Первоначальные сведения о строении вещества
- Участник:Астапенко Дмитрий Александрович
- Руководитель:Гурьянова Г.А.
Техника по безопасным условиям труда (7 класс)
- Будьте внимательны, дисциплинированны, аккуратны, точно выполняйте указания учителя.
- До начала работы приборы не трогать и не приступать к выполнению лабораторной работы до указания учителя.
- Перед тем как приступить к выполнению работы, тщательно изучите её описание, уясните ход её выполнения.
- Не оставляйте рабочего места без разрешения учителя.
- Располагайте приборы, материалы, оборудование на рабочем месте в порядке, указанном учителем.
- Не держите на рабочем столе предметы, не требующиеся при выполнении задания.
- При пользовании весами взвешиваемое тело кладите на левую чашку, а разновесы на правую.
- Взвешиваемое тело и гири опускайте на чаши осторожно, ни в коем случае не бросайте их.
- По окончании работы с весами разновесы и гири поместите в футляр, а не на стол.
- При работе со стеклянным оборудованием соблюдайте осторожность, располагайте их на рабочем месте так, чтобы не разбить их..
- При работе с мензурками не пользуйтесь сосудами с трещинами или с повреждёнными краями.
- Если сосуд разбит в процессе работы, уберите со стола осколки не руками или тряпкой, а сметите щёткой в совок.
- При работе с динамометром не нагружайте его так, чтобы длина пружины выходила за ограничитель на шкале.
- При выполнении практических работ с применением ниток – не обрывайте нитки, а обрезайте их ножницами.
- При работе с жидкими веществами не пробуйте их на вкус, не разбрызгивайте и не разливайте.
- При опускании груза в жидкость не сбрасывайте груз резко.
- При пользовании рычагом-линейкой не забывайте придерживать свободный от грузов конец рукой.
- При работе с мелкими предметами (горох, дробь, гайки и т.п.) используйте их только по назначению.
- Не устанавливайте на краю стола штатив, во избежание его падения.
- Будьте внимательны и осторожны при работе с колющими и режущимися предметами.
- Берегите оборудование и используйте его по назначению.
- При получении травмы обратитесь к учителю.
Введение
В своей работе по теме «Первоначальные сведения о строении вещества» я проведу и объясню три эксперимента, описанных в учебнике Перышкина А.В. Физика. 7 класс.
Цель работы: развивать кругозор, логику мышления, умение демонстрировать и объяснять опыты, повышать интерес к физике и изучаемому материалу.
Выдвигаемая гипотеза: вещества состоят из мельчайших частичек, между которыми есть промежутки, частицы взаимодействуют друг с другом, притягиваются и отталкиваются.
Задолго до нашей эры народы Древнего Востока – египтяне, вавилоняне, ассирийцы, индусы и китайцы – накопили много естественнонаучных и технических знаний. В связи с необходимостью строить здания, храмы, пирамиды, с развитием мореплавания, потребностями измерений земельных участков и т. д. накапливались первоначальные сведения о свойствах различных материалов, о технике математических вычислений, о движении небесных светил.
Однако научные знания народов Древнего Востока не содержали данных о строении тел и о причинах отдельных явлений природы.
По дошедшим до нас сведениям первые высказывания по этим вопросам принадлежат ученым античного мира – Древней Греции и Древнего Рима. Среди этих ученых следует назвать Фалеса Милетского, Анаксимена, Гераклита Эфесского. Фалес, например, утверждал, что первоначалом всех вещей является вода, из нее образуются все вещи, а Анаксимен учил, что весь мир построен из воздуха. Древнегреческий мудрец Гераклит говорил, что первичной формой вещества является огонь.
Основная заслуга этих ученых заключается в том, что они поставили вопрос: из чего состоят окружающие нас тела? Сплошные ли они или построены из каких-то очень маленьких частиц, которые нельзя увидеть, но о существовании которых можно догадаться на основании наблюдений: испарения воды, стирания лезвий ножа и плуга при длительной работе и т.д.?
Древнегреческий ученый Демокрит впервые высказал гениальное предположение о том, что все тела состоят из мельчайших неделимых и неизменных частичек – атомов, которые находятся в движении и, взаимодействуют между собой, образуют все тела природы.
Основные мысли учения Демокрита об атомах были изложены римским поэтом и философом Лукрецием в классической поэме «О природе вещей».
Таким образом, древние ученые высказали многое из современных представлений о строении вещества. В ту пору их высказывания являлись, конечно, лишь гениальными догадками, основанными на наблюдениях, но не подтвержденными никакими экспериментальными фактами.
В России развитие идей древних ученых о внутреннем строении вещества продолжил М. В. Ломоносов.
Опыт № 1 по рис. 18. Тепловое расширение металлического шара
Возьму латунный шарик, который в не нагретом состоянии проходит сквозь кольцо. Если шарик нагреть, то, расширившись, он уже сквозь кольцо не пройдёт. Через некоторое время шарик, остыв, уменьшится в объёме, а кольцо, нагревшись от шарика, расширится, и шарик вновь пройдет сквозь кольцо.
По-видимому, все вещества состоят из отдельных частичек, между которыми имеются промежутки. Если частицы удаляются друг от друга, то объем тела увеличивается. Когда частицы сближаются, объем тела уменьшается. Частицы получили название молекулы (в переводе с латинского – «маленькая масса»).
Вывод из опыта № 1: при нагревании объем тела увеличивается, а при охлаждении уменьшается.
Тепловое расширение тел нужно учитывать при конструировании многих сооружений. Необходимо принимать меры для того, чтобы тела могли свободно расширяться или сжиматься при изменении температуры. Нельзя, например, туго натягивать телеграфные провода, а также провода линий электропередачи (ЛЭП) между опорами. Летом провисание проводов заметно больше, чем зимой. При тепловом расширении твердых тел появляются огромные силы, которые могут разрушать мосты, изгибать железнодорожные рельсы, разрывать провода.
Основная часть терморегулятора обычного электрочайника — биметаллическая система. Когда вода закипает, пластинка нагревается и изгибается, поднимая при этом контактную пружинящую пластинку. Контакт размыкается, и электронагреватель отключается. Когда вода остывает, биметаллическая пластинка также охлаждается. Она разгибается и освобождает верхнюю пружинящую пластинку — и чайник вновь можно включить.
Тепловое расширение воздуха создает движение воздушных масс в вертикальном направлении (нагретый, менее плотный воздух поднимается вверх, холодный и менее плотный вниз). Неравномерный нагрев воздуха в разных частях земли приводит к возникновению ветра. Неравномерный разогрев воды создает течения в океанах.
Нельзя после горячего чая сразу пить холодную воду. Резкое изменение температуры часто приводит к порче зубов. Это объясняется тем, что основное вещество зуба — дентин — и покрывающая зуб эмаль при одном и том же изменении температуры расширяются неодинаково.
Опыт № 2 по рис. 22. Схематическое изображение молекул
Молекула вещества – это мельчайшая частица данного вещества. Например, самая маленькая частица воды – молекула воды. Она состоит из трех атомов: двух атомов водорода и одного атома кислорода. Если разделить две молекулы воды, то образуется два атома кислорода и четыре атома водорода. Каждые два атома водорода могут соединиться в молекулу водорода, а атомы кислорода – в молекулу кислорода. Молекулы принято обозначать схематически, т.е. с помощью моделей молекул. Составлю из конструктора две молекулы воды. Синие шарики обозначают атомы кислорода, оранжевые шарики – атомы водорода. Затем разберу их на отдельные атомы и соберу из них одну молекулу кислорода и две молекулы водорода. Атомы можно сравнить с буквами, из которых по своим правилам можно собрать бесконечное число слов – молекул.
Вывод из опыта № 2: молекулы разных веществ отличаются друг от друга, а молекулы одного и того же вещества одинаковы. Например, воду, полученную из сока или молока, нельзя отличить от воды, полученной путем перегонки из морской воды.
Многие опыты показывают, что размер молекулы очень мал. С помощью электронного микроскопа, получены фотографии некоторых крупных молекул, а с помощью ионного проектора (ионного микроскопа) можно не только изучить строение кристаллов, но определить расстояние между отдельными атомами в молекуле.
Размер молекулы настолько мал, что представить его можно только с помощью сравнений. Например, молекула воды во столько раз меньше крупного яблока, во сколько раз яблоко меньше земного шара. Если бы можно было уложить в один ряд вплотную друг к другу 10 000 000 молекул воды, то получилась бы ниточка длиной всего в 2 мм. Капля масла, например, может растекаться по воде слоем толщиной всего в 0,000002 м.
Опыт № 3 по рис. 27. Притяжение между молекулами стекла и воды
К пружине подвешиваю на нитке стеклянную пластинку так, чтобы её нижняя поверхность была расположена горизонтально. Замечаю показания динамометра. Эту пластинку подношу к сосуду с водой так, чтобы она легла на поверхность воды. При отрывании пластинки от воды пружина динамометра растянется гораздо больше. Разрыв произошел не там, где соприкасаются молекулы воды с частицами стекла, а там, где молекулы воды соприкасаются друг с другом. Вода смачивает не только стекло, но и кожу, дерево и другие вещества.
Вывод из опыта № 3: между молекулами существует взаимное притяжение и отталкивание. Молекулы притягиваются или отталкиваются друг от друга в зависимости от расстояния между ними. Этим обусловлены многие явления, которые мы наблюдаем в повседневной жизни, например, явление смачивания.
Притяжение между молекулами становится заметным лишь тогда, когда они находятся очень близко одна от другой. Уже на расстояниях, размером несколько больше самих молекул, притяжение молекул значительно ослабевает.
Благодаря притяжению молекул и эффекту смачивания мы можем писать и вытирать мокрые предметы. Явление смачивания и несмачивания обязательно учитывают в быту и технике. Применение фитилей для ламп, стирка, склеивание — все это предполагает хорошее смачивание. Водоплавающие птицы, наоборот, свои перья обрабатывают жиром, чтобы покров не намок, и птицы не замерзли. Стволы деревьев пронизаны мельчайшими трубочками — капиллярами (диаметр около миллиметра), по которым к кроне поднимаются питательные вещества, растворенные в воде. При строительстве домов фундамент изолируют от кирпичных стен, чтобы они не сырели. Для этого на фундамент кладут либо рубероид, либо другой материал, в котором капилляры отсутствуют.
Вывод из проделанных опытов
Проведенные исследования подтверждают выдвинутую гипотезу: все тела состоят из мельчайших неделимых и неизменных частичек – атомов, которые находятся в движении и взаимодействуют между собой, образуют все тела природы.
Ссылка на видеоролик: https://yadi.sk/i/CiOM3GZi3JafPe