de la lección: 45 minutos.

Objetivos de la lección: formar el concepto de cuerpo, sustancia, partícula, enseñar a distinguir sustancias según sus signos y propiedades.

Tareas:

• Familiarizar a los niños con los conceptos de cuerpo, sustancia, partícula.
• Enseñar a distinguir sustancias en diferentes estados de agregación.
• Desarrolla la memoria, el pensamiento.
• Mejorar las habilidades de autoestima y autocontrol.
• Mejore la comodidad psicológica de la lección, alivie la tensión muscular ( pausas dinámicas, cambio de actividad).
• Dar forma relaciones amistosas en un colectivo.
• Cultiva el interés en el mundo que te rodea.

Equipo:

1. Presentación multimedia interactiva (Anexo 1)... Control de presentación Apéndice 2.

2. Dibujos (sustancias sólidas, líquidas, gaseosas).

3. Una regla de metal, una pelota de goma, un cubo de madera (en la casa del maestro).

4. Para el experimento: un vaso, una cucharadita, un terrón de azúcar; agua hervida(en las mesas para niños).

Durante las clases

I. Momento organizacional.

La maestra saluda a los niños, verifica la preparación para la lección, dirigiéndose a los estudiantes: “Hoy ustedes estarán haciendo todas las tareas en grupos. Repasemos las reglas para trabajar en grupo ”(diapositiva número 2).

1. Tratar con los camaradas - "cortesía";
2. La opinión de los demás es “aprende a escuchar, prueba tu punto de vista”;
3. Trabajar con fuentes de información (diccionario, libro): resalte lo principal.

II. Aprendiendo material nuevo.

Puesta en escena objetivo de aprendizaje: hoy comenzamos a estudiar el tema “Este naturaleza maravillosa”- hagamos un recorrido virtual (diapositiva No. 3). En el tobogán: una gota de agua, azucarero (recipiente de almacenamiento), martillo, ola (agua), arcilla, metal.

El profesor hace la pregunta: "¿Todas las palabras permitieron representar con precisión el tema?"

Aquellas palabras que ayudan a representar con precisión un objeto, es decir, tienen contornos, formas, se llaman cuerpos. De qué están hechos estos objetos se llaman sustancias.

Trabajando con una fuente de información (diccionario de S.I. Ozhegov):

Escribe la definición en un cuaderno: “Los objetos que nos rodean se llaman cuerpos”(Diapositiva No. 4).

Diapositiva número 5. El profesor pide a los alumnos que comparen las imágenes de la diapositiva: una pelota de goma, un sobre, un cubo de madera.

Tarea 1: encuentra puntos en común. Todos los cuerpos son de tamaño, forma, etc.

Tarea 2: Determinar las principales características de los cuerpos. Respuesta en la diapositiva 6: botón de control "respuesta 2".

Diapositiva número 6. Imágenes: disparadores. La pelota es redonda, de goma, brillante. Sobre - rectangular, papel, blanco. El cubo es de madera, grande, beige.

Junto con los chicos, concluimos “Cada cuerpo tiene un tamaño, forma, color”. Lo escribimos en un cuaderno.

Diapositiva número 7. ¿Qué es la naturaleza? Elija la respuesta correcta entre tres opciones:

Diapositiva número 8: trabaja con tarjetas. Los estudiantes tienen tarjetas con cuerpos (objetos) en sus mesas. Invitaremos a los estudiantes a dividir las tarjetas en dos grupos: mesa, sol, árbol, lápiz, nube, piedra, libros, silla. Anotemos las respuestas en un cuaderno. Se pide a los alumnos que lean los nombres de los cuerpos, este será el grupo 1. ¿Sobre qué base pusieron palabras en este grupo? Hacemos lo mismo con el segundo grupo.

Respuesta correcta:

Sacamos una conclusión. Cómo dividimos las palabras (¿en base a qué principio?): Hay cuerpos que son creados por la naturaleza y están aquellos que son creados por manos humanas.

Distinguimos el bloque en un cuaderno (Figura 1).

Diapositiva número 9. Recepción "Cinta interactiva". La diapositiva muestra cuerpos naturales y artificiales. Usando el botón de desplazamiento, que es al mismo tiempo un disparador, visualizamos cuerpos naturales y artificiales (cada vez que presionamos el botón cambia las imágenes agrupadas).

Consolidamos los conocimientos adquiridos con la ayuda del juego del semáforo (diapositivas 10-12). El juego consiste en encontrar la respuesta correcta.

Diapositiva 10. Tarea: encontrar cuerpos naturales. Solo los cuerpos naturales deben seleccionarse de los cuerpos propuestos en la diapositiva. La imagen es un disparador: cuando se presiona, aparece un semáforo (rojo o verde). Los archivos de sonido ayudan a los estudiantes a asegurarse de que hayan elegido la respuesta correcta.

Maestro: Recordemos lo que dijimos al principio, nos resultó difícil determinar con precisión si el metal, el agua o la arcilla son cuerpos y llegamos a la conclusión de que no tienen contornos, formas precisas y, por lo tanto, no son cuerpos. A estas palabras las llamamos sustancias. Todos los cuerpos están hechos de sustancias. Escribimos la definición en un cuaderno.

Diapositiva 13. En esta diapositiva, considere dos ejemplos.

Ejemplo 1: las tijeras son un cuerpo, de lo que están hechas es de una sustancia (hierro).

Ejemplo 2: las gotas de agua son cuerpos, la sustancia de la que se componen las gotas es agua.

Diapositiva número 14. Considere los cuerpos, que se componen de varias sustancias. Por ejemplo, un lápiz y una lupa. En la diapositiva, miramos por separado las sustancias que componen el lápiz. Para la demostración, presione los botones de control: "grafito", "goma", "madera". Para eliminar información innecesaria, haga clic en la cruz.

Consideremos de qué sustancias se compone la lupa. Presionamos los gatillos "vidrio", "madera", "metal".

Diapositiva número 15. Para la consolidación, considere dos ejemplos más. ¿De qué está hecho un martillo? El martillo consta de hierro y madera (mango). ¿De que están hechos los cuchillos? Los cuchillos están compuestos de sustancias de hierro y madera.

Diapositiva número 16. Considere dos objetos que constan de varias sustancias. Picadora de carne: fabricada en hierro y madera. Trineo: fabricado en hierro y madera.

Diapositiva 17. Sacamos una conclusión: los cuerpos pueden constar de una sustancia o de varias.

Diapositivas 18, 19, 20. Recepción "Cinta interactiva". Demostrar a los estudiantes. Una sustancia puede formar parte de varios órganos.

Diapositiva 18. Las sustancias están compuestas total o parcialmente de vidrio.

Diapositiva 19. Las sustancias están compuestas total o parcialmente de metal.

Diapositiva 20. Las sustancias están compuestas total o parcialmente por plásticos.

Diapositiva 21. El maestro hace la pregunta "¿Son todas las sustancias iguales?"

En la diapositiva, presione el botón de control "Inicio". Nota en un cuaderno: todas las sustancias están compuestas por las partículas invisibles más pequeñas. Introducimos la clasificación de sustancias según el estado de agregación: líquido, sólido, gaseoso. Se utilizan disparadores (flechas) en la diapositiva. Al hacer clic en la flecha, puede ver una imagen con partículas en un estado de agregación determinado. Presionando la flecha nuevamente, los objetos desaparecerán.

Diapositiva 22. Parte experimental. Es necesario demostrar que las partículas son diminutas, invisibles a la vista, pero que conservan las propiedades de una sustancia.

Hagamos un experimento. En las mesas de los alumnos hay bandejas con un juego de los más sencillos equipos de laboratorio: un vaso, una cuchara para revolver, una servilleta, un terrón de azúcar.

Sumerja un terrón de azúcar en un vaso, revuelva hasta que esté completamente disuelto. ¿Qué estamos viendo? La solución se ha vuelto homogénea, ya no vemos un trozo de azúcar en un vaso de agua. Demuestra que todavía queda azúcar en el vaso. ¿Cómo? Probar. Azúcar: sustancia blanco, sabor dulce. Conclusión: después de disolverse, el azúcar no dejó de ser azúcar, porque se mantuvo dulce. Esto significa que el azúcar se compone de las partículas más pequeñas que son invisibles al ojo (moléculas).

Diapositiva 23. Considere la disposición de las partículas en sustancias con un estado sólido de agregación. Demostramos la disposición de partículas y materia (ejemplos) usando la técnica de "cinta interactiva" - el botón de desplazamiento le permite mostrar las imágenes el número requerido de veces. Escribimos la conclusión en un cuaderno: en los sólidos, las partículas están ubicadas cerca unas de otras.

Diapositiva 24. Disposición de partículas en sustancias líquidas. En las sustancias líquidas, las partículas se encuentran a cierta distancia unas de otras.

Diapositiva número 25. Disposición de partículas en sustancias gaseosas: las partículas se encuentran alejadas unas de otras, la distancia entre ellas es mucho mayor que el tamaño de las partículas en sí.

Diapositiva 31. Es hora de hacer un balance. Junto con el maestro, recuerdan lo que aprendieron en la lección. El maestro hace preguntas:

1. Todo lo que nos rodea se llama ... cuerpos
2. Los cuerpos son natural y artificial.
3. Escriba el esquema en un cuaderno. Maestro: considere el diagrama. Los cuerpos son naturales y artificiales, las sustancias pueden ser sólidas, líquidas, gaseosas. Las sustancias están formadas por partículas. La partícula conserva las propiedades de la sustancia (recuerde que el azúcar permanece dulce cuando se disuelve). Los disparadores se utilizan en la diapositiva. Haga clic en la figura "Cuerpos", aparecerán flechas, luego figuras con las palabras "Artificial" y "Natural". Al hacer clic en la figura "sustancia", aparecen tres flechas (líquido, sólido, gaseoso).

Diapositiva número 30. Complete la tabla. Lea atentamente las instrucciones.

(Marque con " + ”En la columna correspondiente, cuáles de las sustancias enumeradas son sólidas, líquidas, gaseosas).

Sustancia	Sólido	Líquido	Gaseoso
Sal
Gas natural
Azúcar
Agua
Aluminio
Alcohol
Planchar
Dióxido de carbono

Verificar el avance del trabajo (diapositiva 30). A su vez, los niños nombran la sustancia y explican a qué grupo se asignó.

Resumen de la lección

1) Resumiendo

Trabajasteis juntos.

Averigüemos qué grupo estuvo más atento en la lección. El docente hace la pregunta: "Qué se llaman cuerpos, qué caracteriza al cuerpo, da un ejemplo". Los estudiantes responden. Todo lo que nos rodea se llama cuerpos. Cuáles son las sustancias según el estado de agregación: líquidas, sólidas, gaseosas. ¿De qué están hechas las sustancias? Dé ejemplos de cómo las partículas retienen las propiedades de las sustancias. Por ejemplo, si salamos la sopa, ¿cómo sabemos que se conservan las propiedades de la sustancia? Probar. Complete el diagrama (Figura 2)

Discusión: con qué están de acuerdo, con qué no están de acuerdo.

¿Qué has aprendido de nuevo? Informe de los niños. ( Todos los objetos que nos rodean se llaman cuerpos. Los cuerpos están hechos de sustancias. Sustancias - de partículas).

Tarea

El maestro informa a los niños tarea(Opcional):

• resolver una pequeña prueba (Apéndice 5).
• prueba interactiva (Apéndice 3).
• ver una presentación sobre el agua (Apéndice 7)... En la presentación, puede familiarizarse con seis hechos conocidos sobre el agua. Piensen chicos, ¿por qué necesitan conocer mejor esta sustancia? Respuesta: la sustancia más abundante de la Tierra. Y qué otra sustancia te gustaría invitarte (creación de excursiones virtuales).
• estudiar un libro de texto electrónico (Apéndice 4).

Nota: el profesor puede utilizar las diapositivas adicionales número 32, 33, 36.

Diapositiva número 32. Tarea: compruébelo usted mismo. Encuentra productos (prueba interactiva).

Diapositiva número 33. Tarea: compruébelo usted mismo. Encuentra los cuerpos de naturaleza animada e inanimada (prueba interactiva).

Diapositiva número 36. Tarea: dividir los cuerpos en cuerpos de naturaleza animada e inanimada (prueba interactiva).

Literatura.

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Estado gaseoso de la materia

Los polímeros son de origen natural (tejidos vegetales y animales) y artificial (plásticos, celulosa, fibra de vidrio, etc.).

Al igual que en el caso de las moléculas ordinarias, un sistema de macromoléculas. la formación de un polímero tiende al estado más probable: un equilibrio estable correspondiente al mínimo de energía libre. Por lo tanto, en principio, los polímeros también deberían tener una estructura de red cristalina. Sin embargo, debido al volumen y complejidad de las macromoléculas, solo en unos pocos casos fue posible obtener cristales macromoleculares perfectos. En la mayoría de los casos, los polímeros se componen de regiones cristalinas y amorfas.

Estado liquido se caracteriza por el hecho de que la energía potencial de atracción de las moléculas es algo mayor en valor absoluto su energía cinética. Las fuerzas de atracción entre moléculas en un líquido aseguran la retención de moléculas en el volumen del líquido. Al mismo tiempo, las moléculas en un líquido no están conectadas entre sí por enlaces estables estacionarios, como en los cristales. Llenan densamente el espacio ocupado por el líquido, por lo que los líquidos son prácticamente incompresibles y tienen suficiente alta densidad... Los grupos de moléculas pueden cambiar su posición relativa, lo que asegura la fluidez de los líquidos. La propiedad de un fluido para resistir el flujo se llama viscosidad. Los líquidos se caracterizan por la difusión y el movimiento browniano, sin embargo, de manera significativa en menor grado que los gases.

El volumen ocupado por el líquido está limitado por la superficie. Dado que una bola tiene una superficie mínima para un volumen dado, el líquido en estado libre (por ejemplo, en gravedad cero) toma la forma de una bola.

Los líquidos tienen una determinada estructura, que, sin embargo, es mucho menos pronunciada que la de los sólidos. La propiedad más importante de los líquidos es la isotropía de propiedades. Aún no se ha creado un modelo de fluido ideal simple.

Existe un estado intermedio entre líquidos y cristales llamado cristal líquido. Una característica de los cristales líquidos desde un punto de vista molecular es la forma alargada y fusiforme de sus moléculas, lo que conduce a la anisotropía de sus propiedades.

Hay dos tipos de cristales líquidos: nemáticos y esmecticos. Los esmecticos se caracterizan por la presencia de capas paralelas de moléculas que se diferencian entre sí en el orden de la estructura. En nemática, el orden lo proporciona la orientación de las moléculas. La anisotropía de las propiedades de los cristales líquidos determina sus importantes propiedades ópticas. Los cristales líquidos pueden, por ejemplo, ser transparentes en una dirección y opacos en la otra. Es importante que la orientación de las moléculas de cristal líquido y sus capas se puedan controlar fácilmente utilizando Influencias externas(por ejemplo, temperatura, campos eléctricos y magnéticos).

Estado gaseoso de la materia ocurre cuando

energía cinética moción termal moléculas excede la energía potencial de su enlace. En este caso, las moléculas tienden a alejarse unas de otras. El gas no tiene estructura, ocupa todo el volumen que se le proporciona, es fácilmente comprimible; la difusión se produce fácilmente en los gases.

Las propiedades de las sustancias en estado gaseoso se explican mediante la teoría cinética de los gases. Sus principales postulados son los siguientes:

Todos los gases están formados por moléculas;

Los tamaños de las moléculas son insignificantes en comparación con las distancias entre ellas;

Las moléculas están constantemente en un estado de movimiento caótico (browniano);

Entre colisiones, las moléculas retienen velocidad constante movimiento; trayectorias entre colisiones - segmentos de línea recta;

Las colisiones entre moléculas y moléculas con las paredes del vaso son perfectamente elásticas, es decir, la energía cinética total de las moléculas en colisión permanece sin cambios.

Considere un modelo simplificado de un gas que obedece a los postulados anteriores. Este gas se llama gas ideal. Supongamos que un gas ideal contiene N moléculas idénticas, cada una de las cuales tiene una masa metro, está en un recipiente en forma de cubo con una longitud de borde l(figura 5.14). Las moléculas se mueven caóticamente; velocidad media de su movimiento<v>. Para simplificar, dividimos todas las moléculas en tres grupos iguales y suponemos que se mueven solo en direcciones perpendiculares a dos paredes opuestas del recipiente (figura 5.15).

Arroz. 5.14.

Cada una de las moléculas de gas se mueve a una velocidad<v> en caso de colisión absolutamente elástica con la pared del recipiente, invertirá la dirección del movimiento sin cambiar la velocidad. Impulso molecular<R> = metro<v> se vuelve igual en este caso - metro<v>. El cambio de impulso en cada colisión es obviamente igual. La fuerza que actúa durante esta colisión es F= -2metro<v>/Δ t... El cambio completo en el impulso al chocar con las paredes de todos norte/ 3 moléculas es igual a ... Definamos el intervalo de tiempo Δ t, durante el cual ocurrirán todas las N / 3 colisiones: D t = 2 //< v >... Entonces el valor promedio de la fuerza que actúa sobre cualquier pared es

Presión R gas en la pared se define como la relación de fuerza<F> al área de la pared l 2:

dónde V = l 3 - el volumen del recipiente.

Por tanto, la presión de un gas es inversamente proporcional a su volumen (recordemos que esta ley fue establecida empíricamente por Boyle y Marriott).

Reescribimos la expresión (5.4) como

Aquí está la energía cinética promedio de las moléculas de gas. es proporcional temperatura absoluta T:

dónde k Es la constante de Boltzmann.

Sustituyendo (5.6) en (5.5), obtenemos

Es conveniente cambiar de la cantidad de moléculas norte a la cantidad de lunares norte gas, recordamos que ( norte A es el número de Avogadro), y luego

dónde R = kN A - es la constante universal de los gases.

La expresión (5.8) es la ecuación de estado de un gas ideal clásico para n moles. Esta ecuación, escrita para una masa arbitraria metro gas

dónde METRO - masa molar el gas se denomina ecuación de Clapeyron-Mendeleev (véase (5.3)).

Los gases reales obedecen a esta ecuación de forma limitada. La cuestión es que las ecuaciones (5.8) y (5.9) no tienen en cuenta la interacción intermolecular en gases reales: las fuerzas de van der Waals.

Transiciones de fase... Una sustancia, dependiendo de las condiciones en las que se encuentre, puede cambiar su estado de agregación o, como dicen, pasar de una fase a otra. Esta transición se llama transición de fase.

Como se indicó anteriormente, el factor mas importante determinar el estado de una sustancia es su temperatura T Caracterizar la energía cinética promedio del movimiento térmico de moléculas y presión. R... Por lo tanto, los estados de la materia y las transiciones de fase se analizan de acuerdo con el diagrama de estados, donde los valores se grafican a lo largo de los ejes. T y R, y cada punto en el plano de coordenadas determina el estado de la sustancia dada correspondiente a estos parámetros. Analicemos un diagrama típico (Fig. 5.16). Curvas OA, AB, Alaska estados separados de la materia. Con suficiente temperaturas bajas casi todas las sustancias se encuentran en estado sólido cristalino.

En el diagrama se destacan dos puntos característicos: A y PARA... Punto A llamado punto triple; a la temperatura adecuada ( T t) y presión ( R r) gas, líquido y sólido están en equilibrio al mismo tiempo.

Punto PARA indica una condición crítica. En este punto (en T cr y R cr) la diferencia entre líquido y gas desaparece, es decir los últimos tienen el mismo propiedades físicas.

Curva OA es la curva de sublimación (sublimación); a la presión y temperatura adecuadas, se produce una transición de gas a sólido (sólido a gas), sin pasar por el estado líquido.

Bajo presión R T< R < R cr la transición de un estado gaseoso a un estado sólido (y viceversa) sólo puede ocurrir a través de la fase líquida.

Curva Alaska corresponde a la evaporación (condensación). A la presión y temperatura adecuadas, tiene lugar la transición líquido-gas (y viceversa).

Curva AB es la curva de la transición "líquido - sólido" (fusión y cristalización). Esta curva no tiene fin, ya que el estado líquido siempre difiere en la estructura del estado cristalino.

A modo de ilustración, presentamos la forma de las superficies de los estados de la materia en variables p, v, t(Figura 5.17), donde V- el volumen de la sustancia

Las letras G, Zh, T designan áreas de superficies, cuyos puntos corresponden a un estado gaseoso, líquido o sólido, y las áreas superficies T-G, Zh-T, T-Zh - a estados de dos fases. Obviamente, si proyecta las líneas divisorias entre fases en Plano coordinado RT, obtenemos un diagrama de fase (ver Fig. 5.16).

Líquido cuántico - helio... A temperaturas ordinarias en cuerpos macroscópicos, debido al pronunciado movimiento térmico caótico, los efectos cuánticos son imperceptibles. Sin embargo, con la disminución de la temperatura, estos efectos pueden pasar a primer plano y aparecer macroscópicamente. Entonces, por ejemplo, los cristales se caracterizan por la presencia de vibraciones térmicas de iones ubicados en los sitios de la red cristalina. Con la temperatura decreciente, la amplitud de las oscilaciones disminuye, sin embargo, incluso cuando se acerca al cero absoluto, las oscilaciones, contrariamente a los conceptos clásicos, no se detienen.

Una explicación de este efecto se deriva de la relación de incertidumbre. Una disminución en la amplitud de vibración significa una disminución en la región de localización de la partícula, es decir, la incertidumbre de sus coordenadas. De acuerdo con la relación de incertidumbre, esto conduce a un aumento de la incertidumbre del impulso. Por tanto, "detener" una partícula está prohibido por las leyes de la mecánica cuántica.

Este efecto puramente cuántico se manifiesta en la existencia de una sustancia que permanece en estado liquido incluso a temperaturas cercanas al cero absoluto. Tal líquido "cuántico" es el helio. La energía de las vibraciones de punto cero resulta ser suficiente para destruir la red cristalina. Sin embargo, a una presión de aproximadamente 2,5 MPa, el helio líquido todavía cristaliza.

Plasma. La transferencia de energía significativa a los átomos (moléculas) del gas desde el exterior conduce a la ionización, es decir, a la desintegración de los átomos en iones y electrones libres. Este estado de la materia se llama plasma.

La ionización ocurre, por ejemplo, cuando un gas se calienta fuertemente, lo que conduce a un aumento significativo de la energía cinética de los átomos, cuando descarga eléctrica en gas (ionización por impacto por partículas cargadas), cuando el gas se expone a radiación electromagnética (autoionización). El plasma producido a temperaturas ultra altas se denomina plasma de alta temperatura.

Dado que los iones y electrones en el plasma transportan sin compensación cargas eléctricas, su Influencia mutua esencial. Entre las partículas de plasma cargadas no hay un par (como en un gas), sino una interacción colectiva. Debido a esto, el plasma se comporta como una especie medio elástico, en el que varias vibraciones y ondas se excitan y propagan fácilmente

El plasma interactúa activamente con campos eléctricos y magnéticos. El plasma es el estado de la materia más común en el universo. Las estrellas están hechas de plasma de alta temperatura, las nebulosas frías están hechas de baja temperatura. En la ionosfera de la Tierra se encuentra plasma de baja temperatura débilmente ionizado.

Literatura para el capítulo 5

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13. Smorodinsky Ya. A. Partículas elementales. - M.: Conocimiento, 1968.

Hasta la fecha, se sabe que existen más de 3 millones. varias sustancias... Y esta cifra aumenta cada año, ya que los químicos sintéticos y otros científicos realizan experimentos constantemente para obtener nuevos compuestos con propiedades útiles.

Algunas de las sustancias son habitantes naturales que forman naturalmente... La otra mitad son artificiales y sintéticos. Sin embargo, en el primer y segundo caso, una parte significativa está constituida por sustancias gaseosas, ejemplos y características de las que consideraremos en este artículo.

Estado de agregación de sustancias

Desde el siglo XVII, se ha asumido que todos los compuestos conocidos son capaces de existir en tres estados de agregación: sustancias sólidas, líquidas y gaseosas. Sin embargo, una cuidadosa investigación de las últimas décadas en el campo de la astronomía, la física, la química, biología espacial y otras ciencias han demostrado que existe otra forma. Esto es plasma.

¿A qué se parece? Esto es parcial o completamente, y resulta que existe una abrumadora mayoría de estas sustancias en el Universo. Entonces, es en el estado del plasma que:

• materia interestelar;
• materia cósmica;
• capas más altas de la atmósfera;
• nebulosa;
• la composición de muchos planetas;
• estrellas.

Por eso, hoy dicen que existen sustancias sólidas, líquidas, gaseosas y plasma. Por cierto, cada gas puede transferirse artificialmente a tal estado sometiéndolo a ionización, es decir, haciéndolo convertirse en iones.

Sustancias gaseosas: ejemplos

Hay muchos ejemplos de las sustancias que se están considerando. Después de todo, los gases se conocen desde el siglo XVII, cuando van Helmont, un naturalista, recibió por primera vez dióxido de carbono y comenzó a investigar sus propiedades. Por cierto, también le dio el nombre a este grupo de compuestos, ya que, en su opinión, los gases son algo desordenado, caótico, asociado a los espíritus y algo invisible, pero tangible. Este nombre también se ha arraigado en Rusia.

Puede clasificar todas las sustancias gaseosas, luego será más fácil dar ejemplos. Después de todo, es difícil cubrir toda la diversidad.

La composición se distingue:

• sencillo,
• moléculas complejas.

El primer grupo incluye aquellos que constan de los mismos átomos en cualquier número. Ejemplo: oxígeno - O 2, ozono - O 3, hidrógeno - H 2, cloro - CL 2, flúor - F 2, nitrógeno - N 2 y otros.

• sulfuro de hidrógeno - H2S;
• cloruro de hidrógeno - HCL;
• metano - CH 4;
• dióxido de azufre - SO 2;
• gas marrón - NO 2;
• freón - CF 2 CL 2;
• amoniaco - NH 3 y otros.

Clasificación por naturaleza de sustancias.

También puede clasificar los tipos de sustancias gaseosas según su pertenencia al mundo orgánico e inorgánico. Es decir, por la naturaleza de los átomos constituyentes. Los gases orgánicos son:

• los primeros cinco representantes (metano, etano, propano, butano, pentano). Fórmula general C n H 2n + 2;
• etileno - C _ {2} H _ {4};
• acetileno o etino - C _ {2} H _ {2};
• metilamina - CH 3 NH 2 y otros.

Otra clasificación que se puede aplicar a los compuestos en cuestión es la fisión basada en las partículas constituyentes. No todas las sustancias gaseosas están formadas por átomos. Ejemplos de estructuras en las que están presentes iones, moléculas, fotones, electrones, Partículas brownianas, plasma, también se refieren a compuestos en este estado de agregación.

Propiedades del gas

Las características de las sustancias en el estado considerado difieren de las de los compuestos sólidos o líquidos. Es que las propiedades de las sustancias gaseosas son especiales. Sus partículas se mueven fácil y rápidamente, la sustancia en su conjunto es isotrópica, es decir, las propiedades no están determinadas por la dirección de movimiento de las estructuras incluidas en la composición.

Es posible designar las propiedades físicas más importantes de las sustancias gaseosas, que las distinguirán de todas las demás formas de existencia de la materia.

1. Estas son conexiones que no se pueden ver ni controlar, sentir de la manera humana ordinaria. Para comprender las propiedades e identificar un gas en particular, se basan en cuatro parámetros que los describen todos: presión, temperatura, cantidad de sustancia (mol), volumen.
2. A diferencia de los líquidos, los gases pueden ocupar todo el espacio sin dejar residuos, estando limitados únicamente por el tamaño del recipiente o habitación.
3. Todos los gases se mezclan fácilmente entre sí, mientras que estos compuestos no tienen interfaz.
4. Hay representantes más livianos y más pesados, por lo tanto, bajo la influencia de la gravedad y el tiempo, es posible ver su separación.
5. La difusión es uno de propiedades esenciales estos compuestos. La capacidad de penetrar en otras sustancias y saturarlas desde el interior, mientras realiza movimientos completamente desordenados dentro de su estructura.
6. Gases reales electricidad no pueden conducir, sin embargo, si hablamos de sustancias ionizadas y enrarecidas, entonces la conductividad aumenta drásticamente.
7. La capacidad calorífica y la conductividad térmica de los gases es baja y fluctúa en diferentes especies.
8. La viscosidad aumenta al aumentar la presión y la temperatura.
9. Hay dos opciones para la transición entre fases: evaporación: el líquido se convierte en vapor, sublimación: un líquido sólido que pasa por alto se vuelve gaseoso.

Una característica distintiva de los vapores de los gases verdaderos es que el primero en ciertas condiciones pueden pasar a una fase líquida o sólida, pero estas últimas no. También debe tenerse en cuenta la capacidad de los compuestos en cuestión para resistir la deformación y ser fluidos.

Tales propiedades de las sustancias gaseosas hacen posible su uso generalizado en la mayoría de los casos. Diferentes areas ciencia y tecnología, industria y economía nacional... Además, las características específicas son estrictamente individuales para cada representante. Hemos considerado solo las características comunes a todas las estructuras reales.

Compresibilidad

A diferentes temperaturas, así como bajo la influencia de la presión, los gases pueden comprimirse, aumentando su concentración y reduciendo el volumen ocupado. A temperaturas elevadas, se expanden, a bajas temperaturas, se contraen.

Los cambios también ocurren bajo presión. La densidad de las sustancias gaseosas aumenta y, al llegar a un punto crítico, diferente para cada representante, puede ocurrir una transición a otro estado de agregación.

Principales científicos que contribuyen al desarrollo de la ciencia del gas

Hay mucha gente así, porque el estudio de los gases es un proceso laborioso e históricamente largo. Detengámonos al máximo personalidades famosas quien se las arregló para hacer más descubrimientos importantes.

1. en 1811 hizo un descubrimiento. No importa qué tipo de gases, lo principal es que en las mismas condiciones están contenidos en un volumen de la misma cantidad según el número de moléculas. Hay un valor calculado que lleva el nombre del apellido del científico. Es igual a 6.03 * 10 23 moléculas por 1 mol de cualquier gas.
2. Fermi: creó la teoría de un gas cuántico ideal.
3. Gay-Lussac, Boyle-Marriott: los nombres de los científicos que crearon las ecuaciones cinéticas básicas para los cálculos.
4. Robert Boyle.
5. John Dalton.
6. Jacques Charles y muchos otros científicos.

La estructura de las sustancias gaseosas.

Lo mas caracteristica principal en la construcción de la red cristalina de las sustancias consideradas, es el hecho de que en sus nodos hay átomos o moléculas que están conectados entre sí por enlaces covalentes débiles. También hay fuerzas de van der Waals cuando Viene sobre iones, electrones y otros sistemas cuánticos.

Por tanto, los principales tipos de estructura de las redes de gas son:

• atómico;
• molecular.

Las conexiones internas se rompen fácilmente, por lo que estas conexiones no tienen una forma constante, sino que llenan todo el volumen espacial. Esto también explica la falta de conductividad eléctrica y la mala conductividad térmica. Pero el aislamiento térmico de los gases es bueno, porque, gracias a la difusión, son capaces de penetrar en los sólidos y ocupar espacios libres de racimo en su interior. Al mismo tiempo, no se permite el paso de aire, se retiene el calor. Esta es la base para el uso de gases y sólidos en conjunto para fines de construcción.

Sustancias simples entre gases

Qué gases pertenecen a esta categoría en términos de estructura y estructura, ya lo hemos discutido anteriormente. Estos son los que están formados por los mismos átomos. Hay muchos ejemplos, porque una parte significativa de los no metales de todos los sistema periódico en condiciones normales, existe en este estado de agregación. Por ejemplo:

• fósforo blanco - uno de este elemento;
• nitrógeno;
• oxígeno;
• flúor;
• cloro;
• helio;
• neón;
• argón;
• criptón;
• xenón.

Las moléculas de estos gases pueden ser monoatómicas (gases nobles) o poliatómicas (ozono - O 3). El tipo de enlace es covalente no polar, en la mayoría de los casos bastante débil, pero no en todos. Celda de cristal tipo molecular, lo que permite que estas sustancias pasen fácilmente de un estado de agregación a otro. Entonces, por ejemplo, el yodo en condiciones normales son cristales de color púrpura oscuro con un brillo metálico. Sin embargo, cuando se calientan, se subliman en nubes de gas púrpura brillante - I 2.

Por cierto, cualquier sustancia, incluidos los metales, en determinadas condiciones puede existir en estado gaseoso.

Compuestos complejos de naturaleza gaseosa

Estos gases son, por supuesto, la mayoría. Varias combinaciones de átomos en moléculas, unidos por enlaces covalentes e interacciones de van der Waals, permiten que se formen cientos de representantes diferentes del estado agregado considerado.

Ejemplos a saber sustancias complejas entre los gases puede haber todos los compuestos que constan de dos o más elementos diferentes. Éstos incluyen:

• propano;
• butano;
• acetileno;
• amoníaco;
• silano;
• fosfina;
• metano;
• disulfuro de carbono;
• dióxido de azufre;
• gas marrón;
• freón
• etileno y otros.

Rejilla cristalina de tipo molecular. Muchos de ellos se disuelven fácilmente en agua, formando los ácidos correspondientes. La mayoría de estos compuestos son una parte importante de las síntesis químicas que se llevan a cabo en la industria.

Metano y sus homólogos

Algunas veces concepto general"gas" significa un mineral natural que es una mezcla de productos gaseosos predominantemente de naturaleza orgánica. Es él quien contiene sustancias tales como:

• metano;
• etano;
• propano;
• butano;
• etileno;
• acetileno;
• pentano y algunos otros.

En la industria, son muy importantes, porque es la mezcla de propano-butano que es el gas doméstico que la gente usa para cocinar los alimentos, que se usa como fuente de energía y calor.

Muchos de ellos se utilizan para la síntesis de alcoholes, aldehídos, ácidos y otros. materia orgánica... Consumo anual gas natural se calcula en billones de metros cúbicos, y esto está bastante justificado.

Oxígeno y dióxido de carbono.

¿Qué sustancias gaseosas se pueden llamar las más difundidas y conocidas incluso entre los alumnos de primer grado? La respuesta es obvia: oxígeno y dióxido de carbono. Después de todo, son los participantes directos en el intercambio de gases que ocurre en todos los seres vivos del planeta.

Se sabe que es gracias al oxígeno que la vida es posible, ya que solo algunas especies pueden existir sin él. bacteria anaerobica... Y dióxido de carbono - producto requerido"alimento" para todas las plantas que lo absorben para llevar a cabo el proceso de fotosíntesis.

Desde un punto de vista químico, tanto el oxígeno como el dióxido de carbono son sustancias importantes para llevar a cabo la síntesis de compuestos. El primero es un agente oxidante fuerte, el segundo es más a menudo un agente reductor.

Halógenos

Este es un grupo de compuestos en los que los átomos son partículas. sustancia gaseosa, conectados en pares entre sí debido a un enlace no polar covalente. Sin embargo, no todos los halógenos son gases. El bromo es un líquido en condiciones normales y el yodo es un sólido que se sublima fácilmente. El flúor y el cloro son sustancias venenosas peligrosas para la salud de los seres vivos, que son los agentes oxidantes más fuertes y se utilizan ampliamente en síntesis.

El mundo que nos rodea es una variedad de objetos y formas. Pero toda la diversidad de nuestro mundo se puede dividir condicionalmente en tres grupos: cuerpos, sustancias y partículas. Cómo distinguirlos y qué caracteriza a cada uno de estos conceptos se discutirá en la lección del mundo circundante en el tercer grado.

Cuerpo

Desde el punto de vista de la ciencia, cualquier objeto es un cuerpo. Todo lo que te rodea, en casa, en el aula, en la calle, son cuerpos. Por ejemplo, una taza, una mesa, un teléfono, una piedra, una silla, una pelota.

Por origen, el cuerpo puede ser:

• natural- creado por la naturaleza;
• artificial- creado por el hombre;
• viva;
• inanimado.

Arroz. 1. Variedad de órganos

El cuerpo se caracteriza por:

• Talla;
• formulario;
• color
• masa;
• temperatura.

Al dividirse, cualquier cuerpo se convierte en un nuevo objeto. Por ejemplo, un bolígrafo es un cuerpo, pero si lo desarmas, obtienes algunos detalles.

Sustancias

La sustancia es de lo que está hecho el cuerpo. Un artículo puede estar compuesto por varias sustancias. Por ejemplo, una jarra está hecha de arcilla, una bufanda está tejida de lana, una cuchara está hecha de metal.

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Arroz. 2. Sustancias

Las sustancias son de tres estados:

• sólido- aquellos que se pueden tocar;
• líquido- por ejemplo, agua;
• gaseoso- aire.

Uno de propiedades asombrosas algunos cuerpos: esta es la capacidad de pasar de un estado a otro bajo la influencia de ciertos factores. Por ejemplo, el agua a temperaturas bajo cero toma la forma sólida de hielo y, a 100 grados Celsius, comienza a hervir y se convierte en una forma gaseosa: vapor.

A diferencia de un cuerpo, las sustancias no cambian durante la fisión. Si el terrón de azúcar se divide en varias partes más, cada una de ellas seguirá siendo azúcar. O vierta agua en tazas, seguirá siendo agua y no se convertirá en una sustancia nueva.

Partículas

Las sustancias se componen de unidades aún más pequeñas. Son tan pequeños que no se pueden ver sin un microscopio. Se llaman partículas.

Las partículas retienen las propiedades de la sustancia. Como experimento, puedes remover un terrón de azúcar en agua. A partir de esto, el líquido se volverá dulce, pero no veremos la sustancia, ya que las partículas de azúcar se han mezclado con las partículas de agua.

Hay espacio libre entre las partículas. El estado de la materia dependerá de qué tan apretados estén los elementos en ella. En los sólidos, casi no hay espacios entre las partículas, en los líquidos hay una cierta distancia entre los elementos, y en las sustancias gaseosas, las partículas se mueven libremente, ya que hay una gran distancia entre ellas.

Arroz. 3. Partículas en diferentes cuerpos

¿Qué hemos aprendido?

El tema “Cuerpos, sustancias, partículas” en el mundo que nos rodea es un tema de discusión muy interesante. Se pueden realizar muchos experimentos para estudiar sus propiedades. Los cuerpos son objetos complejos formados por una o más sustancias. A su vez, en cualquier material hay un conjunto de los elementos indivisibles más pequeños: partículas.