Гази Газ (газоподібний стан) (від нід. Gas) - агрегатний стан речовини, що характеризується дуже слабкими зв'язками між складовими його частками (молекулами, атомами або іонами), а також їх великою рухливістю. Частинки газу майже вільно і хаотично рухаються в проміжках між зіткненнями, під час яких відбувається різка зміна характеру їх руху. Газоподібний стан речовини в умовах, коли можливе існування стійкої рідкої або твердої фази цієї ж речовини, зазвичай називається парою. Подібно рідин, гази мають плинністю і чинять опір деформації. На відміну від рідин, гази не мають фіксованого обсягу [і не утворюють вільної поверхні, а прагнуть заповнити весь доступний обсяг (наприклад, судини).

Газоподібний стан - найпоширеніше стан речовини Всесвіту (міжзоряний речовина, туманності, зірки, атмосфери планет і т. Д.). За хімічними властивостями гази і їх суміші вельми різноманітні - від малоактивних інертних газів до вибухових газових сумішей. До газів іноді] відносять не тільки системи з атомів і молекул, але і системи з інших частинок - фотонів, електронів, броунівських часток, а також плазму

Гази можуть необмежено розширюватися. Вони не зберігають не форми ні обсягу Численні удари молекул об стінки посудини створюють тиск газу.

РІДИНА Рідина - одне з агрегатних станів речовини. Основною властивістю рідини, що відрізняє її від інших агрегатних станів, є здатність необмежено змінювати форму під дією дотичних механічних напружень, навіть як завгодно малих, практично зберігаючи при цьому обсяг.

Рідина - це фізичне тіло, що володіє двома властивостями: Володіє плинністю, завдяки якій вона не має форми і приймає форму того судини, в якому вона знаходиться. Вона мало змінює форму і обсяг при зміні тиску і температури, в чому вона схожа з твердим тілом.

Рідкий стан зазвичай вважають проміжним між твердим тілом і газом: газ не зберігає ні обсяг, ні форму, а тверде тіло зберігає і те, і інше. Форма рідких тіл може повністю або частково визначатися тим, що їх поверхня поводиться як пружна мембрана. Так, вода може збиратися в краплі. Але рідина здатна текти навіть під своєю нерухомою поверхнею, і це теж означає не збережені форми (внутрішніх частин рідкого тіла). Молекули рідини не мають певного положення, але в той же час їм недоступна повна свобода переміщень. Між ними існує тяжіння, досить сильне, щоб утримати їх на близькій відстані. Речовина в рідкому стані існує в певному інтервалі температур, нижче якого переходить в твердий стан (відбувається кристалізація або перетворення в твердотельное аморфний стан - скло), вище - в газоподібний (відбувається випаровування). Межі цього інтервалу залежать від тиску. Як правило, речовина в рідкому стані має тільки одну модифікацію. (Найбільш важливі виключення - це квантові рідини і рідкі кристали.) Тому в більшості випадків рідина є не тільки агрегатним станом, але і термодинамічної фазою (рідка фаза). Всі рідини прийнято ділити на чисті рідини і суміші. Деякі суміші рідин мають велике значення для життя: кров, морська вода і ін. Рідини можуть виконувати функцію розчинників.

Освіта вільної поверхні і поверхневий натяг Через збереження обсягу рідина здатна утворювати вільну поверхню. Така поверхня є поверхнею розділу фаз даної речовини: по одну сторону знаходиться рідка фаза, по іншу - газоподібна (пар), і, можливо, інші гази, наприклад, повітря. Якщо рідка і газоподібна фази одного і того ж речовини стикаються, виникають сили, які прагнуть зменшити площу поверхні розділу - сили поверхневого натягу. Поверхня розділу поводиться як пружна мембрана, яка прагне стягтися. Поверхневий натяг може бути пояснено тяжінням між молекулами рідини. Кожна молекула притягує інші молекули, прагне «оточити» себе ними, а значить, піти з поверхні. Відповідно, поверхня прагне зменшитися. Тому мильні бульбашки і бульбашки при кипінні прагнуть прийняти сферичну форму: при даному обсязі мінімальної поверхнею має кулю. Якщо на рідину діють тільки сили поверхневого натягу, вона обов'язково візьме сферичну форму - наприклад, краплі води в невагомості. Маленькі об'єкти з щільністю, більшої щільності рідини, здатні «плавати» на поверхні рідини, так як сила тяжіння менше сили, що перешкоджає збільшенню площі поверхні.

Перехід рідин з одного стану в інший Випаровування - поступовий перехід речовини з рідини в газоподібну фазу (пар). При тепловому русі деякі молекули залишають рідину через її поверхню і переходять в пар. Разом з тим, частина молекул переходить назад з пари в рідину. Якщо з рідини йде більше молекул, ніж приходить, то має місце випаровування. Конденсація - зворотний процес, перехід речовини з газоподібного стану в рідке. При цьому в рідину переходить з пара більше молекул, ніж у пар з рідини. Кіпеніе- процес пароутворення всередині рідини. При досить високій температурі тиск пари стає вище тиску всередині рідини, і там починають утворюватися бульбашки пара, які (в умовах земного тяжіння) спливають наверх. Змочування - поверхневе явище, що виникає при контакті рідини з твердою поверхнею в присутності пара, тобто на кордонах розділу трьох фаз. Смешіваемость- здатність рідин розчинятися один в одному. Приклад змішуються рідин: вода і етиловий спирт, приклад незмішуваних: вода і рідке масло.

Тверде тіло - це одне з чотирьох агрегатних станів речовини, що відрізняється від інших агрегатних станів (рідини, газів, плазми) стабільністю форми і характером теплового руху атомів, що здійснюють малі коливання біля положень рівноваги.

Молекулярно-кінетична теорія дає можливість зрозуміти, чому речовина може перебувати
в газоподібному, рідкому і твердому станах.
Якщо в найзагальніших рисах спробувати уявити собі будову газів, рідин і твердих тіл, то можна намалювати таку картину.
гази
У газах відстань між атомами або молекулами в середньому у багато разів перевищує розміри самих молекул (рис. 2.17). При атмосферному тиску обсяг судини в десятки тисяч разів перевищує обсяг знаходяться в посудині молекул газу.
Гази легко стискуються, так як при стисненні газу зменшується лише середня відстань між молекулами, але молекули не "здавлюють» один одного (рис. 2.18). Молекули (або атоми) стрімко, як бігуни-спринтери, але значно швидше проносяться в просторі. Стикаючись один з одним, вони безперервно змінюють напрямок свого руху і розлітаються в різні боки.
Слабкі сили тяжіння молекул газу не здатні утримати їх близько один одного. Тому гази не зберігають ні форми, ні об'єму. Як би ми не збільшували розміри посудини, що містить газ, останній заповнить його цілком без будь-яких зусиль з нашого боку.

Можна отримати більш глибоке уявлення про стан речовини, званого реальним газом, якщо простежити за характером залежності потенційної енергії однієї з молекул від відстані до її найближчих сусідів (рис. 2.19). При переміщенні молекули її потенційна енергія на більшій частині шляху майже точно дорівнює нулю, так як відстань між молекулами в газі в середньому набагато більше їх розмірів. У точках 1 і 2 розташовані найближчі сусіди розглянутої молекули. Дана молекула проходить на досить значній відстані від сусіда 1 і на більш близькій відстані від сусіда 2.
щ
Е Oh
Мал. 2.19
Середня за часом потенційна енергія молекули від-ріцательно і дуже мала. За модулю вона чисельно дорівнює пло-щади фігури, обмеженою потенційної кривої між точками 1 і 2 і віссю г, поділеній на довжину відрізка 1-2 (середнє значення потенційної енергії на відрізку 1 -2). Повна середня енергія обов'язково більше нуля (пряма на рис. 2.19), так як при Е 0 можливо лише за умови, що середня кінетична енергія молекули газу більше середнього значення її потенційної енергії
Ек\u003e \\ ер \\, (2.6.1) так як Е \u003d Ек + Ер, а Ер Рідини
Молекули рідини розташовані майже впритул один до одного (рис. 2.20), тому кожна молекула веде себе інакше, ніж молекула газу. Затиснута, як в клітці, іншими молекулами, вона робить «біг на місці» (коливається біля положення рівноваги, стикаючись з сусідніми молекулами). Лише час від часу вона робить «стрибок», прориваючись крізь «прути клітки», але тут же потрапляє в нову «клітку», утворену новими сусідами. Час осілого життя молекули води, т. Е. Час коливань біля одного певного положення рівноваги, при кімнатній температурі, як показують розрахунки, виконані із застосуванням законів статистичної механіки, так само в середньому Ю-11 с. Час же, за який здійснюється одне коливання, значно менше (10 ~ 12-10 ~ 13с). З підвищенням температури час осілого життя молекул зменшується. Характер молекулярного руху в рідинах, вперше встановлений совєтським фізиком Я. І. Френкелем, дозволяє зрозуміти основні властивості рідин.
Молекули рідини знаходяться безпосередньо один біля одного. Тому при спробі змінити обсяг рідини навіть на малу величину починається деформація самих молекул (рис. 2.21). Для цього потрібні дуже великі сили. Цим і пояснюється мала стисливість рідин. Зрозуміти причину малої стисливості рідини нітрохи не складніше, ніж зрозуміти, чому так важко втиснутися в переповнений автобус.
Рідини, як відомо, текучі, т. Е. Зберігають свою форму. Пояснити це можна так. Якщо рідина нерухома, то переходи молекул з одного «осілого» положення в інше відбуваються з однаковою частотою в усіх направлені-
1
>1
Френкель Яків Ілліч (1894-1952) - видатний радянський фізик-теоретик, який зробив значний внесок у найрізноманітніші галузі фізики. Я. І. Френкель - автор сучасної теорії рідкого стану речовини. Їм закладені основи теорії феромагнетизму. Широко відомі роботи Я. І. Френкеля по атмосферному електрики і походженням магнітного поля Землі. Перша кількісна теорія розподілу ядер урану створена Я. І. Френкелем. Мал. 2.21
Мал. 2.22
Мал. 2.20 ям (див. Рис. 2.20). Наявність зовнішньої сили помітно не змінює числа перескоків молекул в секунду, але переходи молекул з одного «осілого» положення в інше при цьому відбуваються переважно в напрямку дії зовнішньої сили (рис. 2.22). Ось чому рідина тече і приймає форму посудини.
Для течії рідини необхідно тільки, щоб час дії сили було в багато разів більше часу «осілого життя» молекули, інакше короткочасна сила викличе лише пружну деформацію рідини, і звичайна крапля води поведе себе, як сталева кулька.
Тепер розглянемо, як пов'язані середня кінетична і середня потенційна енергії молекули рідини. Кожна молекула рідини взаємодіє відразу з декількома сусідами. Обмежимося урахуванням взаємодії даної молекули з двома найближчими сусідами, що знаходяться приблизно на відстані 2г0 один від одного.
Шукану потенційну криву можна отримати накладенням кривої, зображеної на малюнку 2.15, а (парне взаи-модействие), на таку ж криву, зміщену щодо першої на відстань, трохи більше 2г0. Потенційні енергії складаються, тому глибина потенційної ями збіль-личивается майже вдвічі, а максимуми енергії зменшуються (рис. 2.23). Хід потенційної кривої з урахуванням взаємодії з іншими молекулами показаний на малюнку 2.24.
Для того щоб молекула не могла покинути рідина, її середня енергія повинна бути негативна (Е в цьому випадку молекула залишиться всередині потенційної ями, утвореної її сусідами. Якщо Е\u003e 0, то молекула НЕ удер-жится всередині рідини і покине її.
Так як Е \u003d ЄЦ + Ер, і Ер Ек Тому | .Е | | -Еро | - максимального (по модулю) значення потенційної енергії. На малюнку 2.24 графік середньої енергії молекули зображений відрізком прямої.
Коливання молекули в потенційній ямі НЕ тривають довго. Через хаотичності руху молекул їх енергія не-безперервно змінюється і стає то більше, то менше середньої енергії Е. Як тільки енергія молекули перевищить висоту потенційної кривої (висоту потенційного бар'єру), яка відділяє одну яму від іншої, молекула перескочить з одного положення рівноваги в інше.
тверді тіла
Атоми або молекули твердих тіл на відміну від рідин не можуть розірвати свої зв'язки з найближчими сусідами і коливаються близько певних положень рівноваги. Правда, іноді молекули змінюють положення рівноваги, але відбувається це вкрай рідко. Ось чому тверді тіла зберігають не тільки обсяг, але і форму.
Є ще одна відмінність між рідкими і твердими тіла-ми. Рідина можна порівняти з натовпом, в якій люди біс-спокійно товчуться на місці, а тверде тіло, як правило, подібно стрункою когорти, де люди хоча і не стоять по стійці «струнко», але витримують між собою в середньому певні інтервали. Якщо з'єднати центри положень рівноваги атомів або молекул твердого тіла, то вийде правильна просторова решітка, яка називається кристалічною. На малюнках 2.25 і 2.26 показані кристалічні решітки по-вареної солі і алмазу.
Мал. 2.25
Мал. 2.26
Якщо кристалу не заважають рости, то внутрішній порядок в розташуванні атомів приводить до геометрично правильним зовнішнім формам.
Крива потенційної енергії взаємодії молекули твердого тіла зі своїми найближчими сусідами (рис. 2.27) схожа на криву потенційної енергії взаємодії молекул рідини (див. Рис. 2.24). Тільки глибина потенційної ями повинна бути трохи більше, так як молекули

Мал. 2.27
розташовані ближче один до одного. Умова | l? | виконан-няемое для рідких тіл, виконується і для твердих. Але кине-тична енергія молекул твердого тіла значно менше, ніж молекул рідини. Адже тверді тіла утворюються при ох- лажденіі. Відповідно в твердих тілах середня кінетична енергія молекул значно менше абсолютного значення середньої потенційної енергії:
Ek «\\ ер \\. (2.6.3)
На малюнку 2.27 середня енергія молекули всередині ями зображена відрізком прямої. Частка робить коливання у дна потенційної ями. Висоти потенціальних бар'єрів між сусідніми ямами великі, і молекули майже не переміщаються з одного положення рівноваги в інше. Для переміщення молекула повинна отримати енергію, що значно перевищує середню. Ця подія малоймовірно. Ось чому тверді тіла на відміну від рідин зберігають свою форму.
У газів середня кінетична енергія молекул більше середньої потенційної енергії. У рідин середня кінетична енергія трохи менше середньої потенційної, у твердих тіл середня кінетична енергія багато менша за середню потенційної.

Урок по МКТ для учнів 10 класу по темі " Будова газоподібних, рідких і твердих тіл ".

На уроці розглядаються особливості будови і властивості газоподібних, рідких і твердих тіл з точки зору молекулярно - кінетичної теорії.

Завантажити:

Попередній перегляд:

Щоб користуватися попереднім переглядом презентацій створіть собі аккаунт (обліковий запис) Google і увійдіть в нього: https://accounts.google.com

Підписи до слайдів:

1 В одному мить бачити вічність Величезний світ - у зерні піску, В єдиному миті - нескінченність І небо - в чашечці квітки. У. Блейк.

Тема уроку: Будова газоподібних, рідких і твердих тіл. 2

Розрізняють чотири агрегатних стани речовини: 3 Рідке Тверде Газоподібне Плазмове

Фазовий перехід - перехід системи з одного агрегатного стану в інше. При фазовому переході стрибкоподібно змінюється якась фізична величина (щільність, внутрішня енергія) 4

Гази Легко стискаються. Можуть необмежено розширюватися. Чи не зберігають ні форму ні обсяг. Численні удари молекул об стінки посудини створюють тиск газу. 5) Сили взаємодії дуже малі. 6) Молекули рухаються хаотично. 10

Мало стискаються. Зберігають свій обсяг. Текучі, легко змінюють форму. Приймають форму судини. Сили взаємодії великі. Молекули рухаються безладно, перескоками. рідини 14

Тверді тіла Зберігають обсяг і форму Молекули або атоми коливаються близько певних положень рівноваги Сили взаємодії дуже великі 4) Більшість твердих тіл має кристалічну решітку 18

Гази Рідини Тверді тіла 200 100 100 200 200 100 300 300 300 19

20 Гази 100 Чому гази здатні необмежено розширюватися? Слабкі сили тяжіння молекул газу не здатні утримати їх один біля одного

21 Гази 200 Чому гази легко стискаються? Відстань між атомами або молекулами в газах у багато разів більше розмірів самих молекул.

22 Гази 300 За рахунок чого створюється тиск газу на дно і стінки посудини? Численні удари молекул об стінки посудини створюють тиск газу.

23 Рідини 100 Чому стиснути рідину майже так само важко, як і тверде тіло? Молекули рідини знаходяться безпосередньо один біля одного. При спробі стиснути рідину починається деформація самих молекул

24 Рідини 200 В яких агрегатних станах може перебувати яблучний сік? У всіх трьох: рідкому, твердому, газоподібному.

25 Рідини 300 Як називається процес переходу речовини з рідкого стану в твердий? кристалізація

26 Тверді тіла 100 Як називається процес переходу речовини з твердого стану в газоподібний? сублімація

27 Тверді тіла 200 Великі або малі сили тяжіння між молекулами в твердих тілах? дуже великі

28 Тверді тіла 300 Як рухаються молекули в твердих тілах? Коливаються близько певних положень рівноваги.

I варіант I - 3 II - 2, 5 III - 1 IV - 1 V - 4 II варіант I - 1 II - 1, 4, 5 III - 3 IV - 3 V - 4 III варіант I - 2 II - 1, 3 , 5 III - 1 IV - 4 V - 4 IV варіант I - 3 II - 1, 4 III - 3 IV - 2 V - 4 Відповіді до тесту 29

Домашнє завдання § 61, 62 Відповісти на питання до § 62 Заповнити таблицю Агрегатний стан речовини Відстань між частинками Взаємодія частинок Характер руху частинок Збереження форми і об'єму 30

Кінець уроку 31

Попередній перегляд:

Будова газоподібних, рідких і твердих тіл. § 61, 62

Мета уроку: Розглянути особливості будови і властивості газоподібних, рідких і твердих тіл з точки зору молекулярно - кінетичної теорії.

Завдання уроку:

1. освітні

1. Сприяти оволодінню знаннями по темі "Будова газоподібних, рідких і твердих тіл";
2. Встановити характер залежності сил тяжіння і відштовхування від відстані між молекулами;
3. Вчитися вирішувати якісні завдання.

1. Розвиваючі

розвивати:

1. спостережливість, самостійність;
2. логічне мислення
3. вміння застосовувати знання теорії на практиці;
4. сприяти розвитку мовлення, мислення

1. виховні:

1. Формування уявлень про єдність і взаємозв'язку явищ природи.
2. Формувати позитивне ставлення до предмету

Тип уроку:

Форма уроку: комбінований

Комплексно-методичне забезпечення: Комп'ютер, екран, мультимедійний проектор, презентація , Зразки кристалів, тестові завдання.

Міжпредметні зв'язки:

1. хімія
2. інформатика

Етапи уроку.

1. Організаційний етап.
2. Етап пояснення нового матеріалу.
3. Етап закріплення пройденого матеріалу.
4. Заключний етап.
5. Домашнє завдання.

Хід уроку

1. Організаційний етап

учитель: Добрий день. Ще Наполеон I говорив: "Уява править світом". А Демокріт стверджував, що "Нічого не існує крім атомів".

1. Етап постановки цілей і завдань уроку.

Погодьтеся! Світ дивовижний і різноманітний. Людина здавна намагався пояснити незрозуміле, побачити невидиме, почути нечутне. Озираючись навколо себе, він розмірковував про природу і намагався вирішити загадки, які вона перед ним ставила.

Російський поет Федір Іванович Тютчев писав.

Не те, що мисліть ви, природа:
Не зліпок, не бездушний образ -

У ній є любов, в ній є мова.

Але з часом людина стала розуміти, що саме закон стоїть на чолі всього, що нас оточує.

Ви, звичайно ж, щодня стикаєтеся з різними фізичними явищами, якими управляє закон, і в більшості випадків можете передбачити, як вони закінчаться. Наприклад, передбачу, чим закінчаться такі події:

1. Якщо відкрити флакон з парфумами, то ...;
2. Якщо нагріти лід, то ...;
3. Якщо сильно стиснути два шматочки пластиліну, то ...;
4. Якщо капнути краплю олії на воду, то ...;
5. Якщо опустити термометр в гарячу воду, то ...

учитель: Отже, даючи свої відповіді, ви керувалися певними знаннями, отриманими раніше. Ми з вами кожен день спостерігаємо цілий ряд навколишніх предметів: столи, стільці, книги, ручки, зошити, автомобілі і т.д. Скажіть, вони нам тільки здаються суцільними або вони насправді є такими?

Учень: Тільки здаються.

учитель: Тоді скажіть, з чого складаються всі речовини?

учень: З молекул або атомів

учитель: А, як ви думаєте, молекули різних речовин однакові чи ні? Доведіть.

учень: Ні. Вони мають різні хімічні сполуки.

учитель: Лід, вода і водяна пара складаються з одних і тих же молекул чи ні?

Учень: Так.

Учитель: Чому?

учень: Тому що це одне і те ж речовина, але в різному вигляді

учитель: Ось, хлопці, ми і підійшли до теми нашого уроку. Відкрийте робочі зошити, запишіть дату і тему нашого уроку: "Будова газоподібних, рідких і твердих тіл".

У світі немає двох абсолютно однакових предметів. Неможливо знайти дві однакові піщинки в горі піску або два однакових листочка на дереві, а ось молекули одного і того ж речовини абсолютно однакові. Наприклад, воду ми звикли бачити в рідкому стані. Хімічна формула води H 2 O. В газоподібному стані - це пари води. (Яка хімічна формула?). У твердому стані, це лід або сніг. Все та ж хімічна формула - H2 O.

Тоді виникає питання: якщо молекули одного і того ж речовини абсолютно однакові, то чому ця речовина може перебувати в різних агрегатних станах?

Ось на це питання нам з вами і належить відповісти сьогодні на уроці.

Розрізняють чотири агрегатних стани речовини:

1. тверде
2. рідке
3. газоподібне
4. плазмове

Сьогодні ми поговоримо про три з них. Перш познайомимося з поняттям - фазовий перехід. (Слайд 4)

Фазовий перехід - перехід системи з одного агрегатного стану в інше. При фазовому переході стрибкоподібно змінюється якась фізична величина (щільність, внутрішня енергія)

Реалізація агрегатного стану речовини залежить від співвідношення кінетичної і потенційної енергії молекул, що входять до його складу.

1. Етап пояснення нового матеріалу

Що символізує кожен малюнок? (Різні агрегатні стани)

Хмарка - газоподібний стан речовини, пляшка - рідке, кубик - твердий стан. Поетапно розберемо будова газоподібних, рідких і твердих тіл. Висновки запишемо в зошитах.

1. ГАЗИ (Слайди 6 - 10)

Відстань між атомами або молекулами в газах в середньому у багато разів більше розмірів самих молекул. Гази легко стискуються, при цьому зменшується середня відстань між молекулами, але молекули НЕ здавлюють один одного. Молекули рухаються з величезними швидкостями - сотні метрів в секунду. Стикаючись, вони відскакують один від одного в різні боки. Слабкі сили тяжіння молекул газу не здатні утримати їх один біля одного. Тому гази можуть необмежено розширюватися. Вони не зберігають ні форми, ні об'єму.

1. РІДИНИ (Слайди 11 - 14)

Молекули рідини розташовані майже впритул один до одного, тому молекула рідини поводиться інакше, ніж молекула газу. Затиснута, як в "клітці", іншими молекулами, вона робить "біг на місці" (коливається біля положення рівноваги, стикаючись з сусідніми молекулами). Лише час від часу вона робить "стрибок", прориваючись крізь "прути клітки", але тут же потрапляє в нову клітку, утворену новими сусідами. Час осілого життя молекули води, т. Е. Час коливань біля одного певного положення рівноваги при кімнатній температурі, так само в середньому 10 -11 с. Час же одного коливання значно менше (10-12 -10 -13 с). З підвищенням температури час осілого життя молекул зменшується.

Молекули рідини знаходяться безпосередньо один біля одного. При спробі змінити обсяг рідини (навіть на малу величину) починається деформація самих молекул, для цього потрібні дуже великі сили. Цим і пояснюється мала стисливість рідин.

Як відомо, рідини текучі, т. Е. Зберігають свою форму, вони приймають форму посудини.

Характер молекулярного руху в рідинах, вперше встановлений совєтським фізиком Я. І. Френкелем, дозволяє зрозуміти основні властивості рідин. (Слайд 15)

1. Тверді тіла. (Слайди 16 - 18)

Атоми або молекули твердих тіл на відміну від атомів і молекул рідин коливаються близько певних положень рівноваги. Правда, іноді молекули змінюють положення рівноваги, але відбувається це рідко. Ось чому тверді тіла зберігають не тільки обсяг, але і форму.

Є ще одна важлива відмінність між рідинами і твердими тілами.

Рідина можна порівняти з натовпом людей, де окремі індивідууми неспокійно товчуться на місці, а тверде тіло подібно стрункою когорти тих же індивідуумів, які хоча і не стоять по стійці смирно, але витримують між собою в середньому певні інтервали. Якщо з'єднати центри положень рівноваги атомів або іонів твердого тіла, то вийде правильна просторова решітка, яка називається кристалічною.

На малюнках зображені кристалічні решітки кухонної солі і алмазу. Внутрішній порядок в розташуванні атомів кристалів приводить до правильних зовнішнім геометричним формам.

Отже, прийшов час відповісти на поставлене на початку уроку питання: від чого залежить, що одне і те ж речовина може перебувати в різних агрегатних станах?

Відповіді учнів:

4. Етап закріплення пройденого матеріалу. Гра "Що за стан?"

(Слайди 19 - 28)

100 Чому гази здатні необмежено розширюватися?

Слабкі сили тяжіння молекул газу не здатні утримати їх один біля одного

200 Чому гази легко стискаються?

Відстань між атомами або молекулами в газах у багато разів більше розмірів самих молекул.

300 За рахунок чого створюється тиск газу на дно і стінки посудини?

Численні удари молекул об стінки посудини створюють тиск газу.

100 Чому стиснути рідину майже так само важко, як і тверде тіло?

Молекули рідини знаходяться безпосередньо один біля одного. При спробі стиснути рідину починається деформація самих молекул

200 В яких агрегатних станах може перебувати яблучний сік?

У всіх трьох: рідкому, твердому, газоподібному.

300 Як називається процес переходу речовини з рідкого стану в твердий?

кристалізація

100 Як називається процес переходу речовини з твердого стану в газоподібний?

сублімація

200 Великі або малі сили тяжіння між молекулами в твердих тілах?

дуже великі

300 Як рухаються молекули в твердих тілах?

Коливаються близько певних положень рівноваги

1. Етап перевірки отриманих на уроці знань. Тест.

Відповіді до тестів

I варіант

II варіант

III варіант

IV варіант

1. Заключний етап.

А тепер давайте підведемо підсумки нашої роботи на сьогоднішньому уроці. Що нового дізналися на уроці? Які оцінки отримали.

1. Домашнє завдання: § 61,62, відповісти на питання після параграфа, заповнити таблицю.(Слайд 30)

Вирішувати загадки можна вічно.
Всесвіт адже нескінченна.
Спасибі всім нам за урок,
А головне, щоб був він про запас!

Тема: Три стану речовини

I варіант

1. Мають певний обсяг
2. Займають обсяг всієї судини
3. Приймають форму судини
4. мало стискаються
5. Легко піддаються стисненню

1. Збільшиться в 2 рази
2. Зменшиться в 2 рази
3. Не зміниться

1. Тверде тіло
2. рідина
3. Такого тіла немає

1. Тільки в твердому стані
2. Тільки в рідкому стані
3. Тільки в газоподібному
4. У всіх трьох станах

Тема: Три стану речовини

II варіант

1. важко стискаються
2. легко стискаються
3. Не мають власної форми

1. 3 3 . Чи зміниться обсяг води?

1. збільшиться
2. зменшиться
3. Не зміниться

1. рідина
2. Тверде тіло
3. Таких тел немає

1. Тільки в рідкому стані
2. Тільки в твердому стані
3. У всіх трьох станах

Тема: Три стану речовини

III варіант

1. Важко змінити форму
2. Зберігають постійну форму
3. Легко змінюють форму
4. важко стискаються

1. Збільшиться в 2 рази
2. Зменшиться в 2 рази
3. Не зміниться

1. рідина
2. Тверде тіло

1. Тільки в рідкому
2. Тільки в твердому
3. Тільки в газоподібному
4. У всіх трьох станах

Тема: Три стану речовини

IV варіант

1. Мають певний обсяг
2. Займають обсяг всієї судини
3. Приймають форму судини
4. мало стискаються
5. легко стискаються

1. збільшиться
2. зменшиться
3. Не зміниться

1. рідина
2. Тверде тіло

1. В якому стані може перебувати спирт?

1. Тільки в твердому стані
2. Тільки в рідкому стані
3. У всіх трьох станах

Попередній перегляд:

Тема: Три стану речовини

I варіант

1. Як розташовані молекули в твердих тілах і як вони рухаються?

1. Молекули розташовані на відстанях менших розмірів самих молекул і переміщаються вільно відносно один одного.
2. Молекули розташовані на великих відстанях один від одного (в порівнянні з розмірами молекул) і рухаються безладно.
3. Молекули розташовані в строгому порядку і коливаються близько певних положень рівноваги.

1. Які з наведених нижче властивостей належать газам?

1. Мають певний обсяг
2. Займають обсяг всієї судини
3. Приймають форму судини
4. мало стискаються
5. Легко піддаються стисненню

1. Чи зміниться обсяг газу, якщо його перекачати з посудини місткістю 1 літр в посудину місткістю 2 літри?

1. Збільшиться в 2 рази
2. Зменшиться в 2 рази
3. Не зміниться

1. Молекули розташовані на великих відстанях один від одного (по відношенню до розмірів молекул), слабо взаємодіють між собою, рухаються хаотично. Яке це тіло?

1. Тверде тіло
2. рідина
3. Такого тіла немає

1. В якому стані може перебувати сталь?

1. Тільки в твердому стані
2. Тільки в рідкому стані
3. Тільки в газоподібному
4. У всіх трьох станах

Тема: Три стану речовини

II варіант

1. Як розташовані молекули рідин і як вони рухаються?

1. Молекули розташовані на відстанях, порівнянних з розмірами самих молекул, і переміщаються вільно відносно один одного.
2. Молекули розташовані на великих відстанях (в порівнянні з розмірами молекул) один від одного і рухаються безладно.
3. Молекули розташовані в строгому порядку і коливаються близько певних положень рівноваги.

1. Які з наведених властивостей належать газам?

1. Займають весь наданий їм об'єм
2. важко стискаються
3. Мають кристалічну будову
4. легко стискаються
5. Не мають власної форми

1. В мензурки знаходиться вода об'ємом 100 см3 . Її переливають в стакан місткістю 200 см3 . Чи зміниться обсяг води?

1. збільшиться
2. зменшиться
3. Не зміниться

1. Молекули щільно упаковані, сильно притягуються один до одного, кожна молекула коливається близько певного положення. Яке це тіло?

1. рідина
2. Тверде тіло
3. Таких тел немає

1. В якому стані може перебувати вода?

1. Тільки в рідкому стані
2. Тільки в газоподібному стані
3. Тільки в твердому стані
4. У всіх трьох станах

Тема: Три стану речовини

III варіант

1. Як розташовані молекули газів і як вони рухаються?

1. Молекули розташовані на відстанях, менших розмірів самих молекул, і переміщаються вільно відносно один одного.
2. Молекули розташовані на відстанях, у багато разів більше розмірів самих молекул, і рухаються безладно.
3. Молекули розташовані в строгому порядку і коливаються близько певних положень.

1. Які з наведених властивостей належать до твердих тіл?

1. Важко змінити форму
2. Займають весь наданий їм об'єм
3. Зберігають постійну форму
4. Легко змінюють форму
5. важко стискаються

1. Чи зміниться обсяг газу, якщо його перекачати з балона місткістю 20 літрів в балон вместімость.40 літрів?

1. Збільшиться в 2 рази
2. Зменшиться в 2 рази
3. Не зміниться

1. Чи є така речовина, у якого молекули розташовані на великих відстанях, сильно притягуються один до одного і коливаються близько певних положень?

1. рідина
2. Тверде тіло
3. Такого речовини не існує

1. В якому стані може перебувати ртуть?

1. Тільки в рідкому
2. Тільки в твердому
3. Тільки в газоподібному
4. У всіх трьох станах

Тема: Три стану речовини

IV варіант

1. Нижче вказано поведінку молекул в твердих, рідких і газоподібних тілах. Що є спільним для рідин і газів?

1. Те, що молекули розташовані на відстанях менших розмірів самих молекул і рухаються вільно відносно один одного
2. Те, що молекули розташовані на великих відстанях один від одного і рухаються безладно
3. Те, що молекули рухаються безладно один щодо одного
4. Те, що молекули розташовані в строгому порядку і коливаються близько певних положень

1. Які із зазначених властивостей належать до твердих тіл?

1. Мають певний обсяг
2. Займають обсяг всієї судини
3. Приймають форму судини
4. мало стискаються
5. легко стискаються

1. У пляшці знаходиться вода об'ємом 0,5 літра. Її переливають в колбу місткістю 1 літр. Чи зміниться обсяг води?

1. збільшиться
2. зменшиться
3. Не зміниться

1. Молекули розташовані так, що відстань між ними менше розмірів самих молекул. Вони сильно притягуються один до одного і переміщаються з місця на місце. Яке це тіло?

   II варіант
   

   III варіант
   

   IV варіант
   

   

   

   Газоподібний стан - найпоширеніше стан речовини Всесвіту (міжзоряний речовина, туманності, зірки, атмосфери планет і т. Д.). За хімічними властивостями гази і їх суміші вельми різноманітні - від малоактивних інертних газів до вибухових газових сумішей. До газів іноді] відносять не тільки системи з атомів і молекул, але і системи з інших частинок - фотонів, електронів, броунівських часток, а також плазму

   

   Гази можуть необмежено розширюватися. Вони не зберігають не форми ні обсягу Численні удари молекул об стінки посудини створюють тиск газу.

   

   

   

   Рідкий стан зазвичай вважають проміжним між твердим тілом і газом: газ не зберігає ні обсяг, ні форму, а тверде тіло зберігає і те, і інше. Форма рідких тіл може повністю або частково визначатися тим, що їх поверхня поводиться як пружна мембрана. Так, вода може збиратися в краплі. Але рідина здатна текти навіть під своєю нерухомою поверхнею, і це теж означає не збережені форми (внутрішніх частин рідкого тіла). Молекули рідини не мають певного положення, але в той же час їм недоступна повна свобода переміщень. Між ними існує тяжіння, досить сильне, щоб утримати їх на близькій відстані. Речовина в рідкому стані існує в певному інтервалі температур, нижче якого переходить в твердий стан (відбувається кристалізація або перетворення в твердотельное аморфний стан - скло), вище - в газоподібний (відбувається випаровування). Межі цього інтервалу залежать від тиску. Як правило, речовина в рідкому стані має тільки одну модифікацію. (Найбільш важливі виключення - це квантові рідини і рідкі кристали.) Тому в більшості випадків рідина є не тільки агрегатним станом, але і термодинамічної фазою (рідка фаза). Всі рідини прийнято ділити на чисті рідини і суміші. Деякі суміші рідин мають велике значення для життя: кров, морська вода і ін. Рідини можуть виконувати функцію розчинників.

   

   Освіта вільної поверхні і поверхневий натяг Через збереження обсягу рідина здатна утворювати вільну поверхню. Така поверхня є поверхнею розділу фаз даної речовини: по одну сторону знаходиться рідка фаза, по іншу - газоподібна (пар), і, можливо, інші гази, наприклад, повітря. Якщо рідка і газоподібна фази одного і того ж речовини стикаються, виникають сили, які прагнуть зменшити площу поверхні розділу - сили поверхневого натягу. Поверхня розділу поводиться як пружна мембрана, яка прагне стягтися. Поверхневий натяг може бути пояснено тяжінням між молекулами рідини. Кожна молекула притягує інші молекули, прагне «оточити» себе ними, а значить, піти з поверхні. Відповідно, поверхня прагне зменшитися. Тому мильні бульбашки і бульбашки при кипінні прагнуть прийняти сферичну форму: при даному обсязі мінімальної поверхнею має кулю. Якщо на рідину діють тільки сили поверхневого натягу, вона обов'язково візьме сферичну форму - наприклад, краплі води в невагомості. Маленькі об'єкти з щільністю, більшої щільності рідини, здатні «плавати» на поверхні рідини, так як сила тяжіння менше сили, що перешкоджає збільшенню площі поверхні.

   

   Випаровування - поступовий перехід речовини з рідини в газоподібну фазу (пар). При тепловому русі деякі молекули залишають рідину через її поверхню і переходять в пар. Разом з тим, частина молекул переходить назад з пари в рідину. Якщо з рідини йде більше молекул, ніж приходить, то має місце випаровування. Конденсація - зворотний процес, перехід речовини з газоподібного стану в рідке. При цьому в рідину переходить з пара більше молекул, ніж у пар з рідини. Кіпеніе- процес пароутворення всередині рідини. При досить високій температурі тиск пари стає вище тиску всередині рідини, і там починають утворюватися бульбашки пара, які (в умовах земного тяжіння) спливають наверх. Змочування - поверхневе явище, що виникає при контакті рідини з твердою поверхнею в присутності пара, тобто на кордонах розділу трьох фаз. Смешіваемость- здатність рідин розчинятися один в одному. Приклад змішуються рідин: вода і етиловий спирт, приклад незмішуваних: вода і рідке масло. Перехід рідин з одного стану в інший

   

   Тверді тіла Тверде тіло - це одне з чотирьох агрегатних станів речовини, що відрізняється від інших агрегатних станів (рідини, газів, плазми) стабільністю форми і характером теплового руху атомів, що здійснюють малі коливання біля положень рівноваги.

   МБОУ «Мужевская ЗОШ ім. Н.В.Архангельского »

   Конспект відкритого уроку

   по темі:

   «Будова газоподібних, рідких і твердих тіл» в 10 класі.

   Роботу виконав вчитель фізики

   Лощаков В'ячеслав Вікторович

   2014-2015 н.р.

   урок "Будова газоподібних, рідких і твердих тіл"

   Мета уроку: на основі МКТ пояснити особливості будовител в різних станах, розширити кругозіручнів з даного питання, показати нерозривний зв'язок досліджуваного матеріалу зхімією, математикою,сприяти розвитку інтересу до предмета,виробити увагу, працьовитість, прагнення допізнання навколишнього світу.

   Завдання уроку:

   освітні:

   Сприяти оволодінню знаннями по темі "Будова газоподібних, рідких і твердих тіл";

   Встановити характер залежності сил тяжіння і відштовхування від відстані між молекулами;

   Вчитися вирішувати якісні завдання.

   Розвиваючі:

   розвивати:

   спостережливість, самостійність;

   логічне мислення

   вміння застосовувати знання теорії на практиці;

   сприяти розвитку мовлення, мислення

   виховні:

   Формування уявлень про єдність і взаємозв'язку явищ природи.

   Формувати позитивне ставлення до предмету

   Тип уроку: Урок вивчення нового матеріалу.

   Форма уроку: комбінований

   Устаткування і матеріали: , Комп'ютер, екран, мультимедійний проектор,демонстраційний матеріал: шматок льоду, колби різноїформи з водою, ел.чайник з гарячою водою, пластикова пляшка з водою, колби, різної форми, шприц, моделі кристалічних решіток,різні матеріали (сталь, чавун, мідь, алюміній,пластмаси, смоли, соняшникова олія і т.д.), повітряні кулі, насос.

   Хід уроку

   організаційна частина .

   учитель: Добрий день. У 1836 році російський поет Федір Іванович Тютчев написав такі проникливі рядки(Слайд 1)

   Не те, що мисліть ви, природа:
   Не зліпок, не бездушний образ -
   У ній є душа, в ній є свобода,
   У ній є любов, в ній є мова.

   2) Постановка цілей і завдань уроку.

   Атоми і молекули можуть розташовуватися в просторі в самому химерному порядку, скласти різні речовини, які під дією зовнішніх умов (температури, тиску) можуть перебувати в різних агрегатних станах. (Слайд2)

   учитель: Хто назве ці стани?

   відповідь: тверде, рідке, газоподібне.

   учитель: правильно, і є ще одне, четверте стан речовини - плазма, але про це ми поговоримо на інших уроках.

   А сьогодні ми розглянемо будову газоподібних, рідких і твердих тіл. Відкрийте зошити і запишіть тему уроку:

   “Будова газоподібних, рідких і твердих тіл ".(Слайд 3)

   На партах у вас зразок таблиці, перекреслити її собі в зошит, ми заповнимо її в процесі уроку. (Слайд 4)

   стан

   речовини

   відстань

   частинками

   рух

   взаємодія

   властивості

   газоподібне

   Як приклад, розглянемо найпоширеніше речовина на Землі - воду. (Слайд 5)

   Якою формулою в хімії позначається вода?

   учень: Н 2 О.

   учитель: правильно, Н 2 Про - одного атома кисню і двох атомів водню.

   Ми знаємо, що вода буває різна: твердая- лід (демонструє шматок льоду), жідкая- вода в склянці, газоподібна - пар (наливає гарячу воду з чайника).

   (Слайд 5)

   Чи відрізняються молекули льоду і пари від молекули води?

   учень: Ні.

   Молекули пара і льоду також складаються з одного атома кисню і двох атомів водню. (Слайд 6)

   учитель: Задамося питанням: чому в одному випадку речовина газоподібне, в іншому рідке, а в третьому - тверде?

   3) Етап пояснення нового матеріалу

   Знайти відповідь на це питання дозволяє молекулярно-кінетична теорія.

   Згадаймо основні положення МКТ, які були вперше сформульовані великим російським вченим М. В. Ломоносовим.

   учень :

   всі речовини складаються з частинок;

   ці частинки безладно рухаються;

   частинки взаємодіють один з одним.

   учитель:

   Так як склад води, льоду і пари однаковий, то, очевидно, стан речовини залежить від того, як частинки рухаються і як взаємодіють один з одним ..

   Якщо в найзагальніших рисах уявити собі будову газів, рідин і твердих тіл, то можна намалювати таку картину (Демонструє таблицю із зображенням молекул пара, води, льоду).

   учитель: Що можна сказати про взаємне розташування частинок в цих трьох станах?

   учень : * У газах частки розташовані далеко один від одного, безладно. * У рідинах частинки розташовані майже впритул, порядку в розташуванні немає.

   * У твердих тілах молекули розташовані впритул і в певному порядку.

   учитель: Правильно. У газах відстань між частинками в середньому у багато разів перевищує розміри самих частинок. Стиснення повітря доводить наявність великих відстаней між молекулами.

   Швидке поширення запахів доводить, що молекули газів рухаються з великими швидкостями, безладно. Частинки газу подібно бігунам - спринтерам, стрімко проносяться в просторі

   Частинки стикаються один з одним і розлітаються в різні боки подібно більярдним кулям. Слабкі сили тяжіння в газах не здатні втримати частинки один біля одного. Тому гази можуть необмежено розширюватися.

   Нагадую, що рухається тіло має кінетичної енергією «Е до ». Енергію взаємодії називають потенційної «Е п ».

   Висновок: речовина знаходиться в газоподібному стані, якщо енергія руху у багато разів більше енергії взаємодії.

   учитель: заповнили в таблиці, в 1 рядок

   стан

   речовини

   будова

   рух

   взаємодія

   властивості

   газоподібне

   l \u003e\u003e r 0 .

   безладне

   хаотичне,

   Пружне зіткнення,

   F взаємодії малі

   Легко стискаються.

   Необмежено розширюються.

   Чи не зберігають ні форму, ні обсяг

   l ≈ r 0 .

   Близький порядок

   Коливальний з перескоками,

   Тяжіння і відштовхування на відстані,

   F взаємодії досить великі

   Погано стискаються Зберігають обсяг

   Текучі, легко змінюють форму

   l ≈ r 0

   дальній порядок (кристалічна решітка)

   Коливальний близько ОПР

   Тяжіння і відштовхування

   F взаємодії великі

   Зберігають обсяг і форму

   погано стискаються

   погано розтягуються

   учитель: Записуємо в зошит (СЛАЙД 7)

   Легко стискаються.

   Можуть необмежено розширюватися.

   Чи не зберігають ні форму, ні обсяг.

   (Учні виконують запис в зошити.)

   учитель: переходимо до рідин.

   учень : * У рідинах частинки розташовані майже впритул, порядку в розташуванні немає.

   учитель: Абсолютно вірно.

   Молекули рідини знаходяться безпосередньо один біля одного . l ≈ r 0 . Цим і пояснюється мала стисливість рідин. При спробі змінити обсяг рідини (навіть на малу величину) сили відштовхування стають дуже великі.

   Затиснуті, іншими молекулами, вони роблять як би "біг на місці" (коливаються біля положення рівноваги, стикаючись з сусідніми молекулами). Лише час від часу якась молекула здійснює "стрибок", але тут же потрапляє в нову «клітку», утворену новими сусідами. Немає вільного руху частинок-завжди є взаємодія відразу з кількома найближчими частинками. Потенційна енергія взаємодії більше кінетичної енергії руху.

   Характер молекулярного руху в рідинах, вперше встановлений совєтським фізиком Френкель Яків Ілліч (портрет вченого на стор 158 підручника), дозволяє зрозуміти основні властивості рідин.

   учитель: Записуємо основні висновки по рідинах (Слайд 9)

   Зберігають свій обсяг

   Текучі, легко змінюють форму

   Приймають форму судини

   погано стискаються

   учитель: Тверді тіла.

   учень : * У твердих тілах молекули розташовані впритул і в певному порядку.

   учитель: Так. l ≈ r 0 . Атоми або молекули твердих тіл на відміну від атомів або молекул рідин коливаються завжди за певних положень рівноваги. Це пояснюється взаємодією частинок. На кожну частинку діє більше число частинок, ніж у випадку з рідиною, її положення більш стійко, тому що виникає дальній порядок. Якщо з'єднати ці положення, то вийде просторова решітка, її називають кристалічна.

   На стор. 159 підручника, рис. 8.9 і 8.10 зображені кристалічні решітки кухонної солі і алмазу. (Слайд 10)

   Внутрішній порядок в розташуванні атомів кристалів приводить до правильних зовнішнім геометричним формам. Тверді тіла зберігають не тільки обсяг, але і форму.

   Існує тяжіння і відштовхування частинок, потенційна енергія взаємодії частинок значно більше їх кінетичної енергії (більше, ніж у рідин).

   Алмаз і графіт - це атоми одного і того ж елемента вуглецю, але розташовані в різному порядку і мають різні кристалічні решітки.

   Алмаз - найтвердіший серед мінералів, це цар всіх каменів. Він міцніше всіх речовин на світлі, це світло сонця, згусле в землі і охолоджений часом. Він грає всіма кольорами, але сам залишається прозорим, точно крапля води. Завдяки своїй винятковій твердості алмаз грає величезну роль в техніці. Алмазними пилами розпилюють камені, алмазні бури використовують при розвідці надр. через волочильні алмази простягають нитки парашутної тканини, за допомогою алмазу виготовляють тонкий дріт твердихметалів.

   Природний алмаз зустрічається рідко, тому його отримують штучним шляхом.

   Графіт зовсім не схожий на алмаз. твердість графіту настільки незначна, що він легко залишає слід на папері. знього виготовляють стрижні для олівців.

   Розробляючи проблему синтезу алмазу з графіту дослідники звернули увагу на матеріал, дуже схожий поструктурі з графітом -нітріт бору, - і отрималиалмазоподібні матеріал борнітріт (боразон). Він виявивсянавіть твердіші за алмаз і термічно більш стійким (алмаз згораєпри температурі 627 ° С, а боразон - при 2000 ° С). боразонзнайшов широке застосування в техніці. Так наука привела достворення нового матеріалу.

   Записуємо в зошит:

   (Слайд 11)

   Зберігають обсяг і форму

   погано стискаються

   погано розтягуються

   учитель: прийшов час відповісти на поставлене на початку уроку питання: від чого залежить, що одне і те ж речовина може перебувати в різних агрегатних станах?

   Відповіді учнів: Від відстані між частинками, від сил взаємодії, тобто від того, як розташовані молекули, як вони рухаються і як взаємодіють один з одним. (Слайд14)

   4) Етап закріплення пройденого матеріалу. Гра "Що за стан?" (Слайд 12-30)

   Оцінку "5" отримує учень, який набрав найбільшу кількість балів.

   Учитель виставляє оцінки в журнал.

   5) Домашнє завдання: § 60, відповісти на питання після параграфа (Слайд 32)

   6) Висновок

   учитель : Вирішувати загадки можна вічно.
   Всесвіт адже нескінченна.
   Спасибі всім нам за урок,
   А головне, щоб був він про запас!

   7) Підведення підсумків уроку.

   Що нового дізналися на уроці?

   учень : Знання будови речовини необхідно для того, щоб розуміти все фізичні явища в природі.

   Презентація на тему: Будова газоподібних, рідких і твердих тіл
   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   Презентація на тему: Будова газоподібних, рідких і твердих тіл

   № слайда 1

   Опис слайда:

   № слайда 2

   Опис слайда:

   № слайда 3

   Опис слайда:

   Гази Газ (газоподібний стан) (від нід. Gas) - агрегатний стан речовини, що характеризується дуже слабкими зв'язками між складовими його частками (молекулами, атомами або іонами), а також їх великою рухливістю. Частинки газу майже вільно і хаотично рухаються в проміжках між зіткненнями, під час яких відбувається різка зміна характеру їх руху. Газоподібний стан речовини в умовах, коли можливе існування стійкої рідкої або твердої фази цієї ж речовини, зазвичай називається парою. Подібно рідин, гази мають плинністю і чинять опір деформації. На відміну від рідин, гази не мають фіксованого обсягу [і не утворюють вільної поверхні, а прагнуть заповнити весь доступний обсяг (наприклад, судини).

   № слайда 4

   Опис слайда:

   Газоподібний стан - найпоширеніше стан речовини Всесвіту (міжзоряний речовина, туманності, зірки, атмосфери планет і т. Д.). За хімічними властивостями гази і їх суміші вельми різноманітні - від малоактивних інертних газів до вибухових газових сумішей. До газів іноді] відносять не тільки системи з атомів і молекул, але і системи з інших частинок - фотонів, електронів, броунівських часток, а також плазму

   № слайда 5

   Опис слайда:

   № слайда 6

   Опис слайда:

   Рідина Рідина - одне з агрегатних станів речовини. Основною властивістю рідини, що відрізняє її від інших агрегатних станів, є здатність необмежено змінювати форму під дією дотичних механічних напружень, навіть як завгодно малих, практично зберігаючи при цьому обсяг.

   № слайда 7

   Опис слайда:

   Рідина - це фізичне тіло, що володіє двома властивостями: Володіє плинністю, завдяки якій вона не має форми і приймає форму того судини, в якому вона знаходиться. Вона мало змінює форму і обсяг при зміні тиску і температури, в чому вона схожа з твердим тілом.

   № слайда 8

   Опис слайда:

   Рідкий стан зазвичай вважають проміжним між твердим тілом і газом: газ не зберігає ні обсяг, ні форму, а тверде тіло зберігає і те, і інше. Форма рідких тіл може повністю або частково визначатися тим, що їх поверхня поводиться як пружна мембрана. Так, вода може збиратися в краплі. Але рідина здатна текти навіть під своєю нерухомою поверхнею, і це теж означає не збережені форми (внутрішніх частин рідкого тіла). Молекули рідини не мають певного положення, але в той же час їм недоступна повна свобода переміщень. Між ними існує тяжіння, досить сильне, щоб утримати їх на близькій відстані. Речовина в рідкому стані існує в певному інтервалі температур, нижче якого переходить в твердий стан (відбувається кристалізація або перетворення в твердотельное аморфний стан - скло), вище - в газоподібний (відбувається випаровування). Межі цього інтервалу залежать від тиску. Як правило, речовина в рідкому стані має тільки одну модифікацію. (Найбільш важливі виключення - це квантові рідини і рідкі кристали.) Тому в більшості випадків рідина є не тільки агрегатним станом, але і термодинамічної фазою (рідка фаза). Всі рідини прийнято ділити на чисті рідини і суміші. Деякі суміші рідин мають велике значення для життя: кров, морська вода і ін. Рідини можуть виконувати функцію розчинників.

   № слайда 9

   Опис слайда:

   Освіта вільної поверхні і поверхневий натяг Через збереження обсягу рідина здатна утворювати вільну поверхню. Така поверхня є поверхнею розділу фаз даної речовини: по одну сторону знаходиться рідка фаза, по іншу - газоподібна (пар), і, можливо, інші гази, наприклад, повітря. Якщо рідка і газоподібна фази одного і того ж речовини стикаються, виникають сили, які прагнуть зменшити площу поверхні розділу - сили поверхневого натягу. Поверхня розділу поводиться як пружна мембрана, яка прагне стягтися. Поверхневий натяг може бути пояснено тяжінням між молекулами рідини. Кожна молекула притягує інші молекули, прагне «оточити» себе ними, а значить, піти з поверхні. Відповідно, поверхня прагне зменшитися. Тому мильні бульбашки і бульбашки при кипінні прагнуть прийняти сферичну форму: при даному обсязі мінімальної поверхнею має кулю. Якщо на рідину діють тільки сили поверхневого натягу, вона обов'язково візьме сферичну форму - наприклад, краплі води в невагомості. Маленькі об'єкти з щільністю, більшої щільності рідини, здатні «плавати» на поверхні рідини, так як сила тяжіння менше сили, що перешкоджає збільшенню площі поверхні.

   № слайда 10

   Опис слайда:

   Перехід рідин з одного стану в інший Випаровування - поступовий перехід речовини з рідини в газоподібну фазу (пар). При тепловому русі деякі молекули залишають рідину через її поверхню і переходять в пар. Разом з тим, частина молекул переходить назад з пари в рідину. Якщо з рідини йде більше молекул, ніж приходить, то має місце випаровування. Конденсація - зворотний процес, перехід речовини з газоподібного стану в рідке. При цьому в рідину переходить з пара більше молекул, ніж у пар з рідини. Кіпеніе- процес пароутворення всередині рідини. При досить високій температурі тиск пари стає вище тиску всередині рідини, і там починають утворюватися бульбашки пара, які (в умовах земного тяжіння) спливають наверх. Змочування - поверхневе явище, що виникає при контакті рідини з твердою поверхнею в присутності пара, тобто на кордонах розділу трьох фаз. Смешіваемость- здатність рідин розчинятися один в одному. Приклад змішуються рідин: вода і етиловий спирт, приклад незмішуваних: вода і рідке масло.

   Молекулярно-кінетична теорія дає можливість зрозуміти, чому речовина може находітьсяв газоподібному, рідкому і твердому состояніях.Еслі в найзагальніших рисах спробувати уявити собі будову ...

« Фізика - 10 клас »

Чи можна пояснити властивості речовини у всіх його агрегатних станах будовою речовини, рухом і взаємодією його частинок?

Сили взаємодії молекул.

Молекули взаємодіють один з одним. Без цієї взаємодії не було б ні твердих, ні рідких тел.

Довести існування значних сил взаємодії між атомами або молекулами нескладно. Спробуйте-но зламати товсту палицю! А адже вона складається з молекул. але одні сили тяжіння не можуть забезпечити існування стійких утворень з атомів і молекул. На дуже малих відстанях між молекулами обов'язково діють сили відштовхування. Завдяки цьому молекули не проникають одна в одну і шматки речовини ніколи не стискуються до розмірів порядку розмірів однієї молекули.

молекула - це складна система, що складається з окремих заряджених частинок: електронів і атомних ядер.

В цілому молекули електрично нейтральні, проте між ними на малих відстанях діють значні електричні сили: відбувається взаємодія електронів і атомних ядер сусідніх молекул.

Якщо молекули знаходяться на відстанях, що перевищують їх розміри в кілька разів, то сили взаємодії практично не позначаються.

На відстанях, перевищує 2-3 діаметра молекул, діють сили тяжіння. У міру зменшення відстані між молекулами сила їх взаємного тяжіння спочатку збільшується, але одночасно збільшується і сила відштовхування. При певній відстані r 0 сила тяжіння стає рівною силі відштовхування. Це відстань вважається рівним діаметру молекули.

При подальшому зменшенні відстані електронні оболонки атомів починають перекриватися і швидко збільшується сила відштовхування. На малюнку 8.5 показані графіки залежності потенційної енергії взаємодії молекул (рис. 8.5, а) і сил тяжіння (1) і відштовхування (2) (рис. 8.5, б) від відстані між молекулами. При r \u003d r 0 потенційна енергія мінімальна, сила тяжіння дорівнює силі відштовхування. При r\u003e r 0 сила тяжіння більше сили відштовхування; при r< r 0 сила притяжения меньше силы отталкивания.

Молекулярно-кінетична теорія дає можливість зрозуміти, чому речовина може перебувати в газоподібному, рідкому і твердому станах.

Отже, між молекулами діють сили тяжіння і вони беруть участь в тепловому русі. Агрегатний стан речовини залежить від того, яке з цих двох властивостей молекул є головним.

Гази.

У газах відстань між атомами або молекулами в середньому у багато разів більше розмірів самих молекул. Наприклад, при атмосферному тиску обсяг судини в десятки тисяч разів перевищує обсяг знаходяться в ньому молекул.

Гази легко стискуються, при цьому зменшується середня відстань між молекулами, але форма молекули не змінюється.

Гази можуть необмежено розширюватися. Вони не зберігають ні форми, ні об'єму. Численні удари молекул об стінки посудини створюють тиск газу.

Молекули газу з величезними швидкостями - сотні метрів в секунду - рухаються в просторі. Стикаючись, вони відскакують один від одного в різні боки подібно більярдним кулям. Слабкі сили тяжіння молекул газу не здатні утримати їх один біля одного.

У газах середня кінетична енергія теплового руху молекул більше середньої потенційної енергії їх взаємодії, тому часто потенційною енергією взаємодії молекул ми можемо знехтувати.

Рідини.

Молекули рідини розташовані майже впритул один до одного тому молекула рідини поводиться інакше, ніж молекула газу.

У рідинах існує так званий ближній порядок, Т. Е. Впорядковане розташування молекул зберігається на відстанях, рівних декільком молекулярним діаметрам.

Молекула коливається біля свого положення рівноваги, стикаючись з сусідніми молекулами. Лише час від часу вона робить черговий «стрибок», потрапляючи в нове положення рівноваги.

У положенні рівноваги сила відштовхування дорівнює силі тяжіння, т. Е. Сумарна сила взаємодії молекули дорівнює нулю.

Характер молекулярного руху в рідинах, вперше встановлений совєтським фізиком Я. І. Френкелем, дозволяє зрозуміти основні властивості рідин. За образним висловом вченого: «... молекули рідини ведуть кочовий спосіб життя ...» При цьому час осілого життя молекули води, т. е. час її коливань близько одного певного положення рівноваги при кімнатній температурі, так само в середньому 10 -11 с. Час же одного коливання значно менше (10 -12 - 10 -13 с). З підвищенням температури час осілого життя молекул зменшується.

Молекули рідини знаходяться безпосередньо один біля одного. При зменшенні обсягу сили відштовхування стають дуже великі. Цим і пояснюється мала стисливість рідин.

Рідини: 1) малосжімаеми;
2) текучі т. Е. Зберігають свою форму.

Пояснити плинність рідин можна так. Зовнішня сила помітно не змінює числа перескоків молекул в секунду. Але переходи молекул з одного осілого положення в інше відбуваються переважно в напрямку дії зовнішньої сили. Ось чому рідина тече і приймає форму посудини.

У рідинах середня кінетична енергія теплового руху молекул порівнянна із середньою потенційною енергією їх взаємодії. Наявність поверхневого натягу доводить, що сили взаємодії молекул рідин істотні, і ними нехтувати не можна.

Тверді тіла.

Атоми або молекули твердих тіл, на відміну від атомів і молекул рідин, коливаються близько певних положень рівноваги. З цієї причини тверді тіла зберігають не тільки обсяг, але і форму.

У твердих тілах середня потенціальна енергія взаємодії молекул багато більше середньої кінетичної енергії їх теплового руху.

Якщо з'єднати центри положень рівноваги атомів або іонів твердого тіла, то вийде правильна просторова решітка, яка називається кристалічної.

На малюнках 8.6 і 8.7 зображені кристалічні решітки кухонної солі і алмазу. Внутрішній порядок в розташуванні атомів кристалів приводить до правильних зовнішнім геометричним формам.

Вся нежива матерія складається з частинок, поведінка яких може відрізнятися. Будова газоподібних, рідких і твердих тіл має свої особливості. Частинки в твердих тілах утримуються разом, так як розташовані дуже тісно один до одного, це робить їх дуже міцними. Крім того, вони можуть тримати певну форму, так як їх найдрібніші частинки практично не рухаються, а тільки вібрують. Молекули в рідинах знаходяться досить близько один до одного, однак вони можуть вільно пересуватися, тому власної форми вони не мають. Частинки в газах рухаються дуже швидко, навколо них, як правило, багато простору, що передбачає їх легке стиснення.

Властивості і будова твердих тіл

Яка структура і особливості будови твердих тіл? Вони складаються з частинок, які розташовані дуже близько один до одного. Вони не можуть переміщатися, і тому їх форма залишається фіксованою. Які властивості твердого тіла? Воно не стискається, але якщо його нагріти, то його обсяг буде збільшуватися зі зростанням температури. Це відбувається тому, що частинки починають вібрувати і рухатися, що призводить до зменшення щільності.

Однією з особливостей твердих тіл є те, що вони мають незмінну форму. Коли тверде тіло нагрівається, руху частинок збільшується. Швидше рухомі частинки стикаються лютіше, змушуючи кожну частинку штовхати своїх сусідів. Отже, підвищення температури зазвичай призводить до підвищення міцності тіла.

Кристалічну будову твердих тіл

Міжмолекулярні сили взаємодії між сусідніми молекулами твердого тіла досить сильні, щоб тримати їх у фіксованому положенні. Якщо ці дрібні частки перебувають у високоупорядоченной комплектації, то такі структури прийнято називати кристалічними. Питаннями внутрішньої впорядкованості частинок (атомів, іонів, молекул) елемента або сполуки займається спеціальна наука - кристалографія.

Твердого тіла також викликає особливий інтерес. Вивчаючи поведінку частинок, того, як вони влаштовані, хіміки можуть пояснити і передбачити, як певні види матеріалів будуть себе вести при певних умовах. Найдрібніші частинки твердого тіла розташовані у вигляді решітки. Це так зване регулярне розташування частинок, де важливе значення відіграють різні хімічні зв'язки між ними.

Зонна теорія будови твердого тіла розглядає як сукупність атомів, кожен їх яких, в свою чергу, складається з ядра і електронів. У кристалічному будові ядра атомів знаходяться в вузликах кристалічної решітки, для якої характерна певна просторова періодичність.

Що таке структура рідини?

Будова твердих тіл і рідин схоже тим, що частинки, з яких вони складаються, знаходяться на близькій відстані. Різниця полягає в тому, що молекули вільно переміщаються, так як сила тяжіння між ними набагато слабкіше, ніж в твердому тілі.

Якими ж властивостями володіє рідина? По-перше, це плинність, по-друге, рідина буде приймати форму контейнера, в який її поміщають. Якщо її нагріти, обсяг буде збільшуватися. Через близького розташування частинок один до одного рідина не може бути стиснута.

Яка структура і будова газоподібних тіл?

Частинки газу розташовуються випадковим чином, вони знаходяться так далеко один від одного, що між ними не може виникнути сила тяжіння. Якими властивостями володіє газ і яке будова газоподібних тіл? Як правило, газ рівномірно заповнює весь простір, в яке він був поміщений. Він легко стискається. Швидкість частинок газоподібного тіла збільшується разом зі зростанням температури. При цьому відбувається також підвищення тиску.

Будова газоподібних, рідких і твердих тіл характеризується різними відстанями між дрібними частками цих речовин. Частинки газу знаходяться набагато далі один від одного, ніж в твердому або рідкому стані. В повітрі, наприклад, середня відстань між частинками приблизно в десять разів перевищує діаметр кожної частки. Таким чином, обсяг молекул займає всього близько 0,1% від загального обсягу. Решта 99,9% складає порожній простір. На противагу цьому частки рідини заповнюють близько 70% загального обсягу рідини.

Кожна частка газу рухається вільно за прямолінійним шляху, поки вона не зіткнеться з іншою часткою (газу, рідини або твердого тіла). Частинки зазвичай рухаються досить швидко, а після того як дві з них стикаються, вони відскакують один від одного і продовжують свій шлях поодинці. Ці зіткнення змінюють напрямок і швидкість. Ці властивості газових частинок дозволяють газам розширюватися, щоб заповнити будь-яку форму або об'єм.

зміна стану

Будова газоподібних, рідких і твердих тіл може змінюватися, якщо на них чиниться певний зовнішній вплив. Вони можуть навіть переходити в стану один одного при певних умовах, наприклад в процесі нагрівання або охолодження.

• Випаровування. Будова і властивості рідких тел дозволяють їм за певних умов переходити в зовсім інше фізичний стан. Наприклад, випадково пролив бензин при заправці автомобіля, можна досить швидко відчути його різкий запах. Як це відбувається? Частинки рухаються по всій рідини, в результаті певна їх частина досягає поверхні. Їх спрямований рух може винести ці молекули за межі поверхні в простір над рідиною, але тяжіння буде затягувати їх назад. З іншого боку, якщо частка рухається дуже швидко, вона може відірватися від інших на пристойну відстань. Таким чином, при збільшенні швидкості частинок, яке трапляється зазвичай при нагріванні, відбувається процес випаровування, тобто перетворення рідини в газ.

Поведінка тіл в різних фізичних станах

Будова газів, рідин, твердих тіл головним чином обумовлено тим, що всі ці речовини складаються з атомів, молекул або іонів, проте поведінка цих частинок може бути абсолютно різним. Частинки газу хаотичним чином віддалені один від одного, молекули рідини знаходяться близько один до одного, але вони не так жорстко структуровані, як в твердому тілі. Частинки газу вібрують і пересуваються на високих швидкостях. Атоми і молекули рідини вібрують, переміщаються і ковзають повз один одного. Частинки твердого тіла також можуть вібрувати, але рух як такий для них не властиво.

Особливості внутрішньої структури

Для того щоб зрозуміти поведінку матерії, потрібно спочатку вивчити особливості її внутрішньої структури. Які внутрішні відмінності між гранітом, оливковою олією і гелієм в повітряній кульці? Проста модель структури матерії допоможе знайти відповідь на це питання.

Модель є спрощеним варіантом реального предмета або речовини. Наприклад, до того як починається безпосереднє будівництво, архітектори спочатку конструюють модель будівельного проекту. Така спрощена модель не обов'язково передбачає точний опис, але в той же час вона може дати приблизне уявлення того, що буде собою представляти та чи інша структура.

спрощені моделі

У науці, однак, моделями не завжди виступають фізичні тіла. За останнє сторіччя спостерігалося значне зростання людського розуміння про фізичний світ. Однак більша частина накопичених знань і досвіду заснована на надзвичайно складних уявленнях, наприклад у вигляді математичних, хімічних і фізичних формул.

Для того щоб розібратися у всьому цьому, потрібно бути досить добре підкованим в цих точних і складних науках. Вчені розробили спрощені моделі для візуалізації, пояснення і передбачення фізичних явищ. Все це значним чином спрощує розуміння того, чому деякі тіла мають постійну форму і обсяг при певній температурі, а інші можуть їх змінювати і так далі.

Вся матерія складається з найдрібніших частинок. Ці частинки знаходяться в постійному русі. Обсяг руху пов'язаний з температурою. Підвищена температура свідчить про збільшення швидкості руху. Будова газоподібних, рідких і твердих тіл відрізняється свободою пересування їх часток, а також тим, наскільки сильно частинки притягуються один до одного. Фізичні залежать від його фізичного стану. Водяна пара, рідка вода і лід мають однакові хімічні властивості, але їх фізичні властивості значно відрізняються.

Вся нежива матерія складається з частинок, поведінка яких може відрізнятися. Будова газоподібних, рідких і твердих тіл має свої особливості. Частинки в твердих тілах утримуються разом, так як розташовані дуже тісно один до одного, це робить їх дуже міцними. Крім того, вони можуть тримати певну форму, так як їх найдрібніші частинки практично не рухаються, а тільки вібрують. Молекули в рідинах знаходяться досить близько один до одного, однак вони можуть вільно пересуватися, тому власної форми вони не мають. Частинки в газах рухаються дуже швидко, навколо них, як правило, багато простору, що передбачає їх легке стиснення.

Властивості і будова твердих тіл

Яка структура і особливості будови твердих тіл? Вони складаються з частинок, які розташовані дуже близько один до одного. Вони не можуть переміщатися, і тому їх форма залишається фіксованою. Які властивості твердого тіла? Воно не стискається, але якщо його нагріти, то його обсяг буде збільшуватися зі зростанням температури. Це відбувається тому, що частинки починають вібрувати і рухатися, що призводить до зменшення щільності.

Однією з особливостей твердих тіл є те, що вони мають незмінну форму. Коли тверде тіло нагрівається, середня швидкість руху частинок збільшується. Швидше рухомі частинки стикаються лютіше, змушуючи кожну частинку штовхати своїх сусідів. Отже, підвищення температури зазвичай призводить до підвищення міцності тіла.

Кристалічну будову твердих тіл

Міжмолекулярні сили взаємодії між сусідніми молекулами твердого тіла досить сильні, щоб тримати їх у фіксованому положенні. Якщо ці дрібні частки перебувають у високоупорядоченной комплектації, то такі структури прийнято називати кристалічними. Питаннями внутрішньої впорядкованості частинок (атомів, іонів, молекул) елемента або сполуки займається спеціальна наука - кристалографія.

Хімічна будова твердого тіла також викликає особливий інтерес. Вивчаючи поведінку частинок, того, як вони влаштовані, хіміки можуть пояснити і передбачити, як певні види матеріалів будуть себе вести при певних умовах. Найдрібніші частинки твердого тіла розташовані у вигляді решітки. Це так зване регулярне розташування частинок, де важливе значення відіграють різні хімічні зв'язки між ними.

Зонна теорія будови твердого тіла розглядає тверда речовина як сукупність атомів, кожен їх яких, в свою чергу, складається з ядра і електронів. У кристалічному будові ядра атомів знаходяться в вузликах кристалічної решітки, для якої характерна певна просторова періодичність.

Що таке структура рідини?

Будова твердих тіл і рідин схоже тим, що частинки, з яких вони складаються, знаходяться на близькій відстані. Різниця полягає в тому, що молекули рідкої речовини вільно переміщаються, так як сила тяжіння між ними набагато слабкіше, ніж в твердому тілі.

Якими ж властивостями володіє рідина? По-перше, це плинність, по-друге, рідина буде приймати форму контейнера, в який її поміщають. Якщо її нагріти, обсяг буде збільшуватися. Через близького розташування частинок один до одного рідина не може бути стиснута.

Яка структура і будова газоподібних тіл?

Частинки газу розташовуються випадковим чином, вони знаходяться так далеко один від одного, що між ними не може виникнути сила тяжіння. Якими властивостями володіє газ і яке будова газоподібних тіл? Як правило, газ рівномірно заповнює весь простір, в яке він був поміщений. Він легко стискається. Швидкість частинок газоподібного тіла збільшується разом зі зростанням температури. При цьому відбувається також підвищення тиску.

Будова газоподібних, рідких і твердих тіл характеризується різними відстанями між дрібними частками цих речовин. Частинки газу знаходяться набагато далі один від одного, ніж в твердому або рідкому стані. В повітрі, наприклад, середня відстань між частинками приблизно в десять разів перевищує діаметр кожної частки. Таким чином, обсяг молекул займає всього близько 0,1% від загального обсягу. Решта 99,9% складає порожній простір. На противагу цьому частки рідини заповнюють близько 70% загального обсягу рідини.

Кожна частка газу рухається вільно за прямолінійним шляху, поки вона не зіткнеться з іншою часткою (газу, рідини або твердого тіла). Частинки зазвичай рухаються досить швидко, а після того як дві з них стикаються, вони відскакують один від одного і продовжують свій шлях поодинці. Ці зіткнення змінюють напрямок і швидкість. Ці властивості газових частинок дозволяють газам розширюватися, щоб заповнити будь-яку форму або об'єм.

зміна стану

Будова газоподібних, рідких і твердих тіл може змінюватися, якщо на них чиниться певний зовнішній вплив. Вони можуть навіть переходити в стану один одного при певних умовах, наприклад в процесі нагрівання або охолодження.

Поведінка тіл в різних фізичних станах

Будова газів, рідин, твердих тіл головним чином обумовлено тим, що всі ці речовини складаються з атомів, молекул або іонів, проте поведінка цих частинок може бути абсолютно різним. Частинки газу хаотичним чином віддалені один від одного, молекули рідини знаходяться близько один до одного, але вони не так жорстко структуровані, як в твердому тілі. Частинки газу вібрують і пересуваються на високих швидкостях. Атоми і молекули рідини вібрують, переміщаються і ковзають повз один одного. Частинки твердого тіла також можуть вібрувати, але рух як такий для них не властиво.

Особливості внутрішньої структури

Для того щоб зрозуміти поведінку матерії, потрібно спочатку вивчити особливості її внутрішньої структури. Які внутрішні відмінності між гранітом, оливковою олією і гелієм в повітряній кульці? Проста модель структури матерії допоможе знайти відповідь на це питання.

Модель є спрощеним варіантом реального предмета або речовини. Наприклад, до того як починається безпосереднє будівництво, архітектори спочатку конструюють модель будівельного проекту. Така спрощена модель не обов'язково передбачає точний опис, але в той же час вона може дати приблизне уявлення того, що буде собою представляти та чи інша структура.

спрощені моделі

У науці, однак, моделями не завжди виступають фізичні тіла. За останнє сторіччя спостерігалося значне зростання людського розуміння про фізичний світ. Однак більша частина накопичених знань і досвіду заснована на надзвичайно складних уявленнях, наприклад у вигляді математичних, хімічних і фізичних формул. Для того щоб розібратися у всьому цьому, потрібно бути досить добре підкованим в цих точних і складних науках. Вчені розробили спрощені моделі для візуалізації, пояснення і передбачення фізичних явищ. Все це значним чином спрощує розуміння того, чому деякі тіла мають постійну форму і обсяг при певній температурі, а інші можуть їх змінювати і так далі.

Вся матерія складається з найдрібніших частинок. Ці частинки знаходяться в постійному русі. Обсяг руху пов'язаний з температурою. Підвищена температура свідчить про збільшення швидкості руху. Будова газоподібних, рідких і твердих тіл відрізняється свободою пересування їх часток, а також тим, наскільки сильно частинки притягуються один до одного. Фізичні властивості речовини залежать від його фізичного стану. Водяна пара, рідка вода і лід мають однакові хімічні властивості, але їх фізичні властивості значно відрізняються.