Взаимное притяжение и отталкивание молекул. 7 класс
- Подробности
- Обновлено 20.01.2019 00:20
1. Почему твердые тела и жидкости не распадаются на отдельные молекулы?Молекулы в веществе разделены промежутками и находятся в непрерывном беспорядочном движении.
Однако между молекулами существует взаимное притяжение.
Каждая молекула притягивает к себе соседние молекулы.
Когда мы разрываем нить, ломаем палку или отрываем кусочек бумаги, то преодолеваем силы притяжения между молекулами.
Заметить притяжение между двумя молекулами совершенно невозможно. Когда же притягиваются многие миллионы таких частиц, взаимное притяжение становится значительным. Поэтому трудно разорвать руками веревку или стальную проволоку.
2. Почему у разных веществ прочность различна?
Притяжение между молекулами в разных веществах неодинаково, поэтому прочность тел различна.
Например:
Легко разорвать лист бумаги, но трудно разбить кирпич.
Можно разбить стекло, но невозможно разбить стальную деталь.
3. На каких расстояниях работают силы притяжения между молекулами?
Между молекулами существует взаимное притяжение, которое заметно только на расстояниях, сравнимых с размерами самих молекул.
На расстоянии, превышающем размеры самих молекул, притяжение ослабевает.
Например:
Две капли воды сливаются, если они соприкасаются.
Два свинцовых цилиндра не оторвать друг от друга даже под действием груза, если их вплотную прижать друг к другу отполированными поверхностями.
Но осколки стекла нельзя срастить из-за их неровностей. Однако нагретого стекло размягчается, осколки можно сблизить, и тем самым спаять.
Здесь молекулы оказались на расстоянии не больше, чем размер молекулы.
4. Почему между молекулами имеются промежутки?
Молекулы не слипаются в результате притяжения, так как между молекулами (атомами) в то же время существует отталкивание. На расстояниях, сравнимых с размерами самих молекул, заметнее проявляется притяжение, а при дальнейшем сближении — отталкивание.
Например:
При сжатии куска резины
возникает сближение молекул и появляется отталкивание между ними. Резина распрямляется.5. Что такое смачивание и несмачивание?
Явления смачивание и несмачивания возникают между твердыми телами и жидкостями.
Например:
Гусь выходит их воды сухим.
Мы можем писать — чернила смачивают бумагу.
Хлопковыми полотенцами вытирают лицо и руки.
6. Как происходит смачивание?
При соприкосновении жидкости и твердого тела рассматривают силы притяжения между :
— молекулами внутри тведого тела,
— между молекулами внутри жидкости
— и между молекулами жидкости и тела в месте соприкосновения.
Самые сильные силы притяжения между молекулами твердого тела, поэтому молекулы твердого тела друг от друга не отрываются (и их можно не рассматривать).
Если жидкость смачивает твердое тело, то это значит, что молекулы жидкости притягиваются друг к другу слабее, чем к молекулам тела.
Когда наблюдается несмачиваемость, то это означает, что молекулы жидкости притягиваются сильнее друг к другу, чем к молекулам твердого тела.
Например:
Если к пружине подвесить горизонтально стеклянную пластинку так, чтобы она коснулась воды, то при отрывании пластинки от воды пружина растянется, т.е. между молекулами есть притяжение. На пластинке останется слой воды — пластина смочена водой. Отрыв произошел там, где молекулы воды соприкасаются друг с другом.
Жидкости могут смачивать одни твердые тела и не смачивать другие.
Например:
Вода не смачивает воск и парафин,
Вода не смачивает жирные поверхности.
Вода смачивает стекло, кожу, дерево и др.
Главное:
Между молекулами существует взаимное притяжение и отталкивание.
На расстояниях, сравнимых с размерами самих молекул, заметнее проявляется притяжение, а при дальнейшем сближении — отталкивание.
Явление смачивания возникает между твердыми телами и жидкостями.
Явления смачивания зависит от сил притяжения молекул твердого тела и жидкости.
Следующая страница — смотреть
Назад в «Оглавление» — смотреть
Общее описание
Рассмотрим несколько физических опытов, некоторые из которых можно наблюдать в повседневной жизни. Сухая одежда, если она не наэлектризована, к телу не прилипает. Но если ее намочить, моя руки под краном или потея на тренировке? Ровно тоже происходит с мокрыми листами бумаги – они слипаются. Теперь положим один кусок железа на другой и поставим их в печь, нагретую до 200-300-х градусов. Они склеятся. Или попробуем прижать друг к другу куски разбитой посуды или стекла – они рассыплются. Наконец, сдавим любое тело, для наглядности кистевой эспандер, и отпустим – он распрямится.
Для того, чтобы сделать качественные выводы из этих опытов, достаточно иметь начальное представление о строении вещества, которое дается школьникам в 7 классе. Всё вокруг состоит из молекул и атомов. В газообразных и жидких телах они двигаются свободно, в твердых – связаны в жесткую структуру. Теперь представим, что происходит, если между телами появляется вода: неровности на микроуровне заполняются молекулами воды. Образуется непрерывный слой веществ. При нагревании твердых тел атомы и молекулы, связанные в структуру, начинают колебаться сильнее, из-за чего могут покинуть свои «гнезда» и сблизится с атомами и молекулами других тел. Чем выше температура, тем вероятнее, что это событие произойдет.
Рис. 1. Колебание молекул кристаллических тел.
Выходит, когда молекулы сближаются на определенное расстояние, между ними возникает притяжение. И оно тем сильнее, чем ближе они к другу. Но из опыта с кистевым эспандером можно также заключить, что есть некое предельное расстояние, после которого молекулы уже отталкиваются друг от друга.
Со временем ученым удалось дать количественные характеристики этих явлений. Так, если расстояние между молекулами соразмерно диаметру самих молекул, силы притяжения достаточно значительны, чтобы тела соединялись. При большем сближении возникает отталкивание.
Рис. 2. Зависимость сил притяжения и отталкивания от расстояния между молекулами.
Природа сил отталкивания и притяжения
Поскольку атому состоят из ядер и электронов, силы притяжения и отталкивания носят электростатический характер. Когда расстояние между атомами молекул достаточно велико (электронные облака не перекрываются), имеют место три эффекта:
- Дисперсионный (т.к. электроны обращаются вокруг ядер, возможно возникновение кратковременных диполей – структур, в которых есть положительно и отрицательно заряженные стороны. В случае, когда диполи обращены друг к другу разноименными зарядами, возникает сила притяжения. Она цементирует дипольную структуру).
- Ориентационный (некоторые молекулы полярны, то есть состоят из разноименно заряженных ионов. Например, молекула хлорной кислоты состоит из положительного иона водорода и отрицательного хлора. Такие молекулы ориентируются относительно друг к другу разноименно заряженными частями, из-за чего возникает диполь-дипольное взаимодействие).
- Индукционный (неполярная молекула, находясь в поле полярной, также поляризуется – ее электроны сосредотачиваются на одной стороне, а ядро – на другой. Дальнейший механизм аналогичен).
При большем сближении атомов молекул их электронные облака перекрываются, возникают силы отталкивания как между ядрами атомов, так и между их электронами по принципу взаимодействия одноименных зарядов.
Рис. 3. Диполь-дипольное взаимодействие.
Что мы узнали?
В ходе урока были рассмотрены опыты, служащие примерами взаимного притяжения и отталкивания молекул. Дано качественное описание этих явлений на основе молекулярной теории, а также рассмотрена природа сил притяжения и отталкивания молекул.
-
/5
Вопрос 1 из 5
Дисперсионный эффект возникает из-за того, что:
- Атомы могут приобретать положительный или отрицательный заряд
- Положительный заряд атома сосредоточен в ядре
- Атомы могут становится кратковременными диполями
- Все ответы верны
Глава 3. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов
- § 35. Давление. Единицы давления
- § 36. Способы уменьшения и увеличения давления
- § 37. Давление газа
- § 38. Передача давления жидкостями и газами. Закон Паскаля
- Это любопытно. Пневматические машины и инструменты
- § 39. Давление в жидкости и газе
- Это любопытно. Гидростатический парадокс
- § 40. Расчёт давления жидкости на дно и стенки сосуда
- § 41. Сообщающиеся сосуды
- § 42. Вес воздуха. Атмосферное давление
- § 43. Почему существует воздушная оболочка Земли
- § 44. Измерение атмосферного давления. Опыт Торричелли
- Это любопытно. История открытия атмосферного давления
- § 45. Барометр-анероид
- § 46. Атмосферное давление на различных высотах
- § 47. Манометры
- § 48. Поршневой жидкостный насос
- § 49. Гидравлический пресс
- § 50. Действие жидкости и газа на погружённое в них тело
- § 51. Архимедова сила
- Это любопытно. Легенда об Архимеде
- § 52. Плавание тел
- § 53. Плавание судов
- § 54. Воздухоплавание
- Итоги главы. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов
Взаимное притяжение и отталкивание молекул
ВЗАИМНОЕ ПРИТЯЖЕНИЕ МОЛЕКУЛ
Если ножом или лезвием срезать и зачистить до блеска поверхности свинцовых цилиндров, а затем плотно прижать их друг к другу, то можно обнаружить, что цилиндры «сцепятся». Сила их сцепления достаточно велика, при удачном проведении опыта цилиндры выдерживают пятикилограммовую гирю.
Результат поставленного опыта объясняется тем, что между молекулами существует взаимное притяжение. Каждая молекула притягивает к себе соседние молекулы и сама притягивается ими. Огромное множество молекул внутри вещества притягиваются друг к другу. Если мы захотим изменить форму какого-либо тела, то нам придётся преодолеть эти силы притяжения. Чем больше молекул и чем сильнее они притягиваются, тем сложнее нам будет это сделать.
Почему же, для того чтобы «сцепить» цилиндры, необходимо как следует зачистить их поверхности? Дело в том, что притяжение между молекулами становится существенным только тогда, когда они находятся очень близко друг к другу. На расстоянии, большем, чем размеры самих молекул, притяжение ослабевает.
https://youtube.com/watch?v=BqfYkLnUUaQ
Разбитую чашку нельзя склеить простым прижатием её осколков. Неровности их граней не дают им сблизиться на расстояние, на котором станут проявляться силы межмолекулярного притяжения.
Если же прижать друг к другу два куска пластилина, то они не распадутся, так как молекулы сближаются на расстояния, сравнимые с их размерами.
Металлические детали конструкции соединяют в единое целое благодаря технологии, которая называется сваркой, основанной на притяжении молекул двух веществ, находящихся в расплавленном состоянии.
Почти две тысячи лет сторонники атомистической теории считали, что атомы в веществе держатся вместе благодаря какой ю сложной конструкции, похожей на крючки или специальные зазоры. Английский физик и химик Роберт Бойль, прославившийся своими работами по изучению газов, писал, что частицы твердых тел держатся вместе из-за «своей разветвленности, неправильной фигуры… и других неудобств формы».
https://youtube.com/watch?v=uJ-epdD5qik
Великий английский физик Исаак Ньютон впервые заговорил о том. что возможно существуют силы притяжения, действующие на столь малых расстояниях, что они до сих нор ускользали от наблюдения. Он же впервые предположил, что эти силы имеют электрическую природу.
В разных веществах притяжение между молекулами разное. Сломать деревянную палку несложно, а вот сломаю стальной прут руками мы не можем.
ВЗАИМНОЕ ОТТАЛКИВАНИЕ МОЛЕКУЛ
Но почему, если молекулы притягиваются друг к другу, между ними в веществе имеются промежутки? Если бы молекулы только притягивались, то они должны были бы «прилипнуть» друг к другу, не оставляя никаких промежутков. Этого не происходит, потому что между молекулами (атомами) в то же время существует и отталкивание.
Молекулы вещества притягиваются друг к другу и отталкиваются друг от друга одновременно. Что действует сильнее притяжение или отталкивание, напрямую зависит от расстояния между молекулами.
На расстояниях, сравнимых с размерами самих молекул (атомов), заметнее проявляется притяжение, а при дальнейшем сближении — отталкивание.
Многие явления подтверждают отталкивание между молекулами. Например, если достаточно сильно надавить на резиновый ластик, то он изменит свою форму. Однако если мы уберём палец, то ластик примет первоначальную форму. Это происходит потому, что при надавливании молекулы вещества оказываются на столь близком расстоянии друг от друга, что начинает проявляться отталкивание между ними.
Идея о том, что можно создать устройства и работав с объектами, которые имеют наноразмеры, была впервые высказана Ричардом Фейнманом в 1959 г. Не только наблюдать за нанообъектами, но и передвигать отдельные атомы стало возможным после создания специального устройства, которое называют сканирующим туннельным микроскопом. Это изобретение было отмечено Нобелевской премией. Принцип действия этого микроскопа основан на использовании законов квантовой физики.
ДЛЯ СПРАВКИ:
Роберт Бойль (1627-1691). Английский физик и химик, про славился исследованиями в области естественных наук.
Вы смотрели Конспект по физике для 7 класса «Взаимное притяжение и отталкивание молекул»: Как молекулы действуют друг на друга. Когда проявляется притяжение, а когда отталкивание молекул. Вернуться к Списку конспектов по физике (оглавление).