I naturen finns ämnen i tre tillstånd: i fast, flytande och gasformig. Till exempel kan vatten vara i fast (is), flytande (vatten) och gasformig (vattenånga). I en termometer du är bekant med är kvicksilver en vätska. Ovanför ytan av kvicksilver finns dess ångor, och vid en temperatur på -39 C förvandlas kvicksilver till ett fast ämne.

V olika förhållandenämnen har olika egenskaper. De flesta av kropparna runt omkring oss är sammansatta av fasta ämnen. Det är hus, bilar, verktyg etc. Formen på en solid kropp kan ändras, men det kräver en ansträngning. Att böja en nagel kräver till exempel mycket ansträngning.

Under normala förhållanden är det svårt att komprimera eller sträcka ett fast ämne.

För att ge fasta ämnen önskad form och volym i fabriker och anläggningar, bearbetas de på speciella maskiner: svarvning, hyvling, slipning.

En solid har sin egen form och volym.

Till skillnad från fasta ämnen vätskor ändrar sin form lätt. De tar formen av kärlet de befinner sig i.

Till exempel är mjölken som fyller en flaska formad som en flaska. Hällt i ett glas tar det formen av ett glas (bild 13). Men genom att ändra sin form behåller vätskan sin volym.

Under normala förhållanden har endast små droppar vätska sin egen form - formen av en boll. Det är till exempel regndroppar eller droppar som en vätskestråle bryter sig in i.

Tillverkning av föremål av smält glas bygger på en vätskas egenskap att lätt ändra sin form (fig. 14).

Vätskor ändrar lätt sin form, men behåller sin volym.

Luften vi andas är ett gasformigt ämne, eller gas. Eftersom de flesta gaser är färglösa och genomskinliga är de osynliga.

Närvaron av luft kan kännas genom att stå vid det öppna fönstret på ett tåg i rörelse. Dess närvaro i det omgivande utrymmet kan kännas om ett drag uppstår i rummet, och kan också bevisas med enkla experiment.

Om du vänder glaset upp och ner och försöker sänka det i vatten, kommer det inte in vatten i glaset, eftersom det är fyllt med luft. Låt oss nu sänka ned tratten i vattnet, som är ansluten med en gummislang till ett glasrör (fig. 15). Luft från tratten kommer att börja strömma ut genom detta rör.

Dessa och många andra exempel och experiment bekräftar att det finns luft i det omgivande rummet.

Gaser, till skillnad från vätskor, ändrar lätt sin volym. När vi klämmer en tennisboll ändrar vi volymen luft som fyller bollen. En gas placerad i ett slutet kärl upptar sin helhet. Du kan inte fylla hälften av flaskan med gas som du kan med vätska.

Gaser har inte sin egen form och konstant volym. De tar formen av ett kärl och fyller helt den volym som tillhandahålls dem.

1. Vilka tre materiatillstånd känner du till? 2. Lista fasta ämnens egenskaper. 3. Nämn egenskaperna hos vätskor. 4. Vilka egenskaper har gaser?

Tillbaka framåt

Uppmärksamhet! Förhandsvisning bilderna används endast i informationssyfte och ger kanske inte en uppfattning om alla möjligheter med presentationen. Om du är intresserad av detta jobb ladda ner den fullständiga versionen.

Tillbaka framåt

Tillbaka framåt

Ålder: Klass 3.

Tema: Kroppar, ämnen, partiklar.

Lektionstyp: lära sig nytt material.

Lektionens längd: 45 minuter.

Lektionens mål: att bilda begreppet en kropp, substans, partikel, att lära att särskilja substanser efter deras tecken och egenskaper.

Uppgifter:

• Att bekanta barn med begreppen kropp, substans, partikel.
• Att lära sig att skilja mellan ämnen i olika aggregationstillstånd.
• Utveckla minne, tänkande.
• Förbättra självkänsla och självkontrollförmåga.
• Förbättra den psykologiska komforten av lektionen, lindra muskelspänningar ( dynamiska pauser, byte av aktivitet).
• Att forma vänskapliga relationer i ett kollektiv.
• Odla intresset för omvärlden.

Utrustning:

1. Multimedia interaktiv presentation (Bilaga 1)... Presentationskontroll Bilaga 2.

2. Ritningar (fasta, flytande, gasformiga ämnen).

3. En metalllinjal, en gummiboll, en träkub (hos läraren).

4. För experimentet: ett glas, en tesked, en sockerbit; kokat vatten(på borden för barn).

Under lektionerna

I. Organisatoriskt ögonblick.

Läraren hälsar på barnen, kontrollerar beredskapen för lektionen och vänder sig till eleverna: ”Idag ska ni göra alla uppgifter i grupper. Låt oss se över reglerna för att arbeta i en grupp ”(bild nummer 2).

1. Att hantera kamrater - "artighet";
2. Andras åsikt är "lär dig att lyssna, bevisa din åsikt";
3. Arbeta med informationskällor (ordbok, bok) - lyft fram det viktigaste.

II. Att lära sig nytt material.

Iscensättning lärandemål: idag börjar vi studera ämnet ”Detta underbar natur”- låt oss ta en virtuell rundtur (bild nr 3). På rutschkanan: en droppe vatten, sockerskål (förvaringsbehållare), hammare, våg (vatten), lera, metall.

Läraren ställer frågan: "Gjorde alla ord det möjligt att korrekt representera ämnet?"

De ord som exakt hjälper till att representera ett objekt, nämligen har konturer, former, kallas kroppar. Vad dessa föremål är gjorda av kallas ämnen.

Arbeta med informationskällan (ordbok för S.I. Ozhegov):

Skriv definitionen i en anteckningsbok: ”De där föremålen som omger oss kallas kroppar”(Bild nr 4).

Bild nummer 5. Läraren ber eleverna att jämföra bilderna på bilden: en gummiboll, ett kuvert, en träkub.

Uppdrag 1: hitta en gemensam grund. Alla kroppar är dimensionerade, formade osv.

Uppgift 2: Bestäm huvuddragen hos kropparna. Svar på bild 6: "svar 2" kontrollknapp.

Bildnummer 6. Bilder - triggers. Bollen är rund, gummi, ljus. Kuvert - rektangulärt, papper, vitt. Kuben är av trä, stor, beige.

Tillsammans med killarna avslutar vi "Varje kropp har en storlek, form, färg". Vi skriver ner det i en anteckningsbok.

Bild nummer 7. Vad är natur? Välj rätt svar bland tre alternativ:

Bild nummer 8 - arbeta med kort. Eleverna har kort med kroppar (föremål) på sina bord. Vi kommer att bjuda in eleverna att dela in korten i två grupper: bord, sol, träd, penna, moln, sten, böcker, stol. Låt oss skriva ner svaren i en anteckningsbok. Eleverna ombeds läsa namnen på kropparna, detta blir grupp 1. På vilken grund satte de ord på den här gruppen? Vi gör samma sak med den andra gruppen.

Rätt svar:

Vi drar en slutsats. Hur vi delade upp orden (på vilken princip?): Det finns kroppar som är skapade av naturen, och det finns de som är skapade av mänskliga händer.

Vi urskiljer blocket i en anteckningsbok (Figur 1).

Bildnummer 9. Mottagning "Interaktivt band". Bilden visar naturliga och konstgjorda kroppar. Med hjälp av bläddringsknappen, som samtidigt är en trigger, ser vi naturliga och konstgjorda kroppar (varje gång man trycker på knappen ändras de grupperade bilderna).

Vi befäster kunskapen som vi fått med hjälp av trafikljusspelet (bilder 10-12). Spelet handlar om att hitta rätt svar.

Bild 10. Uppgift: hitta naturliga kroppar. Endast naturliga kroppar bör väljas från de föreslagna kropparna på rutschkanan. Bilden är en utlösare - när den trycks in visas en trafiksignal (röd eller grön). Ljudfiler hjälper eleverna att se till att de har valt rätt svar.

Lärare: Låt oss komma ihåg vad vi sa i början.Vi fann det svårt att exakt avgöra om kalk, vatten eller lera är kroppar och kom till slutsatsen att de inte har exakta konturer, former och därför inte är kroppar. Vi kallar dessa ord substanser. Alla kroppar är gjorda av ämnen. Vi skriver ner definitionen i en anteckningsbok.

Bild 13. Betrakta två exempel på den här bilden.

Exempel 1: sax är en kropp, vad de är gjorda av är ett ämne (järn).

Exempel 2: vattendroppar är kroppar, ämnet som dropparna består av är vatten.

Bildnummer 14. Tänk på kroppar som är sammansatta av flera ämnen. Till exempel en penna och ett förstoringsglas. På bilden tittar vi separat på de ämnen som utgör pennan. För demonstration, tryck på kontrollknapparna: "grafit", "gummi", "trä". För att ta bort onödig information, klicka på krysset.

Låt oss överväga vilka ämnen förstoringsglaset består av. Vi trycker på avtryckarna "glas", "trä", "metall".

Bild nummer 15. Överväg ytterligare två exempel för konsolidering. Vad är en hammare gjord av? Hammaren består av järn och trä (handtag). Vad är knivar gjorda av? Knivar är sammansatta av järn och träämnen.

Bildnummer 16. Betrakta två föremål som består av flera ämnen. Köttkvarn: tillverkad av järn och trä. Släde: gjord av järn och trä.

Bild 17. Vi drar en slutsats: kroppar kan bestå av ett ämne, eller de kan av flera.

Slides 18, 19, 20. Reception "Interactive tape". Demonstrerar för studenter. Ett ämne kan ingå i flera kroppar.

Objektglas 18. Ämnen är helt eller delvis sammansatta av glas.

Slide 19. Ämnen är helt eller delvis sammansatta av metall.

Slide 20. Ämnen är helt eller delvis sammansatta av plast.

Bild 21. Läraren ställer frågan "Är alla ämnen lika?"

På bilden, tryck på "Start" kontrollknappen. Notera i en anteckningsbok: alla ämnen är sammansatta av de minsta osynliga partiklarna. Vi introducerar klassificeringen av ämnen enligt aggregationstillstånd: flytande, fast, gasformig. Triggers (pilar) används på bilden. När du klickar på pilen kan du se en bild med partiklar i ett givet aggregationstillstånd. Tryck på pilen igen - objekten försvinner.

Bild 22. Experimentell del. Det är nödvändigt att bevisa att partiklarna är små, osynliga för ögat, men behåller egenskaperna hos ett ämne.

Låt oss göra ett experiment. På elevernas bord finns brickor med en uppsättning av den enklaste laboratorieutrustningen: ett glas, en rörsked, en servett, en sockerbit.

Doppa en sockerbit i ett glas, rör om tills det är helt upplöst. Vad är det vi ser? Lösningen har blivit homogen, vi ser inte längre en sockerbit i ett glas vatten. Bevisa att det fortfarande finns socker i glaset. Hur? Att smaka. Socker: ämne vit, söt smak. Slutsats: efter upplösning upphörde inte socker att vara socker, eftersom det förblev sött. Det betyder att socker består av de minsta partiklarna som är osynliga för ögat (molekyler).

Bild 23. Betrakta arrangemanget av partiklar i ämnen med fast aggregationstillstånd. Vi demonstrerar arrangemanget av partiklar och materia (exempel) med hjälp av tekniken "interaktiva tejp" - rullningsknappen låter dig visa bilderna det antal gånger som krävs. Vi skriver slutsatsen i en anteckningsbok: i fasta ämnen är partiklarna placerade nära varandra.

Slide 24. Arrangemang av partiklar i flytande ämnen. I flytande ämnen finns partiklarna på ett visst avstånd från varandra.

Bildnummer 25. Arrangemang av partiklar i gasformiga ämnen: partiklarna är belägna långt från varandra, avståndet mellan dem är mycket större än storleken på själva partiklarna.

Bild 31. Det är dags att inventera. Tillsammans med läraren minns de vad de lärde sig på lektionen. Läraren ställer frågor:

1. Allt som omger oss heter... kroppar
2. Kroppar är naturlig och artificiell.
3. Skriv ner schemat i en anteckningsbok. Lärare: överväg diagrammet. Kroppar är naturliga och konstgjorda, ämnen kan vara fasta, flytande, gasformiga. Ämnen är uppbyggda av partiklar. Partikeln behåller ämnets egenskaper (kom ihåg att socker förblev sött när det löstes upp). Triggers används på bilden. Klicka på figuren "Kroppen", pilar visas, sedan figurer med orden "Artificiell" och "Naturlig". När du klickar på "substans"-figuren visas tre pilar (flytande, fast, gasformig).

Bild nummer 30. Fyll i tabellen. Läs instruktionerna noggrant.

(Markera med " + "I lämplig kolumn, vilka av de listade ämnena som är fasta, flytande, gasformiga).

Ämne	Fast	Flytande	Gasformig
Salt
Naturgas
Socker
Vatten
Aluminium
Alkohol
Järn
Koldioxid

Kontrollera arbetets framsteg (bild 30). I sin tur namnger barnen ämnet och förklarar vilken grupp det tillhörde.

Lektionssammanfattning

1) Sammanfattning

Ni arbetade tillsammans.

Låt oss ta reda på vilken grupp som var mest uppmärksam på lektionen. Läraren ställer frågan: "Vad kallas kroppar, vad kännetecknar kroppen, ge ett exempel." Eleverna svarar. Allt som omger oss kallas kroppar. Vilka är ämnena enligt aggregationstillståndet: flytande, fast, gasformig. Vad är ämnen gjorda av? Ge exempel på hur partiklar behåller ämnens egenskaper. Om vi ​​till exempel saltade soppan, hur vet vi att ämnets egenskaper bevaras? Att smaka. Fyll i diagrammet (Figur 2)

Diskussion: vad håller de med om, vad håller de inte med om.

Vad har du lärt dig för nytt? Barn anmäler. ( Alla föremål runt omkring oss kallas kroppar. Kroppar är gjorda av ämnen. Ämnen - från partiklar).

Läxa

Läraren informerar barnen läxa(frivillig):

• lösa ett litet test (Bilaga 5).
• interaktivt test (Bilaga 3).
• se en presentation om vatten (Bilaga 7)... I presentationen kan du bekanta dig med sex kända fakta om vatten. Tänk killar, varför behöver ni lära känna detta ämne bättre? Svar: det vanligaste ämnet på jorden. Och vilket annat ämne skulle du vilja bjuda in till dig själv (skapande av virtuella utflykter).
• studera en elektronisk lärobok (Bilaga 4).

Notera: läraren kan använda ytterligare bilder nummer 32, 33, 36.

Bildnummer 32. Uppgift: kontrollera dig själv. Hitta produkter (interaktivt test).

Bildnummer 33. Uppgift: kontrollera dig själv. Hitta kroppar av livlig och livlös natur (interaktivt test).

Bildnummer 36. Uppgift: dela in kropparna i kroppar av livlig och livlös natur (interaktivt test).

Litteratur.

1. P.D. Gribov hur människan utforskar, studerar, använder naturen. 2-3 klasser. Volgograd: Lärare, 2004.-64 sid.
2. Maksimova T.N. Lektionsutveckling för kursen " Världen”: 2:a klass. - M .: VAKO, 2012.-336s. - (För att hjälpa skolläraren).
3. Reshetnikova G.N., Strelnikov N.I. Världen. Årskurs 3: underhållande material - Volgograd: Lärare, 2008. - 264 s .: ill.
4. Tikhomirova E.M. Prov i ämnet "The World Around": Betyg 2: till AA Pleshakova ”Världen omkring oss. Betyg 2”. - M .: Förlaget "Exam", 2011. - 22 sid.

Materiens gasformiga tillstånd

Polymerer är av naturligt (växt- och djurvävnad) och artificiellt (plast, cellulosa, glasfiber, etc.) ursprung.

Precis som i fallet med vanliga molekyler, ett system av makromolekyler. att bilda en polymer tenderar till det mest sannolika tillståndet - en stabil jämvikt som motsvarar minimum av fri energi. Därför bör polymerer i princip också ha en kristallgitterstruktur. Men på grund av makromolekylernas skrymmande och komplexitet var det endast i ett fåtal fall möjligt att erhålla perfekta makromolekylära kristaller. I de flesta fall är polymerer sammansatta av kristallina och amorfa regioner.

Flytande tillstånd kännetecknas av det faktum att den potentiella attraktionsenergin för molekyler är något högre i absolutvärde deras kinetiska energi. Attraktionskrafterna mellan molekyler i en vätska säkerställer att molekyler kvarhålls i vätskans volym. Samtidigt är molekyler i en vätska inte förbundna med varandra genom stationära stabila bindningar, som i kristaller. De fyller tätt utrymmet som upptas av vätskan, därför är vätskorna praktiskt taget inkompressibla och har tillräckligt med hög densitet... Grupper av molekyler kan ändra sin relativa position, vilket säkerställer flytande vätskor. En vätskas egenskap att motstå flöde kallas viskositet. Vätskor kännetecknas av diffusion och Brownsk rörelse, dock i betydande grad mindre gradän gaser.

Volymen som upptas av vätskan begränsas av ytan. Eftersom en boll har en minimal yta för en given volym, får vätskan i ett fritt tillstånd (till exempel i noll gravitation) formen av en boll.

Vätskor har en viss struktur, som dock är mycket mindre uttalad än fasta ämnen. Den viktigaste egenskapen hos vätskor är egenskapernas isotropi. En enkel idealvätskemodell har ännu inte skapats.

Det finns ett mellantillstånd mellan vätskor och kristaller som kallas flytande kristaller. En egenskap hos flytande kristaller ur molekylär synvinkel är den långsträckta, spindelformade formen på deras molekyler, vilket leder till anisotropi av deras egenskaper.

Det finns två typer av flytande kristaller - nematik och smektik. Smectics kännetecknas av närvaron av parallella lager av molekyler som skiljer sig från varandra i ordningen av strukturen. I nematik tillhandahålls ordning av molekylernas orientering. Anisotropin av egenskaperna hos flytande kristaller bestämmer deras viktiga optiska egenskaper. Flytande kristaller kan till exempel vara transparenta åt ena hållet och ogenomskinliga åt andra hållet. Det är viktigt att orienteringen av flytande kristallmolekyler och deras lager lätt kan kontrolleras med hjälp av yttre påverkan(till exempel temperatur, elektriska och magnetiska fält).

Materiens gasformiga tillstånd inträffar när

rörelseenergi termisk rörelse molekyler överstiger den potentiella energin för deras bindning. I det här fallet tenderar molekylerna att röra sig bort från varandra. Gas har ingen struktur, upptar hela volymen som tillhandahålls till den, är lätt komprimerbar; diffusion sker lätt i gaser.

Egenskaperna hos ämnen i gasformigt tillstånd förklaras av den kinetiska gasteorin. Dess huvudsakliga postulat är följande:

Alla gaser är uppbyggda av molekyler;

Storleken på molekylerna är försumbara jämfört med avstånden mellan dem;

Molekyler är ständigt i ett tillstånd av kaotisk (brownisk) rörelse;

Mellan kollisioner hålls molekyler kvar konstant hastighet rörelse; banor mellan kollisioner - raka linjesegment;

Kollisioner mellan molekyler och molekyler med kärlets väggar är perfekt elastiska, d.v.s. den totala kinetiska energin för de kolliderande molekylerna förblir oförändrad.

Tänk på en förenklad modell av en gas som följer ovanstående postulat. Denna gas kallas idealgas. Låt en idealgas innehålla N identiska molekyler, som var och en har en massa m, är i ett kubformat kärl med en kantlängd l(fig. 5.14). Molekyler rör sig kaotiskt; deras medelhastighet<v>. För enkelhetens skull delar vi upp alla molekyler i tre lika stora grupper och antar att de rör sig endast i riktningar vinkelräta mot två motsatta väggar av kärlet (Fig. 5.15).

Ris. 5.14.

Var och en av gasmolekylerna rör sig med en hastighet<v> vid absolut elastisk kollision med kärlväggen kommer den att vända rörelseriktningen utan att ändra hastigheten. Molekylärt momentum<R> = m<v> blir lika i detta fall - m<v>. Förändringen i momentum vid varje kollision är uppenbarligen lika. Kraften som verkar under denna kollision är F= -2m<v>/Δ t... Den fullständiga förändringen i fart vid kollision med allas väggar N/ 3molekyler är lika med ... Låt oss definiera tidsintervallet Δ t, under vilka alla N / 3 kollisioner kommer att inträffa: D t = 2 //< v >... Då är medelvärdet av kraften som verkar på vilken vägg som helst

Tryck R gas på väggen definieras som kraftförhållandet<F> till väggområdet l 2:

var V = l 3 - kärlets volym.

Således är trycket hos en gas omvänt proportionellt mot dess volym (kom ihåg att denna lag fastställdes empiriskt av Boyle och Marriott).

Vi skriver om uttryck (5.4) som

Här är den genomsnittliga kinetiska energin för gasmolekyler. den är proportionell absolut temperatur T:

var kÄr Boltzmann konstant.

Genom att ersätta (5.6) med (5.5) får vi

Det är bekvämt att byta från antalet molekyler N till antalet mol n gas, vi minns att ( N A är Avogadros nummer), och sedan

var R = kN A - är den universella gaskonstanten.

Uttryck (5.8) är tillståndsekvationen för en klassisk idealgas för n mol. Denna ekvation, skriven för en godtycklig massa m gas

var M - molär massa gas kallas Clapeyron-Mendeleev-ekvationen (se (5.3)).

Verkliga gaser följer denna ekvation i begränsad utsträckning. Poängen är att ekvationerna (5.8) och (5.9) inte tar hänsyn till intermolekylär interaktion i verkliga gaser - van der Waals-krafterna.

Fasövergångar... Ett ämne, beroende på de förhållanden som det befinner sig i, kan ändra sitt aggregationstillstånd, eller, som de säger, flytta från en fas till en annan. Denna övergång kallas en fasövergång.

Som nämnts ovan, den viktigaste faktorn bestämmer tillståndet för ett ämne är dess temperatur T karakterisera den genomsnittliga kinetiska energin för termisk rörelse av molekyler och tryck R... Därför analyseras materiens tillstånd och fasövergångar enligt tillståndsdiagrammet, där värdena plottas längs axlarna T och R, och varje punkt på koordinatplanet bestämmer tillståndet för den givna substansen som motsvarar dessa parametrar. Låt oss analysera ett typiskt diagram (Fig. 5.16). Kurvor OA, AB, AK separata materiatillstånd. Med tillräckligt låga temperaturer nästan alla ämnen är i fast kristallint tillstånd.

Två karakteristiska punkter är markerade på diagrammet: A och TILL... Punkt A kallas en trippelpunkt; vid lämplig temperatur ( T t) och tryck ( R r) gas, vätska och fast ämne är i jämvikt i den samtidigt.

Punkt TILL indikerar ett kritiskt tillstånd. Vid denna tidpunkt (kl T cr och R cr) skillnaden mellan vätska och gas försvinner, d.v.s. de senare har samma fysikaliska egenskaper.

Kurva OAär sublimerings- (sublimerings-) kurvan; vid lämpligt tryck och temperatur sker en övergång mellan gas och fast (fast gas) som går förbi det flytande tillståndet.

Under press R T< R < R cr övergången från ett gasformigt till ett fast tillstånd (och vice versa) kan endast ske genom vätskefasen.

Kurva AK motsvarar avdunstning (kondensering). Vid lämpligt tryck och temperatur sker vätske-gas-övergången (och vice versa).

Kurva ABär kurvan för övergången "vätska - fast" (smältning och kristallisation). Denna kurva har inget slut, eftersom det flytande tillståndet alltid skiljer sig från det kristallina tillståndet i struktur.

Som illustration presenterar vi formen på ytorna av materiatillstånd i variabler p, v, t(Fig.5.17), där V- ämnets volym

Bokstäverna G, Zh, T betecknar ytor, vars punkter motsvarar ett gasformigt, flytande eller fast tillstånd, och områdena ytor T-G, Zh-T, T-Zh - till tvåfastillstånd. Uppenbarligen, om du projicerar skiljelinjerna mellan faserna på koordinatplan RT får vi ett fasdiagram (se fig. 5.16).

Kvantvätska - helium... Vid vanliga temperaturer i makroskopiska kroppar, på grund av den uttalade kaotiska termiska rörelsen, är kvanteffekter omärkliga. Men med sjunkande temperatur kan dessa effekter komma i förgrunden och uppträda makroskopiskt. Så till exempel kännetecknas kristaller av närvaron av termiska vibrationer av joner belägna på platserna för kristallgittret. Med sjunkande temperatur minskar svängningarnas amplitud, men även när man närmar sig absolut noll slutar inte svängningarna, i motsats till klassiska begrepp.

En förklaring av denna effekt följer av osäkerhetsrelationen. En minskning av vibrationsamplituden innebär en minskning av området för lokalisering av partikeln, dvs. osäkerheten för dess koordinater. I enlighet med osäkerhetsrelationen leder detta till en ökning av impulsosäkerheten. Att "stoppa" en partikel är alltså förbjudet enligt kvantmekanikens lagar.

Denna rent kvanteffekt visar sig i existensen av ett ämne som finns kvar i flytande tillståndäven vid temperaturer nära absolut noll. En sådan "kvant" vätska är helium. Energin från nollpunktsvibrationer visar sig vara tillräcklig för att förstöra kristallgittret. Vid ett tryck av cirka 2,5 MPa kristalliserar emellertid flytande helium fortfarande.

Plasma.Överföringen av betydande energi till gasens atomer (molekyler) utifrån leder till jonisering, det vill säga sönderfallet av atomer till joner och fria elektroner. Detta tillstånd av materia kallas plasma.

Jonisering sker till exempel när en gas värms upp kraftigt, vilket leder till en signifikant ökning av atomernas kinetiska energi, när elektrisk urladdning i gas (stötjonisering av laddade partiklar), när gasen utsätts för elektromagnetisk strålning (autojonisering). Plasma som produceras vid ultrahöga temperaturer kallas högtemperaturplasma.

Eftersom joner och elektroner i plasma bär okompenserat elektriska laddningar, deras ömsesidigt inflytande grundläggande. Mellan laddade plasmapartiklar finns inte ett par (som i en gas), utan en kollektiv interaktion. På grund av detta beter sig plasman som en sort elastiskt medium, där olika vibrationer och vågor lätt exciteras och fortplantas

Plasma interagerar aktivt med elektriska och magnetiska fält. Plasma är det vanligaste materiatillståndet i universum. Stjärnor är gjorda av högtemperaturplasma, kalla nebulosor är gjorda av lågtemperatur. Svagt joniserad lågtemperaturplasma finns i jordens jonosfär.

Litteratur för kapitel 5

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

2. Azshlov A. Kolets värld. - M .: Kemi, 1978.

3. Bronstein MP-atomer och elektroner. - M .: Nauka, 1980.

4. Benilovsky VD Dessa fantastiska flytande kristaller. - M: Utbildning, 1987.

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

6. Christie R., Pitti A. Materiens struktur: en introduktion till modern fysik. - Moskva: Nauka, 1969.

7. Kreichi V. Världen genom ögonen modern fysik... - M .: Mkr, 1984.

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

9. Okun LB α, β, γ,…,: en elementär introduktion till elementarpartiklars fysik. - M .: Nauka, 1985.

10. Petrov Yu. I. Fysik av små partiklar. - M .: Nauka, 1982.

11. Och Purmal A. P. et al. Hur substanser omvandlas. - M .: Nauka, 1984.

12. Rosenthal IM Elementarpartiklar och universums struktur. - M .: Nauka, 1984.

13. Smorodinsky Ya. A. Elementarpartiklar. - M .: Kunskap, 1968.

Hittills är det känt att mer än 3 miljoner finns. olika ämnen... Och denna siffra växer varje år, eftersom syntetiska kemister och andra forskare ständigt genomför experiment för att få nya föreningar med användbara egenskaper.

En del av ämnena är naturliga invånare som bildas naturligtvis... Den andra hälften är konstgjorda och syntetiska. Men i det första och andra fallet består en betydande del av gasformiga ämnen, exempel och egenskaper som vi kommer att överväga i den här artikeln.

Tillstånd för aggregation av ämnen

Sedan 1600-talet har det antagits att alla kända föreningar kan existera i tre aggregationstillstånd: fasta, flytande, gasformiga ämnen. Men noggrann forskning under de senaste decennierna inom området astronomi, fysik, kemi, rymdbiologi och andra vetenskaper har bevisat att det finns en annan form. Det här är plasma.

Hur är det? Detta är delvis eller helt. Och det visar sig att det finns en överväldigande majoritet av sådana ämnen i universum. Så det är i plasmans tillstånd som:

• interstellär materia;
• kosmisk materia;
• högre skikt av atmosfären;
• nebulosa;
• sammansättningen av många planeter;
• stjärnor.

Därför säger man idag att det finns fasta, flytande, gasformiga ämnen och plasma. Förresten, varje gas kan artificiellt överföras till ett sådant tillstånd genom att utsätta den för jonisering, det vill säga göra den till joner.

Gasformiga ämnen: exempel

Det finns många exempel på de ämnen som övervägs. Trots allt har gaser varit kända sedan 1600-talet, när van Helmont, en naturforskare, först tog emot koldioxid och började undersöka dess egenskaper. Förresten, han gav också namnet till denna grupp av föreningar, eftersom, enligt hans åsikt, gaser är något oordnat, kaotiskt, förknippat med andar och något osynligt, men påtagligt. Detta namn har slagit rot i Ryssland också.

Du kan klassificera alla gasformiga ämnen, då blir det lättare att ge exempel. Det är trots allt svårt att täcka in all mångfald.

Kompositionen särskiljs:

• enkel,
• komplexa molekyler.

Den första gruppen inkluderar de som består av samma atomer i valfritt antal. Exempel: syre - O 2, ozon - O 3, väte - H 2, klor - CL 2, fluor - F 2, kväve - N 2 och andra.

• vätesulfid - H2S;
• väteklorid - HCL;
• metan - CH4;
• svaveldioxid - SO2;
• brun gas - NO 2;
• freon - CF2CL2;
• ammoniak - NH 3 och andra.

Klassificering av ämnen efter natur

Du kan också klassificera typerna av gasformiga ämnen efter deras tillhörighet till den organiska och oorganiska världen. Det vill säga av de ingående atomernas natur. Organiska gaser är:

• de första fem representanterna (metan, etan, propan, butan, pentan). Allmän formel C n H 2n + 2;
• eten - C2H4;
• acetylen eller etyn - C2H2;
• metylamin - CH3NH2 och andra.

En annan klassificering som kan tillämpas på föreningarna i fråga är fission baserad på de ingående partiklarna. Alla gasformiga ämnen består inte av atomer. Exempel på strukturer där joner, molekyler, fotoner, elektroner finns, Brownska partiklar plasma, hänvisar också till föreningar i detta aggregationstillstånd.

Gasegenskaper

Egenskaperna för ämnen i det betraktade tillståndet skiljer sig från de för fasta eller flytande föreningar. Saken är att gasformiga ämnens egenskaper är speciella. Deras partiklar är lätta och snabbt rörliga, ämnet som helhet är isotropiskt, det vill säga egenskaperna bestäms inte av rörelseriktningen för strukturerna som ingår i kompositionen.

Det är möjligt att beteckna de viktigaste fysikaliska egenskaperna hos gasformiga ämnen, vilket kommer att skilja dem från alla andra former av materias existens.

1. Det är sådana kopplingar som inte kan ses och kontrolleras, kännas på vanliga mänskliga sätt. För att förstå egenskaperna och identifiera en viss gas, förlitar de sig på fyra parametrar som beskriver dem alla: tryck, temperatur, mängd ämne (mol), volym.
2. Till skillnad från vätskor kan gaser uppta hela utrymmet utan rester, och begränsas endast av storleken på kärlet eller rummet.
3. Alla gaser blandas lätt med varandra, medan dessa föreningar inte har någon gränsyta.
4. Det finns lättare och tyngre representanter, därför är det, under påverkan av gravitation och tid, möjligt att se deras separation.
5. Diffusion är en av väsentliga egenskaper dessa föreningar. Förmågan att tränga in i andra ämnen och mätta dem från insidan, samtidigt som de gör helt oordnade rörelser inom dess struktur.
6. Riktiga gaser elektricitet de kan inte leda, men om vi pratar om sällsynta och joniserade ämnen så ökar konduktiviteten kraftigt.
7. Gasernas värmekapacitet och värmeledningsförmåga är låg och fluktuerar i olika arter.
8. Viskositeten ökar med ökande tryck och temperatur.
9. Det finns två alternativ för interfasövergång: förångning - vätska förvandlas till ånga, sublimering - en fast, förbigående vätska, blir gasformig.

En utmärkande egenskap hos ångor från sanna gaser är att den första kl vissa villkor kan gå in i en flytande eller fast fas, men de senare är inte det. Det bör också noteras förmågan hos föreningarna i fråga att motstå deformation och vara flytande.

Sådana egenskaper hos gasformiga ämnen gör det möjligt att använda dem i stor utsträckning olika områden vetenskap och teknik, industri och nationalekonomi... Dessutom är de specifika egenskaperna strikt individuella för varje representant. Vi har endast beaktat de egenskaper som är gemensamma för alla verkliga strukturer.

Kompressibilitet

På olika temperaturer, såväl som under påverkan av tryck, kan gaser komprimeras, öka deras koncentration och minska den upptagna volymen. Vid förhöjda temperaturer expanderar de, vid låga temperaturer drar de ihop sig.

Förändringar sker även under press. Densiteten av gasformiga ämnen ökar och när en kritisk punkt nås, som är olika för varje representant, kan en övergång till ett annat aggregationstillstånd inträffa.

Stora forskare som bidrar till utvecklingen av gasvetenskap

Det finns många sådana människor, eftersom studiet av gaser är en mödosam och historiskt lång process. Låt oss uppehålla oss mest kända personligheter vem lyckades göra mest betydande upptäckter.

1. 1811 gjorde han en upptäckt. Det spelar ingen roll vilken typ av gaser, det viktigaste är att de under samma förhållanden finns i en volym av samma mängd beroende på antalet molekyler. Det finns ett beräknat värde uppkallat efter vetenskapsmannens efternamn. Det är lika med 6,03 * 10 23 molekyler för 1 mol av vilken gas som helst.
2. Fermi - skapade teorin om en ideal kvantgas.
3. Gay-Lussac, Boyle-Marriott - namnen på forskarna som skapade de grundläggande kinetiska ekvationerna för beräkningar.
4. Robert Boyle.
5. John Dalton.
6. Jacques Charles och många andra vetenskapsmän.

Gasformiga ämnens struktur

Mest huvud funktion i konstruktionen av kristallgittret för ämnena i fråga, är detta det faktum att det i dess noder finns antingen atomer eller molekyler som är förbundna med varandra genom svaga kovalenta bindningar. Det finns också van der Waals styrkor när det kommer om joner, elektroner och andra kvantsystem.

Därför är huvudtyperna av struktur för gasnät:

• atom;
• molekyl.

Anslutningarna inuti bryts lätt, så dessa anslutningar har inte en konstant form, utan fyller hela den rumsliga volymen. Detta förklarar också bristen på elektrisk ledningsförmåga och dålig värmeledningsförmåga. Men den termiska isoleringen av gaser är bra, eftersom de tack vare diffusion kan tränga in i fasta ämnen och uppta fria klusterutrymmen inuti dem. Samtidigt släpps inte luft igenom, värmen hålls kvar. Detta är grunden för användningen av gaser och fasta ämnen i ballast för byggnadsändamål.

Enkla ämnen bland gaser

Vilka gaser som hör till denna kategori när det gäller struktur och struktur har vi redan diskuterat ovan. Det är de som är uppbyggda av samma atomer. Det finns många exempel, eftersom en betydande del av icke-metaller från alla periodiska systemet under normala förhållanden existerar den i detta tillstånd av aggregering. Till exempel:

• vit fosfor - ett av detta element;
• kväve;
• syre;
• fluor;
• klor;
• helium;
• neon;
• argon;
• krypton;
• xenon.

Molekylerna i dessa gaser kan vara antingen monoatomiska (ädelgaser) eller polyatomiska (ozon - O 3). Bindningstypen är kovalent icke-polär, i de flesta fall ganska svag, men inte i alla. Kristallcell molekylär typ, vilket gör att dessa ämnen lätt kan passera från ett aggregationstillstånd till ett annat. Så, till exempel, jod under normala förhållanden är mörklila kristaller med en metallisk glans. Men när de värms upp sublimeras de till moln av ljuslila gas - I 2.

Förresten, vilket ämne som helst, inklusive metaller, kan under vissa förhållanden existera i gasformigt tillstånd.

Komplexa föreningar av gasformig natur

Dessa gaser är naturligtvis majoriteten. Olika kombinationer av atomer i molekyler, förenade av kovalenta bindningar och van der Waals-interaktioner, tillåter hundratals olika representanter för det betraktade aggregerade tillståndet att bildas.

Exempel nämligen komplexa ämnen bland gaser kan det finnas alla föreningar som består av två eller flera olika grundämnen. Dessa inkluderar:

• propan;
• butan;
• acetylen;
• ammoniak;
• silan;
• fosfin;
• metan;
• koldisulfid;
• Svaveldioxid;
• brun gas;
• freon;
• eten och andra.

Kristallgitter av molekylär typ. Många av dem löser sig lätt i vatten och bildar motsvarande syror. Mest av sådana föreningar är en viktig del av kemiska synteser som utförs inom industrin.

Metan och dess homologer

Ibland allmänt begrepp"gas" betyder ett naturligt mineral som är en blandning av gasformiga produkterövervägande organisk till sin natur. Det är han som innehåller sådana ämnen som:

• metan;
• etan;
• propan;
• butan;
• eten;
• acetylen;
• pentan och några andra.

Inom industrin är de mycket viktiga, eftersom det är propan-butanblandningen som är den hushållsgas som människor använder för att laga mat, som används som energi- och värmekälla.

Många av dem används för syntes av alkoholer, aldehyder, syror och andra organiskt material... Årlig konsumtion naturgas beräknas i biljoner kubikmeter, och detta är ganska berättigat.

Syre och koldioxid

Vilka gasformiga ämnen kan kallas de mest utbredda och kända även för förstaklassare? Svaret är uppenbart - syre och koldioxid. De är trots allt de direkta deltagarna i det gasutbyte som sker i alla levande varelser på planeten.

Det är känt att det är tack vare syre som liv är möjligt, eftersom bara vissa arter kan existera utan det. anaeroba bakterier... Och koldioxid - önskad produkt"mat" för alla växter som absorberar det för att kunna utföra fotosyntesprocessen.

Ur kemisk synvinkel är både syre och koldioxid viktiga ämnen för att utföra syntesen av föreningar. Det första är ett starkt oxidationsmedel, det andra är oftare ett reduktionsmedel.

Halogener

Detta är en grupp föreningar där atomer är partiklar gasformigt ämne, kopplade i par till varandra på grund av en kovalent icke-polär bindning. Alla halogener är dock inte gaser. Brom är en vätska under normala förhållanden, och jod är ett lätt sublimerat fast ämne. Fluor och klor är giftiga ämnen som är hälsofarliga för levande varelser, som är de starkaste oxidationsmedlen och används ofta i synteser.

Världen omkring oss är en mängd olika föremål och former. Men all mångfald i vår värld kan villkorligt delas in i tre grupper: kroppar, ämnen och partiklar. Hur man särskiljer dem, och vad som kännetecknar vart och ett av dessa begrepp, kommer att diskuteras i lektionen om omvärlden i årskurs 3.

Kropp

Ur vetenskapens synvinkel är alla föremål en kropp. Allt som omger dig, hemma, i klassrummet, på gatan, är kroppar. Till exempel en mugg, bord, telefon, sten, stol, boll.

Efter ursprung kan kroppen vara:

• naturlig- skapad av naturen;
• artificiell- skapad av människan;
• vid liv;
• livlös.

Ris. 1. Variation av kroppar

Kroppen kännetecknas av:

• storlek;
• form;
• Färg
• massa;
• temperatur.

Vid delning förvandlas vilken kropp som helst till ett nytt föremål. Till exempel är en penna en kropp, men om du tar isär den får du några detaljer.

Ämnen

Ämnet är vad kroppen är gjord av. Ett föremål kan bestå av flera ämnen. Till exempel är en kanna gjord av lera, en halsduk är stickad av ull, en sked är gjord av metall.

TOP-4 artiklarsom läser med detta

Ris. 2. Ämnen

Ämnen är av tre tillstånd:

• fast- de som kan röras;
• flytande- till exempel vatten;
• gasformig- luft.

En av fantastiska egenskaper vissa kroppar - detta är förmågan att flytta från ett tillstånd till ett annat under påverkan av vissa faktorer. Till exempel tar vatten vid temperaturer under noll den fasta formen av is, och vid 100 grader Celsius börjar det koka och förvandlas till en gasform - ånga.

Till skillnad från en kropp förändras inte ämnen under fission. Om sockerbiten är uppdelad i flera delar kommer var och en av dem fortfarande att vara socker. Eller häll vatten i koppar, det kommer att förbli vatten och blir inte ett nytt ämne.

Partiklar

Ämnen är uppbyggda av ännu mindre enheter. De är så små att de inte kan ses utan mikroskop. De kallas partiklar.

Partiklarna behåller ämnets egenskaper. Som ett experiment kan du röra en sockerbit i vatten. Av detta kommer vätskan att bli söt, men vi kommer inte att se ämnet, eftersom sockerpartiklarna har blandat sig med vattenpartiklarna.

Det finns fritt utrymme mellan partiklarna. Materiens tillstånd kommer att bero på hur tätt elementen är i den. I fasta ämnen finns det nästan inga luckor mellan partiklarna, i vätska finns det ett visst avstånd mellan elementen, och i gasformiga ämnen rör sig partiklarna fritt, eftersom det är ett stort avstånd mellan dem.

Ris. 3. Partiklar i olika kroppar

Vad har vi lärt oss?

Ämnet "Kroppen, ämnen, partiklar" i världen omkring oss är ett mycket intressant ämne för diskussion. Många experiment kan göras för att studera deras egenskaper. Kroppar är komplexa föremål som består av ett eller flera ämnen. I sin tur finns det i vilket material som helst en uppsättning av de minsta odelbara elementen - partiklar.