Hmota Formy hmoty (na základe mikroskopických vlastností)
V každodennom živote sa často stretávame s tromi rôznymi formami hmoty. Existujú pevné látky (napríklad horniny, železo atď. ) , kvapaliny (voda, benzín atď. ) a plyny (vzduch atď. ) . Tieto tri formy hmoty možno rozlíšiť na základe ich schopnosti udržiavať si tvar a veľkosť (veľkosťou myslíme objem).
Pevné látky si zvyčajne zachovávajú pevný tvar a objem. Kvapaliny si neudržiavajú pevný tvar, ale prispôsobujú svoj tvar nádobe, v ktorej sa nachádzajú. Napríklad, ak dáme vodu do pohára, jej tvar sa zmení na tvar pohára. Ak dáme vodu do vane, jej tvar sa zmení na tvar vane. Ak ju dáme do deravého plastového vrecka, voda sa vyleje... he he ... Objem kvapaliny zvyčajne zostáva konštantný. Ak dáme pohár vody do vane , objem vody zostane rovnaký ako objem pohára. Tvar vody sa môže meniť, ale jej objem sa nikdy nemení. Je dôležité si uvedomiť, že objem pevných látok a kvapalín sa môže zmeniť iba vtedy, ak sa na ne pôsobí veľmi veľkou silou.
A čo plyn? Plyny nemajú pevný tvar ani objem. Ich tvar a objem sa vždy prispôsobujú tvaru a objemu nádoby, v ktorej sa nachádzajú. Napríklad, ak nalejeme plyn do duše auta, tvar plynu sa zmení, rovnako ako objem duše. To isté platí pre jeho objem. Vo vnútri pneumatiky sa plyn rozprestrie a vyplní celú pneumatiku . V tomto prípade sa objem plynu zmení, rovnako ako objem pneumatiky. Ak nafúkneme balón (naplníme ho vzduchom), tvar a objem vzduchu sa zmení, rovnako ako tvar a objem balóna.
Doteraz sme rozlišovali tri skupenstva hmoty iba na základe ich makroskopických vlastností (makroskopické vlastnosti = tvar a veľkosť látky). Samozrejme, toto je založené na výsledkoch našich každodenných meraní a pozorovaní. Rozdiely medzi tromi skupenstvami hmoty uvidíme na základe ich mikroskopických vlastností. Každá látka sa skladá z atómov alebo molekúl. Keď povieme, že hornina je pevná, nikdy nevieme, čo sa deje s atómami alebo molekulami vo vnútri horniny, ktoré ju robia pevnou. Podobne je to s vodou alebo vzduchom. Čo je na atómoch alebo molekulách, ktoré tvoria vodu, čo robí kvapalnú formu vody a vzduchu neviditeľnou?
Formy hmoty založené na mikroskopických vlastnostiach
Predtým, ako budeme diskutovať o rozdieloch medzi pevnými látkami, kvapalinami a plynmi na základe ich mikroskopických vlastností, najprv si povedzme nasledovné . Predstavme si objekt. Napríklad skalu... Ak sa pozrieme bližšie na skalu, uvidíme, že každá časť skaly je zlepená. Ani pri kopaní a hádzaní sa jej tvar a veľkosť nikdy nezmenia (pokiaľ nie sú vystavené veľmi veľkej sile). Zvyčajne všetky časti skaly vždy zostávajú jeden celok. Prečo je to tak? Zamyslime sa na chvíľu...
Dja v kameni tam je atómy alebo molekuly. Teraz si skúste predstaviť… Predstavte si skalu. Predstavte si, že skala je zložená z drobných kúskov. Rozdeľte kúsky skaly na menšie a menšie kúsky… až kým nedosiahnu veľkosť atómov alebo molekúl. Predstavte si atómy ako drobné guľôčky. Zatiaľ čo molekuly pozostávať z niekoľko guličiek zlepených dokopy.
Takže horniny obsahujú veľa molekúl alebo atómov, ktoré sú veľmi malé. Viete si predstaviť atómy v horninách?
Priemer jedného atómu je približne 10-10 m. Ak si predstavíte atóm ako guľu, priemer tejto gule je 10-10 metrov . Je taká malá, že ju nemožno vidieť voľným okom... môžete si ju len predstaviť. Molekuly sú atómy zlepené dohromady, takže molekuly sú väčšie ako atómy. Molekuly však tiež nemožno vidieť voľným okom...
Je zvláštne, však, že tieto drobné atómy alebo molekuly môžu byť v jednej jednotke... Ak by atómy alebo molekuly neboli v jednej jednotke, samozrejme by každá časť horniny nelepila pohromade. V skutočnosti sa každá časť horniny lepí pohromade, takže hornina sa stáva pevnou. Prečo sa atómy alebo molekuly neoddelia?
Atómy alebo molekuly sa určite priťahujú. Ak by sa atómy alebo molekuly nepriťahovali, samozrejme by lietali všade. Každý atóm alebo molekula by sa rozlúčila so svojím priateľom. Úlomky horniny by sa teda rozptýlili všade. Úlomky horniny by sa tiež rozptýlili a nakoniec by sme ich nemohli vidieť. Úlomky horniny sa tiež skladajú z atómov alebo molekúl. Veľkosť atómov je veľmi malá, takže ak by boli oddelené, samozrejme by sme ich nemohli vidieť... Ale realita nie je taká.
Hornina sa javí ako pevná, pričom jednotlivé kusy horniny sú zlepené. Preto môžeme usudzovať, že atómy alebo molekuly, ktoré tvoria pevný objekt, sa musia navzájom priťahovať.
Príťažlivá sila medzi atómami alebo molekulami je v skutočnosti elektromagnetická sila. Existencia tejto príťažlivej sily spôsobuje, že sa atómy alebo molekuly približujú. Keď sa blížia ku kolízii , elektróny na najvzdialenejšej časti atómov alebo molekúl sa navzájom odpudzujú (elektrické odpudzovanie). Existencia tohto odpudzovania spôsobuje, že sa atómy a molekuly pohybujú dozadu. Aj keď sa atómy alebo molekuly pohybujú dozadu, v dôsledku príťažlivej sily sa k sebe opäť približujú. A tak ďalej… Atómy alebo molekuly sa pohybujú tam a späť (vibrujú) a zároveň si udržiavajú minimálnu vzdialenosť.
Rozdiel medzi pevnými látkami, kvapalinami a plynmi na základe mikroskopických vlastností v skutočnosti spočíva v sile alebo slabosti príťažlivých síl medzi atómami alebo molekulami, ktoré tvoria tieto tri látky.
Pevný
V pevných látkach sú príťažlivé sily medzi atómami alebo molekulami také silné, že atómy alebo molekuly, ktoré tvoria pevnú látku, vždy zostávajú v pevných polohách. Atómy alebo molekuly v pevných látkach sa pohybujú tam a späť (vibrujú), ale vždy vibrujú v rovnakej polohe.
Silná príťažlivosť medzi atómami alebo molekulami, ktoré tvoria pevnú látku, je dôvodom, prečo tvar a objem pevnej látky zostávajú vždy rovnaké. Hoci hodený alebo zasiahnutýTvar skaly alebo kusu železa je ťažké zmeniť, pretože príťažlivé sily medzi atómami alebo molekulami sú veľmi silné. Keď vložíte skalu alebo kus železa do vedra alebo vane, jeho objem sa nikdy nezmení. Silné príťažlivé sily medzi atómami alebo molekulami, ktoré tvoria pevnú látku, ich teda držia pohromade a udržiavajú ich pevný vzhľad.
Vo všeobecnosti sú polohy atómov alebo molekúl, ktoré tvoria pevnú látku, zhruba také, ako je znázornené na obrázku (známom aj ako kryštalická mriežka). Tento obrázok je zväčšený. Atómy alebo molekuly sú veľmi malé.
Tekutina
V kvapalinách sú príťažlivé sily medzi atómami alebo molekulami menej silné, čo im umožňuje voľný pohyb a vzájomné prekrývanie. Atómy alebo molekuly, ktoré tvoria kvapaliny, sa môžu pohybovať podľa vlastného uváženia, ale nemôžu sa so svojimi priateľmi rozlúčiť. Sila príťažlivých síl im stále bráni v úniku a rozptýlení.
Preto sa tvar kvapaliny môže meniť, ale jej objem zostáva konštantný. Keď dáme vodu do pohára, príťažlivé sily medzi jej atómami alebo molekulami sú slabšie, takže tvar vody sa zmení na tvar pohára. Keď dáme vodu do vane, slabšie príťažlivé sily medzi atómami alebo molekulami umožňujú vode prispôsobiť sa tvaru vane. VObjem kvapaliny zostáva vždy konštantný, pretože príťažlivé sily medzi atómami alebo molekulami ich stále dokážu držať pohromade. zostaňte jednotníPohár vody po vloženíkKeď sa voda naleje do vane, objem vody zostáva rovnaký ako objem pohára. Atómy alebo molekuly, ktoré tvoria vodu, sa nerozptýlia, takže objem zostáva vždy rovnaký.
Poloha atómov alebo molekúl, ktoré tvoria kvapalinu, je znázornená na obrázku (šípka ukazuje smer pohybu).
Plynné látky
V plynných látkach sú príťažlivé sily medzi atómami alebo molekulami také slabé, že atómy alebo molekuly nemôžu byť v jednom celku. Pohybujú sa, ako sa im zachce, pretože medzi nimi nie sú žiadne väzby. Veľmi slabé príťažlivé sily spôsobujú, že atómy alebo molekuly, ktoré tvoria plynnú látku, sú rozptýlené alebo rozptýlené všade. Atómy, ktoré tvoria plynnú látku, sú voľnejšie ako atómy, ktoré tvoria tuhú alebo kvapalnú látku.
Poloha atómov alebo molekúl, ktoré tvoria plynnú látku, je približne nasledovná Pada obrázok.
Veľmi slabá príťažlivá sila je dôvodom, prečo sa tvar a objem plynov môžu meniť a prečo vzduch nie je možné vidieť okom. Veľkosť atómov alebo molekúl je taká malá, že ak sú rozptýlené alebo rozptýlené všade, nemôžeme ich vidieť. Veľkosť piesku alebo cukru je oveľa väčšia ako atómy alebo molekuly, takže aj keď sú rozptýlené, zrnká piesku je stále možné vidieť okom, aj keď je to trochu ťažké.
Pevné látky a kvapaliny možno vidieť, pretože ich atómy alebo molekuly nie sú oddelené. Silné príťažlivé sily v pevných látkach a plynoch ich stále dokážu držať pohromade. Príťažlivé sily v plynoch sú také slabé, že nedokážu udržať pohromade atómy alebo molekuly. Táto malá príťažlivá sila je tiež dôvodom, prečo plyny a kvapaliny môžu prúdiť.
