Как зависит масса от упаковки частиц

§06 Как зависит масса от упаковки частиц
§6. Как зависит масса от упаковки частиц
Возьмем несколько тел одинакового объема, изготовленных из разных веществ. Напри
мер, кубики со стороной 1 см из: а) сухой березы; б) алюминия; в) серебра. Деревянный
кубик будет весить примерно 0,5 г, алюминиевый – 2,7 г, серебряный – 10,5 г. Как объяс
нить такое большое различие в массе с молекулярной точки зрения?
Аня предложила свое объяснение – они содержат разное количество частиц.
Посмотрите на рисунки 1,2 и 3, которые подготовила Аня. Как вы полагаете, какой ри
сунок Аня поставила в соответствие деревянному кубику, а какие – алюминиевому и се
ребряному? Какие замечания к рисункам вы можете сделать? Что вам в них понравилось?
1
2
Глядя на «молекулярные картинки» трех
тел, можно с уверенностью сказать, что они от
личаются массой: m1 > m2 > m3. А вот по «моле
кулярным картинкам» 4, 5 и 6, которые нарисо
вал Гриша, для сравнения масс придется посчи
4
5
6
тать количество частиц: m4 = m5; m6 > m5.
Мы задумались над тем, как сравнивать не те
ла, а вещества. Ведь ясно, что Гриша воспользо
вался теми же веществами, но взял их в разном
объеме. В макромире для этого есть специальная
величина, которая называется плотностью.
Плотность не зависит от объема тела и его массы,
m
ρ= —
она характеризует только материал, из которого
V
изготовлено тело. Обозначается плотность гре
ческой буквой ρ (читается «ро»). Про изобра
женные тела можно записать много разных формул (проверьте их и допишите свои):
ρ1
=
ρ4
ρ2 > ρ6
3
ρ5 < ρ4
Итак, в макромире вещества различаются плотностью. А как различить вещества на
микроуровне? Дина предложила термин «сплоченность», Егор предложил термин «разре
женность», а Женя – «сгущенность». Подбирая правила для количественного выражения
этих признаков, ученики получили две формулы (N – количество частиц; V – объем тела):
V
(2)
N
N
(1)
V
Какую из этих формул выберут для себя Дина, Женя, Егор?
302
В физике принято использовать величину, которая называется концентрацией
частиц и обозначается латинской буквой n. Концентрация показывает количество
частиц, содержащихся в единице объема.
Какой из терминов, предложенных ребятами, ближе к понятию «концентрация»?
Составьте и запишите в тетради формулы для нахождения n, N, V:
n=
V=
16
N=
Как зависит масса от упаковки частиц §06
Потренируйтесь в выполнении упражнений с использованием формул.
310
В 1811 году итальянский физик и химик Амедео Авогадро высказал
интересную догадку: если взять различные газы в одинаковых объемах
и при одинаковых условиях (т. е. при одинаковых температурах и дав
лениях), количество частиц будет одинаковым! Гипотеза Авогадро
позднее получила экспериментальное подтверждение, поэтому она по
лучила статус закона.
А. Авогадро
(1776–1856)
Докажите следствие из закона Авогадро: при одинаковых условиях
концентрации различных газов равны.
Аня полагает, что вещества имеют разную плотность изза количества частиц в рав
ных объемах. Иной точки зрения придерживается Боря, он считает, что вещества
различаются массой составляющих их частиц.
§07
Противоречат ли объяснения Ани и Бори закону Авогадро?
Проверьте и выпишите в свою тетрадь сформулированные ниже правила и запишите
их в виде формул. Воспользуйтесь полученными формулами и составьте формулу, связы
вающую плотность вещества и концентрацию.
1. Чтобы найти плотность, надо массу тела m разделить на объем V.
2. Масса тела равна произведению массы одной частицы на количество частиц.
Величины, относящиеся к микромиру (миру атомов и молекул) называют микропара
метрами (от гр. micros – малый).
Микропараметры
Масса частицы,
m0
Скорость частицы,
υ0
Концентрация,
n
Непосредственно мы не умеем измерять микропараметры, но их можно вычислить, ес
ли открыть формулы, связывающие микро и макропараметры.
Отсюда вытекают задачи, которые надо решить:
найти формулы, связывающие макропараметры газа и микропараметры;
научиться измерять макропараметры;
научиться вычислять микропараметры.
Начните заполнение справочной таблицы в тетради. Лучше для этого выделить одну
из последних страниц. Внесите в нее сведения об известных вам физических величинах.
Физическая
величина
Принятые
обозначения
Единицы
измерения
Измерительные
приборы
Основные
формулы
17