Исследование строения вещества

Исследование строения
вещества
Авторы: Юрласова Наталия,
Мошникова Александра,
7 Б класс, МОУ СОШ №4
Гипотеза:
все вещества состоят из маленьких частиц,
частицы непрерывно движутся и
частицы взаимодействуют друг с другом.
Цель: доказать с помощью опытов основные
положения характеризующие строение вещества.
Задачи исследования:
проверить достоверность гипотезы
Методы исследования:
наблюдение
проведение эксперимента
сравнение и анализ полученных результатов
Основная часть.
В одном мгновенье видеть вечность
Огромный мир – в зерне песка,
В едином миге – бесконечность
И небо – в чашечке цветка.
У. Блейк
Многие достижения науки стали возможными благодаря тому, что
учёным удалось проникнуть в тайны строения вещества.
Греческий ученый Демокрит, живший 2500 лет назад считал, что все
вещества состоят из мельчайших частичек.
В научную теорию эта идея превратилась в XVIII веке и получила
дальнейшее развитие в XIX веке.
Основные положения:



вещество состоит из отдельных частиц,
частицы беспорядочно движутся
частицы взаимодействуют друг с другом.
Возникновение представлений о строении вещества позволяет
не только объяснять многие явления, но и предсказывать,
как они будут протекать в тех или иных условиях.
Диффузия – явление, при котором происходит взаимное
проникновение молекул одного вещества между
молекулами другого.
Роль диффузии:
•
•
•
•
•
поддерживается однородный состав воздуха
вблизи поверхности Земли.
способствует нормальному питанию растений,
используется при консервировании овощей и
фруктов, при засолке огурцов, рыбы.
в электронной промышленности. С её помощью
изготавливают многие полупроводниковые
приборы.
используется при выплавке стали. Для придания
стальным деталям прочности.
В 1827 г. английский ботаник Броун,
рассматривая в микроскоп споры растений,
находящиеся в жидкости.
Броуновское движение — это тепловое
движение взвешенных в жидкости
или газе частиц.
Броуновское движение никогда не прекращается.
В капле воды (если не давать ей высохнуть) движение
крупинок можно наблюдать в течение многих дней, месяцев,
лет. Оно не прекращается ни летом, ни зимой, ни днем, ни
ночью.
В кусках кварца, пролежавших в земле тысячи лет,
попадаются капельки воды, замурованные в нем.
В этих капельках тоже наблюдали броуновское
движение плавающих в воде частиц.
1. Наблюдение делимости вещества.
1. Провели кусочком мела по пальцу: на пальце остались частички мела.
При большом давлении капельки масла выступают на внешних
стенках цилиндра просачиваясь, между молекулами стали.
2. Увеличение объема при нагревании. Если металлический шарик нагреть, то,
расширившись, он сквозь кольцо не пройдёт.
На стыке между рельсами делается зазор, из-за
которого слышен перестук колес, потому, что
при нагревании промежутки между частицами
увеличиваются и длина рельса увеличивается.
3. Растекание капли масла по поверхности воды.
Капля объёмом V = 0,001см3 растекается по площади S = 5000 см2. Толщину
плёнки найдём, разделив объём капли на площадь: d = 2 · 10 -7см – диаметр
молекулы.
4. Уменьшение окраски раствора при добавлении чистой воды.
5. Определение массы воздуха в комнате.
длина
ширина
высота
/ ,м
b,м
h,м
Объём
комнаты
V , м3
4
3
3
36
Масса
воздуха
m ,кг
48,6
m = 1,3 кг/м3 · 36 м3 = 46,8 кг
Масса воздуха в комнате примерно равна массе
семиклассника.
Но объём комнаты значительно больше, значит
промежутки между молекулами воздуха
значительно больше, чем в жидкостях и
твердых телах.
Объем газа не равен сумме объемов его молекул.
Выводы:






вещества состоят из отдельных частиц – молекул,
размеры частиц малы,
частиц очень много,
молекулы имеют массу,
вещество состоит из молекул, разделенных
промежутками,
промежутки увеличиваются с увеличением
температуры
Это интересно!!!
 Диаметр молекулы воды равен примерно 3·10*-8 см= 3·10*-10 м.
 В капле воды находится примерно 3,7·10*22 молекул.
 Молекула воды имеет массу примерно 2,7·10* -23 г.
 В далеких просторах Вселенной на 15-16 см3 пространства
приходится всего одна молекула вещества.
Наблюдение непрерывного движения частиц
Сравнили скорость диффузии в жидкости и в газе, выяснили
зависимость скорости протекания диффузии от температуры.
Измерили расстояние S до места, в котором будем
обнаруживать появление запаха. Засекли время. Вычислили
скорость диффузии в газах: v = S / t.
2. В середину капли воды поместили кристаллик марганцовки.
Засекли время. Измерили расстояние S. Вычислили скорость
диффузии в жидкостях: v = S / t.
1.
вещество расстояние
S, м
время
t,с
воздух
3
30
вода
0.03
50
скорость
диффузии
V,м/с
0.1
0.0006
Исследование зависимости скорости
протекания диффузии от температуры


опустили в каждый стакан
по пакетику чая.
В середину блюдца с водой поместили
несколько кристалликов марганцовки. Через
10 минут сравнили размеры пятен:
время
t, мин
размер
ы
пятен,
см
скорость
диффузии
V, см/мин
горячая
10
10
1
холодная
10
5
0,5
температура
Выводы:


Частицы вещества находятся в непрерывном
хаотичном движении.
При повышении температуры частицы двигаются
быстрее.
Практическое применение свойств вещества:
• Огурцы быстрее просолятся, капуста быстрее проквасится в
теплой комнате.
• Сливки отстоятся быстрее в комнате.
• Морское животное кальмар при нападении на него выбрасывает
темно-синюю защитную жидкость. Через некоторое время
пространство, заполненное этой жидкостью, даже в спокойной
воде становится прозрачным.
• Не рекомендуется мокрую ткань, окрашенную в темный цвет,
оставлять на длительное время в соприкосновении с белой
тканью.
Обнаружение действия сил молекулярного
взаимодействия
1. Разрезали яблоко пополам, кусочек мела разломали и
соединили половинки.
2. Два покровных стекла соединили вместе сначала
сухими, а потом смочили водой и снова соединили.
3. Намазали чайное блюдце тонким слоем растительного
масла. Накапали на дно блюдца несколько капель воды
близко друг к другу. С помощью спички сблизили
капли воды друг с другом. Капли сливаются под
действием сил притяжения тогда, когда расстояния
станут очень маленькими.
4. Опустили один палец в сухой песок, а другой – во
влажный.
Результат: Один палец чистый, а к другому прилипли песчинки
потому, что вода уменьшила промежутки между молекулами тел
до таких расстояний, при которых проявляются силы
притяжения. Поэтому после дождя пыль на дороге не
поднимается.
5. Уравновесили чашки весов. Подложили под одну из
чашек весов книгу так, чтобы она касалась книги.
Опустили книгу вниз.
Результат: равновесие весов не нарушилось
Подставили под чашку кювету с водой и опустили чашку
на поверхность воды. Опустили кювету вниз.
Результат: равновесие весов нарушилось потому, что силы
притяжения между водой и чашей весов значительны.
6. Растянули пружину и отпустили, сжали ластик и отпустили.
Результат: Тело возвращается в первоначальное состояние под
действием сил притяжения и отталкивания.
Выводы:
между частицами вещества действуют силы притяжения и
отталкивания,
силы ощутимы только в том случае, если расстояния между
частицами очень малы. Силы заметны на расстоянии порядка
размеров самих частиц 10-8 см.
Частицы в веществе распределяются так, чтобы действие этих
сил на каждую из них было скомпенсировано.
Различным взаимодействием частиц вещества объясняется
существование трёх агрегатных состояний вещества: твёрдого,
жидкого и газообразного.
Лед, вода и водяной пар состоят из одних и тех же молекул. Это
одно и то же вещество, но в разных агрегатных состояниях.
С помощью электронного
микроскопа можно
увидеть молекулы
Заключение
Выполняя опыты и наблюдения, мы убедились в том что:
вещества состоят из отдельных частиц – молекул,
размеры частиц малы, но их очень много, они имеют массу.
 вещество состоит из молекул, разделенных промежутками,
с увеличением температуры промежутки увеличиваются

частицы вещества находятся в непрерывном хаотичном
движении
при повышении температуры частицы двигаются быстрее


между частицами вещества действуют силы притяжения и
отталкивания,
силы ощутимы, если расстояния между частицами
очень малы: порядка размеров самих частиц 10*-8 см.
Спасибо за внимание!