Агрегатний стан речовини - Бар'яхтар

• Назад до змісту

Контрольні запитання

1. Чи можна стверджувати, що ртуть — завжди рідина, а повітря — завжди газ?

Ні, не можна. Будь-яка речовина може перебувати у трьох агрегатних станах. Наприклад, ртуть при температурі нижче -39 °С стає твердим металом, а при нагріванні випаровується, утворюючи газ. Так само й повітря можна перетворити на рідину, а потім і на тверде тіло за дуже низьких температур і високого тиску.

2. Чи відрізняються одна від одної молекули водяної пари та льоду?

Ні, не відрізняються. І водяна пара, і лід, і вода складаються з однакових молекул. Різниця у фізичних властивостях цих станів пояснюється тим, що молекули в них по-різному рухаються, розташовані та взаємодіють між собою.

3. У якому стані перебуває речовина в надрах зір?

Речовина в надрах зір перебуває у стані плазми. Плазма — це частково або повністю йонізований газ, що складається із заряджених частинок (йонів та електронів), а також нейтральних атомів і молекул.

4. Чому тверді тіла зберігають об’єм і форму?

Тверді тіла зберігають об’єм і форму, тому що їхні частинки (атоми, молекули) розташовані дуже близько одна до одної у фіксованих положеннях (положеннях рівноваги) і сильно взаємодіють між собою. Вони не можуть вільно переміщатися по всьому об’єму, а лише коливаються навколо цих положень.

5. У чому подібність і в чому відмінність кристалічних та аморфних речовин?

Подібність кристалічних і аморфних речовин у тому, що обидві є твердими тілами. Відмінність полягає у внутрішній будові та властивостях :

• Кристалічні речовини (наприклад, сіль, метали, лід) мають чітку внутрішню структуру, де частинки утворюють кристалічні ґратки. Вони мають певну температуру плавлення.
• Аморфні речовини (наприклад, скло, смола, віск) не мають впорядкованої структури, їхні частинки розташовані хаотично. У них немає чіткої температури плавлення — при нагріванні вони поступово розм’якшуються.

6. Як рухаються і як розташовані молекули в рідинах?

У рідинах молекули розташовані щільно, майже впритул одна до одної, але не мають фіксованого положення. Кожна молекула коливається, а потім може «перестрибнути» на інше вільне місце. Через такі стрибки рідини можуть текти (є плинними) і набувати форми посудини, в якій знаходяться.

7. Яку рідину називають неньютонівською? Які властивості вона має?

Неньютонівською називають рідину, в’язкість якої залежить від сили, що на неї діє. Основна властивість таких рідин полягає в тому, що при сильному й різкому впливі їхня в’язкість зростає, і вони поводяться як тверді тіла. А при повільному впливі вони поводяться як звичайні рідини. Прикладами є суміш крохмалю з водою або слайми.

8. Чому гази займають весь наданий об’єм?

Гази займають увесь наданий їм об’єм, тому що відстані між їхніми частинками дуже великі (в 6-10 разів більші за розміри самих частинок). Через це сили взаємодії між ними дуже слабкі, і частинки вільно розлітаються в різні боки, заповнюючи весь доступний простір.

9. Наведіть приклади нанооб’єктів.

• Графен — це шар атомів вуглецю, товщина якого становить лише 0,34 нм.
• Наночастинки — частинки з розмірами до 100 нм. Наприклад, існують наночастинки мезопористого кремнезему, які можуть доправляти ліки в певні частини організму.
• Нанотрубки — це протяжні циліндричні структури, діаметр яких може бути від одного до декількох десятків нанометрів. Вони міцніші за сталь у десятки разів.
• Нанопористі речовини, які можуть ефективно поглинати домішки й токсини.
• Гідрофобний нанопорошок, яким покривають взуття, щоб воно не намокало та не бруднилося.

10. Які властивості наноматеріалів забезпечують їхнє широке використання?

Широке використання наноматеріалів забезпечують їхні унікальні властивості :

• Малі розміри дозволяють використовувати їх у наноелектроніці та для адресної доставки ліків в організмі.
• Велика площа поверхні відносно об’єму прискорює хімічні реакції. Наприклад, нанопорошки можуть відштовхувати бруд і воду.
• Висока міцність через відсутність дефектів у структурі. Наприклад, нанотрубки значно міцніші та легші за сталь.

Вправа 18

1. Виберіть правильне закінчення речення. Якщо перелити рідину з однієї посудини в іншу, рідина…

в) збереже об’єм, але змінить форму.

2. Вода випарувалась і перетворилася на пару. Чи змінилися при цьому молекули води? Як змінилися розташування молекул і характер їхнього руху?

При випаровуванні молекули води не змінилися. Змінилося їхнє розташування та рух: відстані між молекулами стали набагато більшими, і вони почали рухатися хаотично, заповнюючи весь доступний простір.

3. Чи може газ заповнити банку наполовину?

Ні, газ не може заповнити банку наполовину. Молекули газу постійно рухаються і прагнуть зайняти весь наданий їм об’єм, тому газ завжди заповнює посудину повністю.

4. Чи можна стверджувати, що в закритій посудині, яка частково заповнена водою, над поверхнею рідини води немає?

Ні, так стверджувати не можна. З поверхні води завжди відбувається випаровування, тому над рідиною в закритій посудині буде знаходитись водяна пара, яка складається з молекул води.

5. Скориставшись додатковими джерелами інформації, дізнайтеся про нанороботів та галузі їх майбутнього застосування. Підготуйте презентацію або коротке повідомлення.

Нанороботи — це мікроскопічні пристрої, розміром з молекулу, які створюються для виконання певних завдань. Їх розробка є одним з найперспективніших напрямків у науці.

Основні галузі майбутнього застосування нанороботів:

• Медицина. Нанороботів планують використовувати для доставки ліків безпосередньо до хворих клітин (наприклад, ракових), що дозволить уникнути побічних ефектів. Вони зможуть проводити надточні хірургічні операції на клітинному рівні, знищувати віруси та бактерії в організмі.
• Екологія. Їх можна буде застосовувати для очищення води та повітря від забруднень, а також для боротьби з розливами нафти.
• Промисловість. Нанороботи зможуть брати участь у створенні нових матеріалів з унікальними властивостями та збирати складні мікросхеми.

ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ЗАВДАННЯ

«Тверда рідина». Аморфні тіла називають дуже в’язкими рідинами. Використовуючи воскову свічку та маркер, доведіть, що віск, нехай дуже повільно, але тече. Для цього покладіть маркер на підвіконня, зверху на маркер (перпендикулярно до нього) покладіть свічку й залиште так на кілька днів. Поясніть результати.

Якщо залишити воскову свічку на маркері на кілька днів, вона поступово прогнеться під власною вагою.

Це відбувається тому, що віск — це аморфне тіло . На відміну від кристалічних тіл, частинки в аморфних речовинах розташовані безладно, подібно до рідин. Через це аморфні тіла мають властивість повільно текти. Сила тяжіння діє на свічку, і з часом її частинки зміщуються, що призводить до прогинання. Цей експеримент доводить, що віск є дуже в’язкою рідиною.