Medžiagos gamtoje būna trijų būsenų: kietos, skystos ir dujinės. Pavyzdžiui, vanduo gali būti kietos (ledo), skystos (vanduo) ir dujinės (garų) būsenos. Gerai žinomame termometre gyvsidabris yra skystis. Virš gyvsidabrio paviršiaus yra jo garai, o esant -39 C temperatūrai gyvsidabris virsta kieta medžiaga.

V skirtingos valstybės medžiagos turi skirtingas savybes. Dauguma mus supančių kūnų yra sudaryti iš kietų medžiagų. Tai namai, automobiliai, įrankiai ir tt Kieto kėbulo formą galima keisti, tačiau tam reikia pastangų. Pavyzdžiui, norint sulenkti nagą, reikia įdėti gana daug pastangų.

Įprastomis sąlygomis sunku suspausti ar ištempti standų kūną.

Norint suteikti kietosioms medžiagoms pageidaujamą formą ir tūrį gamyklose ir gamyklose, jos apdorojamos specialiomis staklėmis: tekinamas, obliuojamas, šlifuojamas.

Tvirtas kūnas turi savo formą ir tūrį.

Skirtingai nei kietosios medžiagos skysčiai lengvai keičia savo formą. Jie įgauna konteinerio, kuriame yra, formą.

Pavyzdžiui, pienas, pripildantis butelį, yra butelio formos. Supiltas į stiklinę, įgauna stiklinės formą (13 pav.). Tačiau, pakeitus formą, skystis išlaiko savo tūrį.

Įprastomis sąlygomis tik maži skysčio lašeliai turi savo formą – rutulio formą. Tai, pavyzdžiui, lietaus lašai arba lašai, į kuriuos patenka skysčio srovė.

Skysčio savybe lengvai keisti formą remiasi daiktų gamyba iš išlydyto stiklo (14 pav.).

Skysčiai lengvai keičia formą, tačiau išlaiko tūrį.

Oras, kuriuo kvėpuojame, yra dujinė medžiaga arba dujos. Kadangi dauguma dujų yra bespalvės ir skaidrios, jos yra nematomos.

Oro buvimą galima pajusti stovint prie atviro važiuojančio traukinio lango. Jo buvimą supančioje erdvėje galima pajusti, jei patalpoje atsiranda skersvėjis, taip pat galima įrodyti naudojant paprastus eksperimentus.

Jei apverssite stiklinę aukštyn kojomis ir bandysite nuleisti į vandenį, tai vanduo į stiklinę nepateks, nes ji užpildyta oru. Dabar nuleiskime piltuvėlį į vandenį, kuris gumine žarna sujungtas su stikliniu vamzdžiu (15 pav.). Oras iš piltuvo pradės išeiti per šį vamzdelį.

Šie ir daugelis kitų pavyzdžių bei eksperimentų patvirtina, kad supančioje erdvėje yra oro.

Dujos, skirtingai nei skysčiai, lengvai keičia savo tūrį. Kai suspaudžiame teniso kamuoliuką, taip keičiame kamuoliuką užpildančio oro tūrį. Dujos, patalpintos į uždarą indą, užima visą indą. Pusės butelio užpildyti dujomis neįmanoma, nes tai galima padaryti su skysčiu.

Dujos neturi savo formos ir pastovaus tūrio. Jie įgauna indo formą ir visiškai užpildo jiems skirtą tūrį.

1. Kokios yra trys materijos būsenos? 2. Išvardykite kietųjų kūnų savybes. 3. Įvardykite skysčių savybes. 4. Kokias savybes turi dujos?

Atgal į priekį

Dėmesio! Peržiūra skaidrės yra tik informacinio pobūdžio ir gali neatspindėti visos pristatymo apimties. Jeigu tu susidomėjai Šis darbas atsisiųskite pilną versiją.

Atgal į priekį

Atgal į priekį

Amžius: 3 klasė

Tema: Kūnai, medžiagos, dalelės.

Pamokos tipas: mokytis naujos medžiagos.

Pamokos trukmė: 45 minutes.

Pamokos tikslai: formuoti kūno, medžiagos, dalelės sampratą, išmokyti atskirti medžiagas pagal jų savybes ir savybes.

Užduotys:

• Supažindinti vaikus su kūno, substancijos, dalelės sąvokomis.
• Išmokite atskirti skirtingos agregacijos būsenas medžiagas.
• Ugdykite atmintį, mąstymą.
• Pagerinti savigarbą ir savikontrolės įgūdžius.
• Padidinkite psichologinį pamokos komfortą, sumažinkite raumenų įtampą ( dinaminės pauzės, veiklos pakeitimas).
• forma draugiškus santykius kolektyve.
• Ugdykite domėjimąsi aplinka.

Įranga:

1. Multimedijos interaktyvus pristatymas (1 priedas). Pristatymų valdymas 2 priedas

2. Brėžiniai (kietos, skystos, dujinės medžiagos).

3. Metalinė liniuotė, guminis rutulys, medinis kubas (pas mokytoją).

4. Eksperimentui: stiklinė, šaukštelis, cukraus kubelis; virintas vanduo(ant vaikiškų stalų).

Per užsiėmimus

I. Organizacinis momentas.

Mokytojas sveikina vaikus, tikrina pasirengimą pamokai, kreipiasi į mokinius: „Šiandien visas užduotis atliksite grupėse. Pakartokime darbo grupėje taisykles“ (skaidr. Nr. 2).

1. Elgesys su bendražygiais – „mandagumas“;
2. Kitų nuomonė – „išmok klausytis, įrodyk savo požiūrį“;
3. Darbas su informacijos šaltiniais (su žodynu, knyga) - pabrėžkite pagrindinį dalyką.

II. Naujos medžiagos mokymasis.

pastatymas mokymosi tikslas: šiandien pradedame nagrinėti temą „Tai nuostabi gamta” – leiskime į virtualų turą (skaidr. Nr. 3). Ant čiuožyklos: vandens lašas, cukrinė (sandėliavimo indas), plaktukas, bangelė (vanduo), molis, metalas.

Mokytojas užduoda klausimą: „Ar visi žodžiai leido tiksliai atvaizduoti dalyką?

Tie žodžiai, kurie tiksliai padeda atvaizduoti subjektą, būtent turi kontūrus, formą, vadinami kūnais. Tai, iš ko pagaminti šie objektai, vadinama medžiagomis.

Darbas su informacijos šaltiniu (S.I. Ožegovo žodynas):

Į sąsiuvinį įrašykite apibrėžimą: „Tie objektai, kurie mus supa, vadinami kūnai“ (skaidrės numeris 4).

Skaidrė numeris 5. Mokytojas kviečia mokinius palyginti skaidrėje esančius paveikslėlius: guminį rutulį, voką, medinį kubą.

1 užduotis: rasti bendrą. Visi kūnai turi savo dydį, formą ir pan.

2 užduotis: nustatyti pagrindines kūnų savybes. Atsakymas 6 skaidrėje: valdymo mygtukas „atsakyti 2“.

Skaidrės numeris 6. Nuotraukos yra paleidikliai. Kamuolys apvalus, guminis, šviesus. Vokas – stačiakampis, popierinis, baltas. Kubas – medinis, didelis, smėlio spalvos.

Kartu su vaikinais darome išvadą: „Kiekvienas kūnas turi savo dydį, formą, spalvą“. Rašome į sąsiuvinį.

Skaidrės numeris 7. Kas yra gamta? Pasirinkite teisingą atsakymą iš trijų variantų:

8 skaidrė – darbas su kortelėmis. Mokiniai ant stalų turi korteles su kūnų (objektų) atvaizdais. Pakvieskime mokinius padalinti korteles į dvi grupes: stalas, saulė, medis, pieštukas, debesis, akmuo, knygos, kėdė. Užsirašykite atsakymus į sąsiuvinį. Mokinių prašome perskaityti kūnų pavadinimus, tai bus 1 grupė. Kuo remdamiesi jie įtraukė žodžius į šią grupę? Tą patį darome su antrąja grupe.

Teisingas atsakymas:

Darome išvadą. Kaip skirstėme žodžius (kokiu principu?): yra gamtos sukurti kūnai, o yra žmogaus rankų sukurti.

Užrašų knygelėje nubraižome bloką (1 pav.).

Skaidrės numeris 9. Priėmimas "Interaktyvi juosta". Skaidrėje rodomi natūralūs ir dirbtiniai kūnai. Naudodami slinkties mygtuką, kuris taip pat yra trigeris, peržiūrime natūralius ir dirbtinius kūnus (kiekvieną kartą paspaudus mygtuką keičiamos sugrupuotos nuotraukos).

Įgytas žinias įtvirtiname žaidimo „Šviesoforas“ pagalba (10-12 skaidrės). Žaidimas yra rasti teisingą atsakymą.

10 skaidrė. Užduotis: suraskite natūralius kūnus. Iš siūlomų kūnų skaidrėje turite pasirinkti tik natūralius kūnus. Paveikslėlis yra gaidukas – paspaudus pasirodo šviesoforas (raudonas arba žalias). Garso failai padeda mokiniams įsitikinti, ar jie pasirenka teisingą atsakymą.

Pedagogas: Prisiminkime, apie ką kalbėjome pradžioje, mums buvo sunku tiksliai nustatyti, ar metalas, vanduo, molis yra kūnai ir padarėme išvadą, kad jie neturi tikslių kontūrų, formų, todėl nėra kūnai. Šiuos žodžius vadiname medžiagomis. Visi kūnai sudaryti iš materijos. Užsirašykite apibrėžimą savo užrašų knygelėje.

13 skaidrė. Šioje skaidrėje apžvelgsime du pavyzdžius.

1 pavyzdys: žirklės yra kūnas, iš ko jos pagamintos, yra medžiaga (geležis).

2 pavyzdys: vandens lašai – kūnai, kurių medžiaga susideda iš lašų – vanduo.

14 skaidrė. Apsvarstykite kūnus, sudarytus iš kelių medžiagų. Pavyzdžiui, pieštuką ir padidinamąjį stiklą. Skaidrėje atskirai apžvelgiame pieštuką sudarančias medžiagas. Norėdami pademonstruoti, spaudžiame valdymo mygtukus: „grafitas“, „guma“, „mediena“. Norėdami pašalinti nereikalingą informaciją, spustelėkite kryžių.

Apsvarstykite, iš kokių medžiagų sudaro didinamasis stiklas. Paspaudžiame gaidukus „stiklas“, „mediena“, „metalas“.

Skaidrės numeris 15. Norėdami konsoliduoti, apsvarstykite dar du pavyzdžius. Iš ko pagamintas plaktukas? Plaktukas pagamintas iš geležies ir medžio (rankena). Iš ko pagaminti peiliai? Peiliai pagaminti iš geležies ir medžio.

Skaidrės numeris 16. Apsvarstykite du objektus, sudarytus iš kelių medžiagų. Mėsmalė: pagaminta iš geležies ir medžio. Rogės: pagamintos iš geležies ir medžio.

17 skaidrė. Darome išvadą: kūnai gali būti sudaryti iš vienos medžiagos arba iš kelių.

18, 19, 20 skaidrės. Priėmimas „Interaktyvi juosta“. Parodykite studentams. Viena medžiaga gali būti kelių kūnų dalis.

18 skaidrė. Medžiagos visiškai arba iš dalies sudarytos iš stiklo.

19 skaidrė. Medžiagos visiškai arba iš dalies sudarytos iš jų metalo.

20 skaidrė. Medžiagos visiškai arba iš dalies sudarytos iš plastikų.

21 skaidrė. Mokytojas užduoda klausimą „Ar visos medžiagos yra vienodos?

Skaidrėje spustelėkite valdymo mygtuką „Pradėti“. Rašymas sąsiuvinyje: visos medžiagos susideda iš mažiausių nematomų dalelių. Supažindiname su medžiagų klasifikavimu pagal jų agregacijos būseną: skysta, kieta, dujinė. Skaidrėje naudojami trigeriai (rodyklės). Spustelėję rodyklę pamatysite paveikslėlį su dalelėmis tam tikroje agregacijos būsenoje. Dar kartą paspaudus rodyklę, objektai išnyks.

22 skaidrė. Eksperimentinė dalis. Reikia įrodyti, kad dalelės yra mažiausios, akiai nematomos, tačiau išlaikančios medžiagos savybes.

Padarykime eksperimentą. Ant mokinių stalų – padėklai su paprasčiausių laboratorinių priemonių rinkiniu: stikline, maišymo šaukštu, servetėle, gabalėliu cukraus.

Į stiklinę įmerkite gabalėlį cukraus, maišykite, kol visiškai ištirps. Ką mes stebime? Tirpalas tapo vienalytis, stiklinėje vandens nebematome cukraus gabalėlio. Įrodykite, kad stiklinėje vis dar yra cukraus. Kaip? Paragauti. Cukrus: medžiaga balta spalva, saldaus skonio. Išvada: ištirpęs cukrus nenustojo būti cukrumi, nes liko saldus. Tai reiškia, kad cukrus susideda iš mažyčių dalelių, kurios nematomos akiai (molekulių).

23 skaidrė. Apsvarstykite dalelių išsidėstymą medžiagose, kurių agregacija yra kieta. Dalelių ir materijos išdėstymą (pavyzdžiai) demonstruojame „interaktyvios juostos“ technika – slinkties mygtukas leidžia paveikslėlius rodyti reikiamą skaičių kartų. Išvadą surašome į sąsiuvinį: kietosiose medžiagose dalelės yra arti viena kitos.

24 skaidrė. Dalelių vieta skystose medžiagose. Skystose medžiagose dalelės yra tam tikru atstumu viena nuo kitos.

Skaidrės numeris 25. Dalelių išsidėstymas dujinėse medžiagose: dalelės išsidėsčiusios toli viena nuo kitos, atstumas tarp jų daug didesnis nei pačios dalelės dydis.

31 skaidrė. Atėjo laikas įvertinti. Kartu su mokytoja jie prisimena, ką išmoko pamokoje. Mokytojas užduoda klausimus:

1. Viskas, kas mus supa, vadinama ... kūnai
2. Kūnai yra natūralus ir dirbtinis.
3. Užsirašykite diagramą į užrašų knygelę. Mokytojas: Pažiūrėkime į diagramą. Kūnai yra natūralūs ir dirbtiniai, medžiagos gali būti kietos, skystos, dujinės. Medžiagos sudarytos iš dalelių. Dalelė išlaiko medžiagos savybes (prisiminkime, kad ištirpęs cukrus liko saldus). Skaidrėje naudojami trigeriai. Spustelėkite „Kūno“ formą, pasirodys rodyklės, tada formos, pažymėtos „Dirbtinis“ ir „Natūralus“. Spustelėjus „medžiagos“ figūrą, pasirodo trys rodyklės (skystas, kietas, dujinis).

Skaidrės numeris 30. Užpildykite lentelę. Atidžiai perskaitykite instrukcijas.

(Pažymėkite " + “ atitinkamame stulpelyje, kurios iš išvardytų medžiagų yra kietos, skystos, dujinės).

Medžiaga	kietas	skystis	dujinis
Druska
Gamtinių dujų
Cukrus
Vanduo
Aliuminis
Alkoholis
Geležis
Anglies dioksidas

Darbo eigos tikrinimas (30 skaidrė). Savo ruožtu vaikai įvardija medžiagą ir paaiškina, kuriai grupei ji buvo priskirta.

Pamokos santrauka

1) Apibendrinant

Jūs dirbote kartu.

Sužinokite, kuri grupė buvo dėmesingiausia pamokoje. Mokytojas užduoda klausimą: „Kas vadinami kūnais, kas apibūdina kūną, pateikite pavyzdį“. Mokiniai atsako. Viskas, kas mus supa, vadinama kūnais. Kokios yra medžiagos pagal agregacijos būseną: skystos, kietos, dujinės. Iš ko pagamintos medžiagos? Pateikite pavyzdžių, kaip dalelės išlaiko medžiagų savybes. Pavyzdžiui, jei pasūdome sriubą, kaip žinoti, kad medžiagos savybės buvo išsaugotos? Paragauti. Užpildykite diagramą (2 pav.)

Diskusija: su kuo sutinkate, su kuo nesutinkate.

ko išmokai? Vaikai praneša. ( Kūnai yra visi mus supantys objektai. Kūnai sudaryti iš medžiagų. Medžiagos – iš dalelių).

Namų darbai

Mokytojas pasakoja vaikams namų darbai(neprivaloma):

• išspręsti nedidelį testą (5 priedas).
• interaktyvus testas (3 priedas).
• peržiūrėti pristatymą apie vandenį (7 priedas). Pristatymas pristato šešis žinomų faktų apie vandenį. Pagalvokite, vaikinai, kodėl jums reikia geriau pažinti šią medžiagą? Atsakymas: Labiausiai paplitusi medžiaga Žemėje. Ir kokią dar medžiagą norėtumėte pasikviesti pas save (kurti virtualias keliones).
• studijuoti elektroninį vadovėlį (4 priedas).

Pastaba: mokytojas gali papildomai naudoti skaidres Nr.32, 33, 36.

Skaidrės numeris 32. Užduotis: išbandyk save. Raskite produktus (interaktyvus testas).

Skaidrės numeris 33. Užduotis: išbandyk save. Raskite gyvosios ir negyvosios gamtos kūnus (interaktyvus testas).

Skaidrės numeris 36. Užduotis: padalinkite kūnus į gyvosios ir negyvosios gamtos kūnus (interaktyvus testas).

Literatūra.

1. Gribovas P.D. kaip žmogus tyrinėja, tyrinėja, naudojasi gamta. 2-3 klasės. Volgogradas: Mokytojas, 2004.-64 p.
2. Maksimova T.N. Kurso pamokos plėtra “ Pasaulis“: 2 klasė. - M.: VAKO, 2012.-336s. - (Padėti mokyklos mokytojui).
3. Reshetnikova G.N., Strelnikovas N.I. Pasaulis. 3 klasė: pramoginė medžiaga - Volgogradas: Mokytojas, 2008. - 264 p.: iliustr.
4. Tikhomirova E.M. Testai tema „Mus supantis pasaulis“: 2 klasė: į A.A. Plešakovas „Mus supantis pasaulis. 2 klasė“. - M.: Leidykla "Egzaminas", 2011. - 22 p.

dujinė medžiagos būsena

Polimerai yra natūralios (augaliniai ir gyvūniniai audiniai) ir dirbtiniai (plastikas, celiuliozė, stiklo pluoštas ir kt.) kilmės.

Kaip ir paprastų molekulių atveju – makromolekulių sistema. formuojantis polimeras linksta į labiausiai tikėtiną būseną – stabilią pusiausvyrą, atitinkančią laisvosios energijos minimumą. Todėl iš esmės polimerai taip pat turėtų turėti kristalinės gardelės struktūrą. Tačiau, atsižvelgiant į makromolekulių tūrį ir sudėtingumą, tobuli makromolekuliniai kristalai buvo gauti tik keliais atvejais. Daugeliu atvejų polimerai susideda iš kristalinių ir amorfinių sričių.

skysta būsena Būdinga tai, kad potenciali molekulių traukos energija šiek tiek viršija absoliučioji vertė jų kinetinė energija. Skysčio molekulių traukos jėga užtikrina molekulių sulaikymą didžiojoje skysčio dalyje. Tuo pačiu metu skystyje esančios molekulės nėra surištos stacionariais stabiliais ryšiais, kaip kristaluose. Jie tankiai užpildo skysčio užimamą erdvę, todėl skysčiai praktiškai nesuspaudžiami ir turi pakankamai didelio tankio. Molekulių grupės gali keisti tarpusavio padėtį, o tai užtikrina skysčių sklandumą. Skysčio savybė priešintis tekėjimui vadinama klampumu. Tačiau skysčiams būdinga difuzija ir Brauno judėjimas mažesnis laipsnis nei dujos.

Skysčio užimamą tūrį riboja paviršius. Kadangi tam tikram tūriui rutulys turi mažiausią paviršių, skystis laisvoje būsenoje (pavyzdžiui, nesvarumo būsenoje) įgauna rutulio formą.

Skysčiai turi tam tikrą struktūrą, tačiau ji yra daug silpnesnė nei kietųjų medžiagų. Svarbiausia skysčių savybė yra savybių izotropija. Paprastas idealus skysčio modelis dar nebuvo sukurtas.

Tarp skysčių ir kristalų yra tarpinė būsena, kuri vadinama skystaisiais kristalais. Molekuliniu požiūriu skystųjų kristalų ypatybė yra pailga, verpstės formos jų molekulių forma, dėl kurios atsiranda jų savybių anizotropija.

Yra dviejų tipų skystieji kristalai – nematika ir smektika. Smektikai būdingi lygiagrečiai molekulių sluoksniai, kurie skiriasi vienas nuo kito struktūros tvarkingumu. Nematikoje tvarką suteikia molekulių orientacija. Skystųjų kristalų savybių anizotropija lemia svarbias jų optines savybes. Pavyzdžiui, skystieji kristalai gali būti skaidrūs viena kryptimi, o nepermatomi kita. Svarbu, kad skystųjų kristalų molekulių ir jų sluoksnių orientaciją būtų galima lengvai valdyti naudojant išorinių poveikių(pvz., temperatūra, elektriniai ir magnetiniai laukai).

dujinė medžiagos būsena atsiranda, kai

kinetinė energija terminis judėjimas molekulės viršija potencialią jų jungimosi energiją. Molekulės linkusios tolti viena nuo kitos. Dujos neturi struktūros, užima visą joms skirtą tūrį, yra lengvai suspaudžiamos; Dujose difuzija vyksta lengvai.

Dujinės būsenos medžiagų savybės paaiškinamos kinetine dujų teorija. Pagrindiniai jo postulatai yra tokie:

Visos dujos sudarytos iš molekulių;

Molekulių matmenys yra nereikšmingi, palyginti su atstumais tarp jų;

Molekulės nuolat yra chaotiško (brauno) judėjimo būsenoje;

Tarp susidūrimų molekulės lieka pastovus greitis judėjimas; trajektorijos tarp susidūrimų – tiesių atkarpos;

Molekulių ir molekulių susidūrimai su kraujagyslių sienelėmis idealiai yra elastingi, t.y. susiduriančių molekulių bendra kinetinė energija išlieka nepakitusi.

Apsvarstykite supaprastintą dujų modelį, kuris atitinka aukščiau pateiktus postulatus. Tokios dujos vadinamos idealiosiomis dujomis. Tegul idealios dujos yra N identiškų molekulių, kurių kiekviena turi masę m, yra kubiniame inde, kurio krašto ilgis l(5.14 pav.). Molekulės juda atsitiktinai; jų vidutinis greitis<v>. Supaprastinkime visas molekules suskaidykime į tris lygias grupes ir manykime, kad jos juda tik kryptimis, statmenomis dviem priešingoms indo sienelėms (5.15 pav.).

Ryžiai. 5.14.

Kiekviena dujų molekulė juda greičiu<v> esant absoliučiai tampriam susidūrimui su indo sienele, jis pakeis judėjimo kryptį į priešingą, nekeisdamas greičio. molekulės impulsas<R> = m<v> tampa lygus - m<v>. Akivaizdu, kad kiekvieno susidūrimo metu pagreitis keičiasi. Šio susidūrimo metu veikianti jėga yra F= -2m<v>/Δ t. Bendras impulso pokytis susidūrus su visų sienomis N/3molekulės lygus . Apibrėžkime laiko intervalą Δ t, kurio metu įvyks visi N/3 susidūrimai: D t = 2//< v >. Tada vidutinė jėgos, veikiančios bet kurią sieną, vertė,

Slėgis R dujos su siena apibrėžiamos kaip jėgos santykis<F> į sienos plotą l 2:

kur V = l 3 - indo tūris.

Taigi, dujų slėgis yra atvirkščiai proporcingas jų tūriui (prisiminkime, kad šį dėsnį empiriškai nustatė Boyle'as ir Mariotte).

Perrašykime išraišką (5.4) kaip

Čia yra vidutinė dujų molekulių kinetinė energija. tai proporcinga absoliuti temperatūra T:

kur k yra Boltzmanno konstanta.

Pakeitę (5.6) į (5.5), gauname

Patogu eiti nuo molekulių skaičiaus Nį apgamų skaičių n dujų, prisimename, kad ( N A yra Avogadro skaičius), tada

kur R = kN A - - universali dujų konstanta.

Išraiška (5.8) yra klasikinių idealių dujų būsenos lygtis n molių. Ši lygtis, parašyta savavališkai masei m dujų

kur M - molinė masė dujos vadinamos Clapeyrono-Mendelejevo lygtimi (žr. (5.3)).

Tikros dujos paklūsta šiai lygčiai ribotose ribose. Esmė ta, kad (5.8) ir (5.9) lygtyse neatsižvelgiama į tarpmolekulinę sąveiką tikrose dujose – van der Waalso jėgas.

Fazių perėjimai. Medžiaga, priklausomai nuo sąlygų, kuriomis ji yra, gali pakeisti savo agregacijos būseną arba, kaip sakoma, pereiti iš vienos fazės į kitą. Toks perėjimas vadinamas faziniu perėjimu.

Kaip minėta aukščiau, svarbiausias veiksnys medžiagos būseną lemia jos temperatūra T charakterizuojanti vidutinę kinetinę molekulių šiluminio judėjimo energiją ir slėgį R. Todėl medžiagos būsenos ir fazių perėjimai analizuojami pagal būsenų diagramą, kur reikšmės brėžiamos išilgai ašių T ir R, o kiekvienas koordinačių plokštumos taškas nustato šiuos parametrus atitinkančią duotosios medžiagos būseną. Išanalizuokime tipinę diagramą (5.16 pav.). Kreivės OA, AB, AK atskiros materijos būsenos. Kai pakanka žemos temperatūros Beveik visos medžiagos yra kietos kristalinės būsenos.

Diagrama pabrėžia du būdingus taškus: A ir KAM. Taškas A vadinamas trigubu tašku; tinkamoje temperatūroje ( T t) ir slėgis ( R m) jis yra pusiausvyroje tuo pačiu metu dujinis, skystas ir kietas.

Taškas KAM rodo kritinę būklę. Šiuo metu (š T kr ir R cr) išnyksta skirtumas tarp skysčio ir dujų, t.y. pastarieji turi tą patį fizines savybes.

Kreivė OA yra sublimacijos (sublimacijos) kreivė; esant atitinkamam slėgiui ir temperatūrai, vyksta pereinamasis dujos - kietas kūnas (kietas kūnas - dujos), apeinant skystąją būseną.

Esant spaudimui R T< R < R kr perėjimas iš dujinės būsenos į kietą (ir atvirkščiai) gali įvykti tik per skystąją fazę.

Kreivė AK atitinka garavimą (kondensaciją). Esant tinkamam slėgiui ir temperatūrai, atliekamas perėjimas „skystis – dujos“ (ir atvirkščiai).

Kreivė AB yra perėjimo kreivė „skystas – kieta“ (lydymasis ir kristalizacija). Ši kreivė neturi pabaigos, nes skystos būsenos struktūra visada skiriasi nuo kristalinės būsenos.

Iliustracijai pateikiame medžiagos būsenų paviršių formą kintamuosiuose p, v, t(5.17 pav.), kur V- medžiagos tūris

Raidės Г, Ж, Т žymi paviršių sritis, kurių taškai atitinka dujinę, skystą ar kietą būseną, ir plotus T-G paviršiai, W-T, T-W - dvifazės būsenos. Akivaizdu, kad jei projektuojame skiriamąsias linijas tarp fazių koordinačių plokštuma RT, gauname fazių diagramą (žr. 5.16 pav.).

Kvantinis skystis – helis. Esant įprastoms temperatūroms makroskopiniuose kūnuose, dėl ryškaus chaotiško šiluminio judėjimo kvantiniai efektai nepastebimi. Tačiau mažėjant temperatūrai šie efektai gali išryškėti ir pasireikšti makroskopiškai. Taigi, pavyzdžiui, kristalams būdingi jonų, esančių kristalinės gardelės mazguose, šiluminiai virpesiai. Temperatūrai mažėjant svyravimų amplitudė mažėja, tačiau net ir artėjant prie absoliutaus nulio svyravimai, priešingai nei klasikinės sampratos, nesiliauja.

Šio poveikio paaiškinimas išplaukia iš neapibrėžtumo santykio. Virpesių amplitudės sumažėjimas reiškia dalelių lokalizacijos srities, t.y. jos koordinačių neapibrėžtumo, sumažėjimą. Atsižvelgiant į neapibrėžtumo santykį, tai padidina impulso neapibrėžtumą. Taigi „sustabdyti“ dalelę draudžia kvantinės mechanikos dėsniai.

Šis grynai kvantinis efektas pasireiškia materijos buvimu skysta būsena net esant absoliučiam nuliui artimai temperatūrai. Helis yra toks „kvantinis“ skystis. Nulinių virpesių energijos pakanka sunaikinti kristalinę gardelę. Tačiau esant maždaug 2,5 MPa slėgiui skystas helis vis tiek kristalizuojasi.

Plazma. Dujų atomams (molekulėms) perduodama didelė energija iš išorės sukelia jonizaciją, ty atomų skilimą į jonus ir laisvuosius elektronus. Tokia materijos būsena vadinama plazma.

Pavyzdžiui, jonizacija įvyksta, kai dujos yra stipriai kaitinamos, todėl žymiai padidėja atomų kinetinė energija, kai elektros iškrova dujose (smūginė jonizacija įkrautomis dalelėmis), kai dujos yra veikiamos elektromagnetinės spinduliuotės (autojonizacija). Plazma, gauta esant ypač aukštai temperatūrai, vadinama aukšta temperatūra.

Kadangi jonai ir elektronai plazmoje pernešami nekompensuoti elektros krūviai, jų abipusio poveikio esminis. Tarp įkrautų plazmos dalelių yra ne pora (kaip dujose), o kolektyvinė sąveika. Dėl šios priežasties plazma elgiasi kaip savotiška elastinga terpė, kuriame lengvai sužadinami ir sklinda įvairūs virpesiai ir bangos

Plazma aktyviai sąveikauja su elektriniais ir magnetiniais laukais. Plazma yra labiausiai paplitusi materijos būsena visatoje. Žvaigždės pagamintos iš aukštos temperatūros plazmos, šalti ūkai – iš žemos temperatūros plazmos. Silpnai jonizuota žemos temperatūros plazma egzistuoja Žemės jonosferoje.

Literatūra 5 skyriui

1. Akhiezer A. I., Rekalo Ya. P. Elementariosios dalelės. - M.: Nauka, 1986 m.

2. Azshlov A. Anglies pasaulis. - M.: Chemija, 1978 m.

3. M. P. Bronšteinas, Atomai ir elektronai. - M.: Nauka, 1980 m.

4. Benilovsky VD Šie nuostabūs skystieji kristalai. - M: Švietimas, 1987 m.

5. N. A. Vlasovas, Antimedžiaga. - M.: Atomizdat, 1966 m.

6. Christie R., Pitti A. Materijos struktūra: įvadas į šiuolaikinę fiziką. - M.: Nauka, 1969 m.

7. Kreychi V. Pasaulis akimis šiuolaikinė fizika. - M.: Mkr, 1984 m.

8. Nambu E. Kvarkai. - M.: Mir, 1984 m.

9. Okun' LB α, β, γ, …,: elementarus įvadas į elementariųjų dalelių fiziką. - M.: Nauka, 1985 m.

10. Yu. I. Petrov, Mažųjų dalelių fizika. - M.: Nauka, 1982 m.

11. I, Purmal A. P. ir kt., Kaip paverčiamos medžiagos. - M.: Nauka, 1984 m.

12. Rosenthal I. M. Elementariosios dalelės ir visatos sandara. - M.: Nauka, 1984 m.

13. Smorodinsky Ya. A. Elementariosios dalelės. - M.: Žinios, 1968 m.

Iki šiol žinoma daugiau nei 3 mln. įvairių medžiagų. Ir šis skaičius kasmet auga, nes sintetinių medžiagų chemikai ir kiti mokslininkai nuolat atlieka eksperimentus, siekdami gauti naujų junginių, turinčių tam tikrų naudingų savybių.

Kai kurios medžiagos yra natūralūs gyventojai, kurie susidaro natūraliai. Kita pusė dirbtinės ir sintetinės. Tačiau tiek pirmuoju, tiek antruoju atveju didelę dalį sudaro dujinės medžiagos, kurių pavyzdžius ir charakteristikas aptarsime šiame straipsnyje.

Suvestinės medžiagų būsenos

Nuo XVII amžiaus buvo visuotinai priimta, kad visi žinomi junginiai gali egzistuoti trimis agregacijos būsenomis: kietomis, skystomis, dujinėmis medžiagomis. Tačiau kruopštūs pastarųjų dešimtmečių tyrimai astronomijos, fizikos, chemijos srityse, kosmoso biologija ir kiti mokslai įrodė, kad yra ir kita forma. Tai yra plazma.

Ką ji atstovauja? Tai iš dalies arba visiškai Ir pasirodo, kad didžioji dauguma tokių medžiagų Visatoje. Taigi, plazmos būsenoje yra:

• tarpžvaigždinė medžiaga;
• erdvės materija;
• viršutiniai atmosferos sluoksniai;
• ūkai;
• daugelio planetų sudėtis;
• žvaigždės.

Todėl šiandien sakoma, kad yra kietos, skystos, dujinės medžiagos ir plazma. Beje, kiekviena duja gali būti dirbtinai perkelta į tokią būseną, jei jos yra jonizuojamos, tai yra, priverstos virsti jonais.

Dujinės medžiagos: pavyzdžiai

Yra daug nagrinėjamų medžiagų pavyzdžių. Juk dujos žinomos nuo XVII amžiaus, kai pirmą kartą gavo gamtininkas van Helmontas anglies dioksidas ir pradėjo tyrinėti jo savybes. Beje, šiai junginių grupei jis suteikė ir pavadinimą, nes, jo nuomone, dujos yra kažkas netvarkingo, chaotiško, siejamo su dvasiomis ir kažkas nematomo, bet apčiuopiamo. Šis vardas prigijo Rusijoje.

Galima klasifikuoti visas dujines medžiagas, tada bus lengviau pateikti pavyzdžių. Juk sunku aprėpti visą įvairovę.

Išskiriama kompozicija:

• paprastas,
• sudėtingos molekulės.

Pirmoji grupė apima tuos, kurie susideda iš tų pačių atomų bet kokiu skaičiumi. Pavyzdys: deguonis - O 2, ozonas - O 3, vandenilis - H 2, chloras - CL 2, fluoras - F 2, azotas - N 2 ir kt.

• vandenilio sulfidas - H 2 S;
• vandenilio chloridas - HCL;
• metanas - CH 4;
• sieros dioksidas - SO 2;
• rudos dujos - NO 2;
• freonas - CF 2 CL 2;
• amoniakas - NH 3 ir kt.

Medžiagų klasifikavimas pagal pobūdį

Taip pat galite klasifikuoti dujinių medžiagų tipus pagal priklausymą organiniam ir neorganiniam pasauliui. Tai yra, pagal sudedamųjų atomų prigimtį. Organinės dujos yra:

• pirmieji penki atstovai (metanas, etanas, propanas, butanas, pentanas). Bendroji formulė C n H 2n+2 ;
• etilenas - C 2 H 4;
• acetilenas arba etinas - C 2 H 2;
• metilaminas - CH 3 NH 2 ir kt.

Kita klasifikacija, kuriai gali būti taikomi minėti junginiai, yra padalijimas pagal kompoziciją sudarančiomis dalelėmis. Ne visos dujinės medžiagos susideda iš atomų. Struktūrų, kuriose yra jonų, molekulių, fotonų, elektronų, pavyzdžiai, brauno dalelės, plazma, taip pat reiškia junginius, esančius tokioje agregacijos būsenoje.

Dujų savybės

Nagrinėjamos būsenos medžiagų charakteristikos skiriasi nuo kietų ar skystų junginių savybių. Reikalas tas, kad dujinių medžiagų savybės yra ypatingos. Jų dalelės yra lengvai ir greitai judrios, medžiaga kaip visuma yra izotropinė, tai yra, savybes lemia ne sudedamųjų struktūrų judėjimo kryptis.

Galima įvardyti svarbiausias dujinių medžiagų fizikines savybes, kurios išskirs jas iš visų kitų materijos egzistavimo formų.

1. Tai ryšiai, kurių neįmanoma pamatyti ir valdyti, pajausti įprastais žmogiškais būdais. Norėdami suprasti savybes ir nustatyti konkrečias dujas, jie remiasi keturiais jas visus apibūdinančiais parametrais: slėgiu, temperatūra, medžiagos kiekiu (mol), tūriu.
2. Skirtingai nuo skysčių, dujos gali užimti visą erdvę be pėdsakų, ribojamos tik indo ar patalpos dydžio.
3. Visos dujos lengvai susimaišo viena su kita, o šie junginiai neturi sąsajos.
4. Yra lengvesnių ir sunkesnių atstovų, todėl veikiant gravitacijai ir laikui, galima pamatyti jų atsiskyrimą.
5. Difuzija yra viena iš svarbiausias savybesšie junginiai. Gebėjimas prasiskverbti į kitas medžiagas ir prisotinti jas iš vidaus, kartu atliekant visiškai netvarkingus judesius savo struktūroje.
6. tikros dujos elektros jie negali vesti, tačiau jei kalbame apie retas ir jonizuotas medžiagas, tada laidumas smarkiai padidėja.
7. Dujų šiluminė talpa ir šilumos laidumas yra mažas ir skiriasi priklausomai nuo rūšies.
8. Klampumas didėja didėjant slėgiui ir temperatūrai.
9. Yra du tarpfazinio perėjimo variantai: garinimas – skystis virsta garais, sublimacija – kieta medžiaga, aplenkdama skystį, tampa dujinė.

Išskirtinis tikrų dujų garų bruožas yra tas, kad pirmasis tam tikromis sąlygomis gali pereiti į skystą arba kietą fazę, o pastarosios – ne. Taip pat reikėtų atkreipti dėmesį į nagrinėjamų junginių gebėjimą atsispirti deformacijai ir būti skystam.

Panašios dujinių medžiagų savybės leidžia jas plačiausiai panaudoti įvairiose srityse mokslo ir technologijų, pramonės ir nacionalinė ekonomika. Be to, kiekvieno atstovo specifinės savybės yra griežtai individualios. Atsižvelgėme tik į visoms realioms struktūroms būdingus bruožus.

Suspaudžiamumas

At skirtingos temperatūros, taip pat veikiant slėgiui, dujos gali susispausti, padidindamos jų koncentraciją ir sumažindamos užimamą tūrį. Aukštesnėje temperatūroje jie plečiasi, žemoje – susitraukia.

Slėgis taip pat keičiasi. Dujinių medžiagų tankis didėja ir pasiekus kritinį tašką, kuris kiekvienam atstovui yra skirtingas, gali pereiti į kitą agregacijos būseną.

Pagrindiniai mokslininkai, prisidėję prie dujų doktrinos kūrimo

Tokių žmonių yra daug, nes dujų tyrimas yra daug pastangų reikalaujantis ir istoriškai ilgas procesas. Sutelkime dėmesį į daugiausiai garsios asmenybės kuriems pavyko padaryti daugiausia reikšmingų atradimų.

1. padarė atradimą 1811 m. Nesvarbu, kokios dujos, svarbiausia, kad tomis pačiomis sąlygomis jos būtų tame pačiame tūryje vienodame skaičiuje molekulių. Yra apskaičiuota vertė, pavadinta mokslininko vardu. Jis lygus 6,03 * 10 23 molekulėms 1 moliui bet kokių dujų.
2. Fermi – sukūrė idealių kvantinių dujų doktriną.
3. Gay-Lussac, Boyle-Marriott - mokslininkų, sukūrusių pagrindines kinetines lygtis skaičiavimams, vardai.
4. Robertas Boyle'as.
5. Džonas Daltonas.
6. Jacques'as Charlesas ir daugelis kitų mokslininkų.

Dujinių medžiagų struktūra

Labiausiai Pagrindinis bruožas nagrinėjamų medžiagų kristalinės gardelės konstrukcijoje tai yra tai, kad jos mazguose yra arba atomai, arba molekulės, kurios yra sujungtos viena su kita silpnais kovalentiniais ryšiais. Van der Waals pajėgos taip pat yra, kai Mes kalbame apie jonus, elektronus ir kitas kvantines sistemas.

Todėl pagrindiniai dujų grotelių konstrukcijų tipai yra šie:

• atominis;
• molekulinis.

Viduje esantys ryšiai lengvai nutrūksta, todėl šie junginiai neturi pastovios formos, o užpildo visą erdvinį tūrį. Tai taip pat paaiškina elektros laidumo trūkumą ir prastą šilumos laidumą. Tačiau dujų šiluminė izoliacija yra gera, nes difuzijos dėka jos gali prasiskverbti į kietąsias medžiagas ir užimti jų viduje esančias laisvas klasterių erdves. Tuo pačiu metu oras nepraleidžiamas, šiluma išlaikoma. Tai yra dujų ir kietųjų medžiagų derinio naudojimo statybos tikslais pagrindas.

Paprastos medžiagos tarp dujų

Kokios dujos priklauso šiai kategorijai pagal struktūrą ir struktūrą, mes jau aptarėme aukščiau. Tai yra tie, kurie sudaryti iš tų pačių atomų. Yra daug pavyzdžių, nes nemetalų nemeta iš visų periodinė sistema normaliomis sąlygomis jis egzistuoja tokioje agregacijos būsenoje. Pavyzdžiui:

• baltas fosforas - vienas iš šio elemento;
• azotas;
• deguonies;
• fluoras;
• chloras;
• helis;
• neonas;
• argonas;
• kriptonas;
• ksenonas.

Šių dujų molekulės gali būti ir vienatominės (kilniosios dujos), ir daugiaatomės (ozonas – O 3). Ryšio tipas yra kovalentinis nepolinis, daugeliu atvejų jis gana silpnas, bet ne visais. Kristalinė ląstelė molekulinis tipas, kuri leidžia šioms medžiagoms lengvai pereiti iš vienos agregacijos būsenos į kitą. Taigi, pavyzdžiui, jodas normaliomis sąlygomis - tamsiai violetiniai kristalai su metaliniu blizgesiu. Tačiau kaitinant jie sublimuojasi į ryškiai violetinių dujų klubus - I 2.

Beje, bet kuri medžiaga, įskaitant metalus, tam tikromis sąlygomis gali egzistuoti dujinėje būsenoje.

Sudėtingi dujinio pobūdžio junginiai

Tokių dujų, žinoma, yra dauguma. Įvairūs molekulių atomų deriniai, kuriuos vienija kovalentiniai ryšiai ir van der Waals sąveika, leidžia susidaryti šimtams skirtingų nagrinėjamos agregatinės būsenos atstovų.

Pavyzdžiai sudėtingos medžiagos tarp dujų gali būti visi junginiai, susidedantys iš dviejų ar daugiau skirtingų elementų. Tai gali apimti:

• propanas;
• butanas;
• acetilenas;
• amoniakas;
• silanas;
• fosfinas;
• metanas;
• anglies disulfidas;
• sieros dioksidas;
• rudos dujos;
• freonas;
• etilenas ir kt.

Molekulinio tipo kristalinė gardelė. Daugelis atstovų lengvai ištirpsta vandenyje, sudarydami atitinkamas rūgštis. Dauguma tokie junginiai yra svarbi pramonėje vykdomos cheminės sintezės dalis.

Metanas ir jo homologai

Kartais bendra koncepcija„dujos“ reiškia natūralų mineralą, kuris yra visas mišinys dujiniai produktai daugiausia ekologiškas. Jame yra tokių medžiagų kaip:

• metanas;
• etanas;
• propanas;
• butanas;
• etilenas;
• acetilenas;
• pentanas ir kai kurie kiti.

Pramonėje jie yra labai svarbūs, nes būtent propano-butano mišinys yra buitinės dujos, ant kurių žmonės gamina maistą, kuris naudojamas kaip energijos ir šilumos šaltinis.

Daugelis jų naudojami alkoholių, aldehidų, rūgščių ir kt. sintezei organinės medžiagos. Metinis suvartojimas gamtinių dujų yra įvertinta trilijonais kubinių metrų, ir tai yra visiškai pagrįsta.

Deguonis ir anglies dioksidas

Kokias dujines medžiagas galima vadinti labiausiai paplitusiomis ir žinomomis net pirmokams? Atsakymas akivaizdus – deguonis ir anglies dioksidas. Juk jie yra tiesioginiai dujų mainų, vykstančių visose planetos būtybėse, dalyviai.

Yra žinoma, kad gyvybė įmanoma deguonies dėka, nes be jo gali egzistuoti tik tam tikros rūšys. anaerobinės bakterijos. O anglies dioksidas yra reikalingas produktas„mityba“ visiems augalams, kurie ją pasisavina, kad galėtų vykdyti fotosintezės procesą.

Cheminiu požiūriu tiek deguonis, tiek anglies dioksidas yra svarbios junginių sintezės medžiagos. Pirmasis yra stiprus oksidatorius, antrasis dažniau yra reduktorius.

Halogenai

Tai junginių grupė, kurioje atomai yra dalelės dujinė medžiaga, sujungtos poromis tarpusavyje dėl kovalentinio nepolinio ryšio. Tačiau ne visi halogenai yra dujos. Įprastomis sąlygomis bromas yra skystis, o jodas yra labai sublimuojama kieta medžiaga. Fluoras ir chloras yra nuodingos gyvų būtybių sveikatai pavojingos medžiagos, kurios yra stipriausios oksiduojančios medžiagos ir plačiai naudojamos sintezėje.

Mus supantis pasaulis yra įvairių objektų ir formų. Tačiau visą mūsų pasaulio įvairovę sąlygiškai galima suskirstyti į tris grupes: kūnus, medžiagas ir daleles. Kaip jas atskirti ir kas būdinga kiekvienai iš šių sąvokų, bus aptariama 3 klasės pamokoje apie mus supantį pasaulį.

kūnas

Mokslo požiūriu bet koks objektas yra kūnas. Viskas, kas tave supa, namuose, klasėje, gatvėje, yra kūnai. Pavyzdžiui, puodelis, stalas, telefonas, akmuo, kėdė, kamuolys.

Pagal kūno kilmę gali būti:

• natūralus- sukurtas gamtos;
• dirbtinis- sukurta žmogaus;
• gyvas;
• negyvas.

Ryžiai. 1. Kūnų įvairovė

Kūnas pasižymi šiomis savybėmis:

• dydis;
• forma;
• spalva
• svoris;
• temperatūra.

Bet koks kūnas, padalintas, virsta nauju objektu. Pavyzdžiui, rankena yra korpusas, bet jei ją išardysite, gausite keletą detalių.

Medžiagos

Materija yra tai, iš ko susideda kūnas. Objektas gali būti sudarytas iš kelių medžiagų. Pavyzdžiui, ąsotis pagamintas iš molio, skara – iš vilnos, šaukštas – iš metalo.

TOP 4 straipsniaikurie skaitė kartu su tuo

Ryžiai. 2. Medžiagos

Medžiagos būna trijų būsenų:

• kietas- tuos, kuriuos galima apčiuopti;
• skystis- pavyzdžiui, vanduo;
• dujinis- oras.

Vienas iš nuostabios savybės kai kurie kūnai – tai gebėjimas pereiti iš vienos būsenos į kitą veikiant tam tikriems veiksniams. Pavyzdžiui, vanduo, kurio temperatūra žemesnė už nulį, įgauna kietą ledo formą, o 100 laipsnių Celsijaus temperatūroje pradeda virti ir virsta dujine forma – garais.

Skirtingai nei kūnas, dalijimosi metu medžiagos nesikeičia. Jei cukraus gabalėlis padalintas į dar kelias dalis, tada kiekviena iš jų vis tiek bus cukrus. Arba supilkite vandenį į puodelius, jis liks vandeniu ir netaps nauja medžiaga.

Dalelės

Medžiagos susideda iš dar mažesnių vienetų. Jie yra tokie maži, kad jų neįmanoma pamatyti be mikroskopo. Jie vadinami dalelėmis.

Dalelės išlaiko medžiagos savybes. Kaip eksperimentą galite įmaišyti gabalėlį cukraus vandenyje. Nuo to skystis taps saldus, bet medžiagos nematysime, nes cukraus dalelės susimaišo su vandens dalelėmis.

Tarp dalelių yra laisvos vietos. Medžiagos būsena priklausys nuo elementų tankio joje. Kietose medžiagose tarp dalelių beveik nėra tarpų, skysčiuose yra tam tikras atstumas tarp elementų, o dujinėse medžiagose dalelės juda laisvai, nes tarp jų yra didelis atstumas.

Ryžiai. 3. Dalelės skirtinguose kūnuose

Ko mes išmokome?

Tema „Kūnai, medžiagos, dalelės“ apie supantį pasaulį yra labai įdomi diskusijų tema. Norėdami ištirti jų savybes, galite atlikti daugybę eksperimentų. Kūnai yra sudėtingi objektai, susidedantys iš vienos ar daugiau medžiagų. Savo ruožtu bet kurioje medžiagoje yra mažiausių nedalomų elementų - dalelių - rinkinys.