1. Досліджуємо частинки речовини

• Назад до змісту

Думай

1. Які науки, крім фізики, вивчають будову речовини?

Будову речовини разом із фізикою вивчають також молекулярна біологія, фізична хімія та хімічна фізика.

2. Як розшифрувати абревіатуру МКТ? Які ще фізичні відкриття і дослідження присвячені будові речовини?

Абревіатура МКТ розшифровується як молекулярно-кінетична теорія. Крім неї, важливими для вивчення будови речовини були такі відкриття:

• З’ясування того, що атом та його ядро мають складну будову.
• Експерименти групи вчених під керівництвом Ернеста Резерфорда в 1911 році, які допомогли встановити, що в центрі атома є маленьке ядро.
• Створення у 1981 році сканувального тунельного мікроскопа, що дозволило маніпулювати окремими атомами.
• Розвиток квантової фізики, яка уточнила уявлення про атом, зокрема ввела поняття електронної хмари.

3. Чим відрізняється молекула від атома? Зобрази схематично молекули води, кисню і вуглекислого газу.

Атом є найменшим носієм властивостей хімічного елемента, а молекула — це найменший носій хімічних властивостей речовини, що складається з кількох атомів. Наприклад, якщо розкласти молекулу води на атоми, з яких вона складається, то утворяться гази кисень і водень, які зовсім не схожі на воду.

Схематичне зображення молекул:

• Вода (H₂O): H-O-H
• Кисень (O₂): O-O
• Вуглекислий газ (CO₂): O-C-O

Як ти поясниш явище дифузії п’ятикласнику/п’ятикласниці?

Дифузія — це коли частинки однієї речовини самі по собі проникають між частинками іншої. Уяви, що в кімнаті розпилили парфуми. Їхні малесенькі частинки починають рухатися і змішуватися з частинками повітря, тому через деякий час запах відчувається по всій кімнаті, а не лише в одному кутку. Це і є дифузія.

Дій

РОЗВ’ЯЖИ ЗАДАЧІ

Приблизно оцінити розміри молекул можна завдяки досліду, що вперше був проведений німецьким фізиком В. Рентгеном та його англійським колегою Д. Релеєм. Якщо краплину олії помістити на чисту воду, що має достатню площу поверхні, то олія одразу розпливеться, утворивши тонку плівку завтовшки в один шар молекул. Найменшу товщину такої плівки можна прийняти за діаметр молекули олії. Знаючи об’єм краплини (V) і вимірявши площу плівки за максимального розливання олії (S), з відношення d=V/S можна визначити розмір (діаметр) молекул олії. Результат одного з дослідів був таким: для краплини, що мала об’єм V = 3,6 · 10⁻⁵ см³, площа поверхні плівки становила 90 см². Визнач діаметр молекули олії.

Дано:

Об’єм краплини $V = 3,6 \cdot 10^{-5} \text{ см}^3$.

Площа плівки $S = 90 \text{ см}^2$.

Для розв’язання задачі використаємо надану формулу:

Підставляємо значення у формулу:

Переведемо це значення в метри:

Відповідь: діаметр молекули олії в метрах становить $4 \cdot 10^{-9} \text{ м}$

ОПРАЦЮЙ ІНФОРМАЦІЮ

Дізнайся більше про значення дифузії у процесі дихання і травлення.

Дихання. Завдяки дифузії відбувається газообмін у легенях. Кисень з повітря, яке ми вдихаємо, проникає через стінки легеневих пухирців (альвеол) у кров. Водночас вуглекислий газ із крові так само шляхом дифузії потрапляє в легені, і ми його видихаємо. Цей рух відбувається через різницю концентрацій: кисню більше в легенях, ніж у крові, а вуглекислого газу — навпаки.

Травлення. Після того як їжа в шлунку та кишечнику розщеплюється на прості поживні речовини (маленькі молекули), вони мають потрапити в кров, щоб рознестися по всьому організму. Цей процес всмоктування поживних речовин із кишечника в кров також відбувається завдяки дифузії.