Весь мир состоит из частиц. Но как это доказать?
Загляни внутрь трёх обычных предметов
Двигай ползунок увеличения. На каждом шаге ты приближаешься к веществу всё сильнее: сначала видишь предмет целиком, потом поверхность, потом отдельные крупинки — и наконец модель частиц.
Вещество сплошное или состоит из частиц?
Налей воду в стакан — она выглядит совершенно сплошной. Никаких зёрен, крупинок или промежутков не видно даже вблизи. То же самое с металлом, стеклом, деревом.
Ответ не получится просто увидеть. Зато его можно получить косвенно: поставить опыт, результат которого будет разным для сплошного вещества и для вещества из частиц.
Что показывает уменьшение общего объёма?
Деление нельзя продолжать бесконечно. На каком-то шаге получится наименьшая частица, которая ещё сохраняет свойства этого вещества. Разделишь её дальше — и это будет уже не соль.
Атом — частица, из которых состоят молекулы. Атомов известно немного, а молекул из них можно собрать огромное количество.
Ион — атом или группа атомов, получившие электрический заряд. Из ионов построены, например, кристаллы поваренной соли.
Строение самого атома — тема отдельного разговора. Сейчас достаточно понимать: вещество не бесконечно делимо, у него есть «кирпичики».
Первое положение молекулярно-кинетической теории
Все вещества состоят из мельчайших частиц: атомов, молекул или ионов. Между частицами имеются промежутки.
- вещество можно дробить на всё более мелкие части;
- при смешивании воды и спирта объём уменьшается;
- сахар растворяется и «расходится» по всей воде;
- газы легко сжимаются — значит, между частицами есть место;
- современные приборы дают изображения отдельных атомов;
- одни вещества проникают в промежутки между частицами других.
Три коротких вопроса
1. Почему одна капля краски окрашивает целый стакан воды?
2. Почему при смешивании двух жидкостей объём иногда меньше суммы объёмов?
3. Верно ли, что между молекулами твёрдого тела вообще нет промежутков?
Частицы неподвижны или постоянно движутся?
В стакан с водой аккуратно капнули краситель. Стакан никто не трогает, воду не перемешивают, стакан не нагревают. Проходит время — и вода окрашивается целиком.
Прежде чем смотреть модель, выбери своё предположение. Проверим его опытом.
В режиме «Твёрдое тело» ты видел, что частицы почти не меняют своих мест: они лишь колеблются возле определённых положений. Диффузия там тоже идёт, но настолько медленно, что заметный результат появляется через месяцы и годы.
Закончи вывод сам
Чем выше температура, тем ________ движутся частицы.
Температура тела как раз и связана с тем, насколько интенсивно движутся его частицы. Нагрели вещество — частицы стали двигаться быстрее, диффузия пошла быстрее. Точную связь между температурой и скоростью частиц вы разберёте позже.
Что доказывает броуновское движение?
Второе положение молекулярно-кинетической теории
Частицы вещества непрерывно и беспорядочно движутся. Скорость их движения зависит от температуры.
- диффузия в газах, жидкостях и твёрдых телах;
- броуновское движение крупинки в жидкости;
- запах распространяется по комнате без ветра;
- вещества растворяются сами, без перемешивания;
- при нагревании диффузия идёт заметно быстрее;
- испарение жидкости с открытой поверхности.
Почему частицы не разлетаются и не слипаются?
Два наблюдения, которые кажутся противоположными. Растянутая резинка возвращается к прежней форме — значит, что-то стягивает её обратно. А сжатый воздух в шприце с закрытым отверстием упирается и не даёт поршню дойти до конца — значит, что-то сопротивляется сближению.
Похоже, между частицами действуют силы. Причём сразу двух видов — и результат зависит от расстояния.
Разобраться подробнее: как это выглядит на графике
Физики описывают взаимодействие двух частиц одной кривой: по горизонтали — расстояние, по вертикали — сила. Ниже нуля — притяжение, выше нуля — отталкивание.
Точка, где кривая пересекает ноль, — то самое устойчивое расстояние. Слева от неё побеждает отталкивание, справа — притяжение, а далеко справа кривая почти прижимается к нулю. Запоминать этот график в 8 классе не нужно — важно понимать смысл.
Третье положение молекулярно-кинетической теории
Частицы вещества взаимодействуют друг с другом: на определённых расстояниях притягиваются, а при очень сильном сближении отталкиваются.
- существуют твёрдые тела и жидкости, а не только газ;
- упругость: резинка и пружина возвращают форму;
- тела сопротивляются сжатию;
- сцепление очищенных свинцовых цилиндров;
- жидкость собирается в капли;
- поверхностное натяжение удерживает лёгкие предметы на воде;
- склеивание и сварка материалов.
Три положения работают вместе
По отдельности каждое положение объясняет немного. А вместе они объясняют главное: почему одно и то же вещество бывает твёрдым, жидким и газообразным — и ведёт себя при этом совершенно по-разному.
| Расположение частиц | — |
| Расстояние между частицами | — |
| Характер движения | — |
| Скорость движения | — |
| Взаимодействие | — |
| Сохраняет форму | — |
| Сохраняет объём | — |
Пять частых заблуждений
Эти ошибки встречаются чаще всего. Нажми на карточку, чтобы увидеть, как правильно.
✕Между молекулами находится воздух
✕При нагревании молекулы становятся больше
✕В твёрдом теле молекулы неподвижны
✕Броуновское движение — это движение молекул под микроскопом
✕Если частицы притягиваются, они должны полностью слипнуться
Докажи положения МКТ
Три станции. На каждой ты сначала получаешь результат наблюдения, а потом решаешь, какое положение теории оно подтверждает.
Смешиваем 50 мл воды и 50 мл спирта в общем цилиндре и измеряем итоговый объём.
Какое положение подтверждает этот опыт?
В холодную и горячую воду одновременно добавляем краситель и засекаем время полного окрашивания.
Какое положение подтверждает этот опыт?
Сближаем две очищенные свинцовые поверхности и с силой прижимаем их друг к другу, затем пробуем разъединить.
Какое положение подтверждает этот опыт?
Три положения и их доказательства
Вещество состоит из частиц
- дробление вещества
- растворение
- изменение объёма при смешивании
- изображения атомов современными приборами
Частицы непрерывно движутся
- диффузия
- броуновское движение
- распространение запахов
- ускорение диффузии при нагревании
Частицы взаимодействуют
- прочность и упругость тел
- сопротивление сжатию
- сцепление очищенных поверхностей
- существование жидкостей и твёрдых тел
Десять заданий
Задания разные: где-то нужно выбрать ответ, где-то — расставить порядок или дописать слово. После каждого ответа появится объяснение.
Как ты понял тему
Материал подготовил: Безносов М.Н., учитель математики и физики.
Объяснение адаптировано для учеников 8 класса.