Какие опыты указывают на то что между молекулами существует взаимное притяжение
Взаимное притяжение и отталкивание молекул
Урок 5. Физика 7 класс ФГОС
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.
Получите невероятные возможности
Конспект урока «Взаимное притяжение и отталкивание молекул»
Взаимное притяжение и отталкивание молекул
Ум заключается не только в знании,
но и в умении применять эти знания
Прошедшие темы были посвящены строению вещества. При изучении этих тем было установлено, что все тела состоят из мельчайших частичек – молекул. Размеры молекул очень и очень малы. Молекулы, в свою очередь, строятся из атомов. Между мельчайшими частицами вещества есть промежутки. Возникает вопрос: каким же образом тогда твердые тела сохраняют форму и объем? Почему ни твердые тела, ни жидкости просто не распадаются на мелкие частицы? Дело в том, что между молекулами существует взаимное притяжение. Соседние молекулы притягиваются друг к другу. Конечно, такое притяжение между двумя молекулами очень слабое и его едва ли можно измерить. Однако, известно, что количество молекул в теле может быть просто огромно. Поэтому, когда речь идет о притяжении миллионов и миллиардов молекул, такое притяжение вполне ощутимо. Обратимся к бытовому опыту: можно легко порвать бумагу. Чтобы сломать карандаш, нужно приложить уже более существенное усилие.
Но и в том, и в другом случае, усилия идут на преодоление притяжения между молекулами. Но притяжение между молекулами в разных веществах различно. Именно поэтому, одни тела значительно прочнее других. Например, чтобы сломать металлическую ложку нужно приложить значительно большую силу, чем для того, чтобы сломать карандаш.
Необходимо отметить, что взаимное притяжение молекул проявляется только тогда, когда они находятся на расстоянии, сравнимом с их размером. То есть, если между двумя молекулами можно втиснуть только одну молекулу, то между ними будет наблюдаться взаимное притяжение.
Если же расстояние между ними увеличить, то притяжение очень быстро ослабевает. Проведем следующий опыт: возьмем свинцовый цилиндр и разрежем его на две части.
Отполируем торцы каждого из полученных цилиндров. Если теперь соединить эти цилиндры и прижать друг к другу, то они сцепятся. Причем, в отдельных случаях, эта сцепка может быть достаточно прочной, чтобы выдержать вес цилиндра. Дело в том, что поверхности этих цилиндров были практически идеально гладкими. Когда сдавили эти цилиндры, расстояния между молекулами обеих половинок стали сравнимы с размерами самих молекул, и они начали притягиваться. В то же время, сломав карандаш, мы не сможем воссоединить его части снова. Это объясняется тем, что на поверхности древесины существует очень много неровностей, которые не позволяют сблизить молекулы на достаточно близкое расстояние.
Можно заметить следующее: если молекулы, оказавшись на достаточно близком расстоянии, начинают притягиваться, то почему тогда все молекулы в теле не слипаются? Ведь между молекулами существуют промежутки. Дело в том, что когда молекулы оказываются слишком близко, между ними возникает взаимное отталкивание. Этим объясняется сопротивление, которое чувствуется при сжатии тел. Более того, некоторые тела после того, как их сжали, распрямляются. Это происходит потому, что при сжатии молекулы сближаются на расстояния, меньше, чем размеры самих молекул, и возникает взаимное отталкивание. Итак, на расстояниях, сравнимых с размерами молекул заметнее проявляется взаимное притяжение, а на более близких расстояниях – взаимное отталкивание.
Рассмотрим еще одно явление, доказывающее существование взаимного притяжения молекул. Это явление смачивания. Если намочить лист бумаги, то он значительно сильнее прилипает ко многим твердым телам (например, к другому листку бумаги, к столу, к стене и так далее). Это объясняется тем, что между молекулами воды и молекулами некоторых твердых тел возникает взаимное притяжение. Можно провести и другой опыт. Подвесим на пружину стеклянную пластину так, как показано на рисунке.
Опустим ее в сосуд с водой так, чтобы поверхности пластины и воды соприкасались. Если теперь попытаться оторвать стеклянную пластину от поверхности воды, то прежде чем это удастся, пружина заметно растянется. А это свидетельствует о том, что встретилось некое сопротивление. Это сопротивление вызвано ничем иным, как взаимным притяжением молекул.
Здесь следует обратить внимание на важную деталь: после отрывания стеклянной пластины от поверхности воды, на поверхности пластины все же останется тонкий слой воды. Можно сделать следующий вывод: разрыв произошел между молекулами воды, а не между молекулами воды и стекла. Следовательно, притяжение между молекулами воды и стекла сильнее, чем притяжение между молекулами воды друг к другу. Однако так происходит далеко не всегда. Например, вода не смачивает жирные тела. Итак, если наблюдается явление смачивания, значит, молекулы воды сильнее притягиваются к молекулам твердого тела, чем друг к другу. Если же явления смачивания не происходит, то это значит, что молекулы воды сильнее притягиваются друг к другу, чем к молекулам твердого тела.
Человек может писать ручкой на бумаге только благодаря явлению смачивания: ведь чернила оставляют слой на бумаге. Если бы не было явления смачивания, люди не смогли бы вытереть посуду после мытья.
– Между молекулами существует взаимное притяжение и отталкивание.
– Притяжение проявляется только на расстояниях, сравнимых с размерами самих молекул. При дальнейшем сближении молекул происходит отталкивание.
– Смачивание возникает в тех случаях, когда притяжение между молекулами воды и твердого тела сильнее, чем притяжение между молекулами воды. Если же притяжение между молекулами воды сильнее, чем притяжение между молекулами твердого тела и молекулами воды, то явление смачивания не происходит.
О существовании сил притяжения между молекулами
Опыт I. Опыт со свинцовыми цилиндрами
А.В. Перышкин. Физика 7, стр 30.
Техника безопасности
Нижний цилиндр подвесить к штативу на прочной нити, чтобы в случае отрыва от верхнего не поранить руку.
Цель эксперимента
Доказать существование между молекулами сил взаимного притяжения и их зависимость от расстояния между ними.
Гипотеза:
Взаимное притяжение между молекулами проявляется при малых расстояниях между ними, сравнимых с размерами самих молекул.
Оборудование:
Фото
Описание опыта
Результаты опыта
Объяснение
Опыт 1. Два свинцовых цилиндра вплотную прижимаем друг к другу торцами.
Цилиндры не сцепляются вместе.
Между молекулами существуют силы притяжения. Они становятся заметными только на расстояниях, сравнимых с размерами самих молекул. В опыте 1 не удалось сблизить молекулы на малое расстояние, чтобы притяжения между ними были заметны.
Опыты 2 и 3 показывают, что сила притяжения между молекулами заметны при малых расстояниях между ними и они достаточно большие.
Опыт 2. а) С помощью струга зачищаем и выравниваем торцы двух свинцовых цилиндров.
б). Большим усилием прижимаем цилиндры друг к другу свежими срезами.
Цилиндры сцепляются вместе.
Опыт 3. а) За верхний крючок подвесим верхний цилиндр к штативу.
б) К нижнему цилиндру привязываем прочную нить в целях безопасности.
в) К крючку нижнего цилиндра подвешиваем грузики.
Сцепление цилиндров такое, что цилиндры не удается оторвать друг от друга даже при достаточной нагрузке.
Опыт 2. Подъём тарелки мылом
(А.Е. Марон, Е.А. Марон, С. В. Позойский Сборник вопросов и задач Физика 7-9)
Техника безопасности
Осторожность при работе с жидкостью, водой.
Цель эксперимента
Доказать существование сил притяжения между молекулами воды
Гипотеза:
На простом физическом опыте можно доказать существование притяжения между молекулами воды, продемонстрировать явление смачивания
Оборудование:
Фото
Описание опыта
Результаты опыта
Объяснение
Сухие листочки бумаги кладем друг на друга.
Листочки бумаги не прилипают друг к другу
Листочки бумаги имеют шероховатую поверхность, поэтому слабо проявляются силы молекулярного притяжения.
На сухой листочек кладем мокрый листочек бумаги.
Листочки бумаги прилипают друг к другу
Листочки бумаги смачиваются водой. Молекулы воды приблизятся к молекулам бумаги настолько, что межмолекулярное притяжение уже будет удерживать листы друг возле друга
Опыт 3.
(А.Е. Марон, Е.А. Марон, С. В. Позойский Сборник вопросов и задач Физика 7-9)
Техника безопасности
Беречь глаза от попадания мыла.
Цель эксперимента
Доказать существование сил притяжения между молекулами воды
Гипотеза:
На простом физическом опыте можно доказать существование притяжения между молекулами воды, продемонстрировать явление смачивания
Оборудование:
Фото
Описание опыта
Результаты опыта
Объяснение
Прижимаем сухое мыло к сухой поверхности тарелки.
Кусок мыла легко отрывается от тарелки, тарелка остается на столе.
Взаимодействие молекул тарелка и мыла было незначительном, так как не удалось сблизить молекулы на малое расстояние.
Между тарелкой и куском мыла образовалась мыльная пена, молекулы которой максимально сблизились с молекулами тарелки, и между ними возникло взаимное притяжение, т.е. тарелка и кусок мыла «склеились».
Наливаем на тарелку воду и сразу сольем. К влажной поверхности тарелки прижимаем кусок мыла, повернем мыло несколько раз и поднимаем вверх.
Тарелка вместе с мылом отрывается от поверхности стола.
Применение рассматриваемого явления на практике.
Притяжение между молекулами на практике для человека может быть полезным и вредным.
Полезное: Пайка, склеивание, сварка.
Вредное: При складывании между полированными стеклами кладут листочки бумаги.
Смачивание:«Нановорсистые» покрытия, гидрофильные и гидрофобные материалы.
Смачивание:Эффект лотоса – эффект крайне низкой смачиваемости поверхности, который можно наблюдать на листьях и лепестках некоторых растений. Несмачиваемость крыльев насекомых. Если крылья насекомых будут смачиваться, насекомые потеряют способность к полету.
Гидрофильные и гидрофобные покрытия в животном и растительном мире.
Интересные факты в рассматриваемом явлении
Молекулярное строение тел
Актуализация
Уже в глубокой древности, за 2500 тыс. лет до нашего времени, зародилось представление, что все окружающие нас тела состоят из мельчайших частиц, недоступных непосредственному наблюдению. Однако лишь за последние 150 лет развилось и было экспериментально обосновано современное учение о молекулах и атомах – молекулярная теория. Одним из основателей молекулярной теории был Демокрит. Суть учения Демокрита сводилась к следующему: не существует ничего, кроме атомов; атомы бесконечны по числу и бесконечно разнообразны по форме; различие между вещами происходит от различия их атомов в числе, величине, форме и порядке; качественного различия между атомами нет. Учение Демокрита существует давно, однако и нынешнее учение основано на предположениях того времени.
Введение
Изучая физику в 7 классе, мы обнаружили в учебнике множество интересных экспериментов и решили провести некоторые из них. Нас очень заинтересовали эксперименты, связанные с такими явлениями как диффузия, смачиваемость, свойства газов и жидкостей.
Цель: проверить экспериментально, что все вещества состоят из молекул.
Задачи:
Гипотеза: все вещества состоят из молекул.
Основная часть
Эксперимент №1
Гипотеза: молекулы непрерывно движутся.
Приборы и материалы: два стакана с тёплой и холодной водой, кристаллики марганцовки, чайная ложка.
Ход опыта
Мы опустили в каждый стакан примерно одинаковое количество марганцовки. Мы видим, что в стакане с холодной водой марганцовка растворяется медленнее, чем в стакане с тёплой водой.
Это происходит потому, что явление диффузии протекает быстрее при более высоких температурах, так как скорость движения молекул с повышением температуры увеличивается.
Это явление мы часто встречаем в повседневной жизни. Например, когда утром готовим чай. Если вода горячая, сахар растворяется сразу. Если вода холодная, сахар нужно долго размешивать.
Это явление встречается и в природе. Осьминог, чтобы скрыться от преследования, выпускает в воду чернила, которые быстро растворяются в воде.
Эксперимент №2
Гипотеза: между молекулами есть расстояние.
Приборы и материалы: пластмассовая бутылка с водой, ёмкость для воды.
Ход опыта
Мы попытались сжать бутылку, наполненную водой. Она не поддалась.
Затем мы вылили воду и снова закрыли бутылку. Теперь мы попробовали её сжать. Она сжалась.
Это произошло из-за того, что расстояние между молекулами газа гораздо больше расстояния между молекулами воды, поэтому газы сжимаются легко, а вода практически несжимаема.
Это свойство применяется на заводах, где используется гидравлический пресс.
Эксперимент №3
Гипотеза: Между молекулами существует взаимное притяжение.
Приборы и материалы: кусок влажного мыла, стеклянная тарелка
Ход опыта
Мы сильно прижали кусок мыла, смоченного водой к тарелке и повернули его несколько раз. Перевернули тарелку и увидели, что мыло прилипло к ней и не падает.
Это объясняется тем, что между молекулами тарелки и молекулами воды, смочившей мыло. действует взаимное притяжение.
Это явление встречается в быту. Благодаря смачиваемости мы можем писать ручкой и рисовать красками, стирать одежду, мыть посуду.
Также это явление встречается и в природе. Например, если почва не смачивалась бы водой, то все растения погибли.
Выводы
Список используемой литературы: Учебник по физике Перышкина А.В. для 7 класса.
Аллотропия. Взаимодействие между молекулами
Содержание
Мы уже знаем, что молекула и атомы – наименьшие частицы, составляющие то или иного вещества. Однако, иметь знания о составляющих вещество молекулах недостаточно, чтобы описать его свойства. Например, пар и лед состоят из одинаковых молекул воды, но свойства у них отличаются.
Вспомните конструктор «Лего». Мы высыпаем из коробки просто кучу деталей, которые можно собрать и построить дом или автомобиль, в зависимости от того, каким образом одни и те же детали будут нами соединены.
Аналогично обстоит дело и с веществом. Чтобы его описать, необходимо не только знать атомный и молекулярный состав, но и способы соединения частиц, а также их взаимодействия.
Свойство разных простых веществ состоять из одинаковых частиц называется аллотропией, а сами вещества – аллотропными модификациями.
Самым большим количеством аллотропных модификаций обладает углерод (рисунок 14). Его атом получил свое название от вещества, состоящего из атомов угля.
Из таких же самых атомов состоят сажа, графит и алмаз. Просто атомы в них по-другому расположены и по-другому взаимодействуют. Поэтому, их свойства сильно отличаются: из твердого алмаза делают режущие инструменты, а из мягкого графита – стержни для карандашей.
Рисунок 15. Аллотропные модификации углерода.
Взаимное притяжение молекул
Если же все молекулы находятся в беспрерывном движении, почему твердые и жидкие тела не распадаются? Значит, молекулы как-то взаимодействуют между собой, взаимно притягиваются друг к другу.
Но, если вы сломаете карандаш, он же не склеится обратно? Из этого можно сделать просто вывод, что притяжение между молекулами действует только на очень коротком расстоянии. Притяжение между молекулами разных тел неодинаково, что объясняется различной прочностью.
Рассмотрим следующий опыт: если у двух цилиндров идеально ровно срезать поверхности и прижать их друг к другу, вам удастся разорвать их только при большой нагрузке (рисунок 16).
Рисунок 16 Сцепление двух свинцовых цилиндров.
Заметим, что притяжение между молекулами становится заметным, когда расстояние между ними не превышает размеров самих молекул.
Если мы попытаемся таким же образом соединить осколки стекла, то из-за неровностей у нас ничего не выйдет – расстояние между молекулами окажется слишком велико.
Но если нагреть куски стекла, то стекло станет возможно починить. На том же принципе происходит соединение кусков металла при сварке или пайке.
Но почему тогда между молекулами существуют промежутки? По логике вещей, они должны намертво слипнуться. Но этого не происходит, поскольку между молекулами (атомами) в то же время существуют силы отталкивания.
На расстояниях, сравнимых с размерами самих молекул (атомов), заметнее проявляется притяжение, а при дальнейшем сближении – отталкивание (рисунок 17).
Рассмотрим примеры, подтверждающие существование отталкивания между молекулами. Если вы несильно скомкаете лист бумаги, постепенно он начнет расправляться, так как при сжатии молекулы оказались настолько близко друг к другу, что начало проявляться отталкивание. Другие явление связаны со смачиванием твердого тела жидкостью. Взгляните на рисунок 18.
Рисунок 18. Иллюстрация опыта, доказывающего притяжения между молекулами вещества и демонстрирующего эффект смачивания.
На пружине с помощью нитей закреплена стеклянная пластина, ее подносят к емкости с водой так, чтобы она легла на поверхность жидкости.
Когда мы пытаемся оторвать платину от поверхности воды, пружина заметно растягивается. Это доказывает существование притяжения между молекулами.
К тому же, мы можем заметить, что стеклянная пластина теперь покрыта тонким слоем воды – это значит, что разрыв произошел там, где молекулы воды соприкасаются друг с другом, а не с поверхностью стекла.
Благодаря эффекту смачивания мы можем вытирать мокрые предметы, но с другой стороны, вода может и не смачивать тела (парафин/воск/жир) – это означает, что молекулы жидкости притягиваются друг к другу с большей силой, чем к молекулам твердого тела.
Презентация по теме «Взаимное притяжение и отталкивание молекул»
Онлайн-конференция
«Современная профориентация педагогов
и родителей, перспективы рынка труда
и особенности личности подростка»
Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику
Описание презентации по отдельным слайдам:
Описание слайда:
Взаимное притяжение и отталкивание молекул
Описание слайда:
Актуализация знаний
Для чего необходимо знать строение вещества?
Что вы знаете о строении вещества? Как можно получить такие сведения?
Какие факты, явления говорят о том, что вещества состоят из мельчайших частиц?
Назовите доказательства того, что молекулы вещества находятся в постоянном хаотическом движении.
Описание слайда:
Почему, проходя мимо столовой, мы знаем, какое блюдо там готовят?
Почему не рекомендуется мокрую ткань, окрашенную в темный цвет, оставлять на длительное время в соприкосновении с белой тканью?
Морское животное кальмар при нападении на него выбрасывает темно-синюю защитную жидкость. Что происходит с ней потом?
Как зависит диффузия от температуры?
Почему мировая общественность обеспокоена затонувшими атомными подводными лодками?
Описание слайда:
Что заставляет их держаться вместе ведь молекулы разделены между собой промежутками?
Почему твердые тела и жидкости не распадаются
на отдельные молекулы или атомы?
Описание слайда:
Между молекулами существует взаимное притяжение
Притяжение свинцовых цилиндров
Описание слайда:
Описание слайда:
Проделаем опыт
Прижмите друг к другу два куска пластилина
Сожмите пальцами ластик, а затем отпустите его
Описание слайда:
Возрастает взаимное притяжение молекул
d
Притяжение между молекулами становится заметным
когда молекулы находятся близко друг к другу
Описание слайда:
d
Взаимное притяжение молекул
На расстояниях больших размеров молекул
притяжение ослабевает
Описание слайда:
Притяжение молекул различных тел
Стальная проволока прочнее медной, так как частицы стали притягиваются сильнее друг к другу, чем частицы меди
Описание слайда:
Между молекулами существует притяжение, которое заметно только на очень малых расстояниях, сравнимых с размерами самих молекул
R>>D
D
Когда две молекулы находятся на расстоянии
примерно равном диаметру молекулы, силы
притяжения уравновешены силами отталкивания
Описание слайда:
При сближении возникает взаимное отталкивание молекул
Промежутки между молекулами существуют лишь для
того, чтобы при сжатии тела между молекулами
могли возникнуть силы отталкивания
Описание слайда:
Возрастает взаимное отталкивание молекул
При дальнейшем сближении молекул
Описание слайда:
Штамповка
Ковка
Натяжение тетивы лука
Сжатие пружины
Описание слайда:
Мысленный эксперимент
Сила притяжения между молекулами стекла и воды больше, чем сила притяжения между молекулами воды.
Описание слайда:
Молекулы взаимодействуют
Притягиваются
Отталкиваются
одновременно
Бумага
Свинец
Ртуть
Стекло
На малых
расстояниях
Упругость доски
Кусок резины
Упругость любого тела
Промежутки исчезают
Описание слайда:
Описание слайда:
Роль смачивания и несмачивания
Описание слайда:
Роль смачивания в природе и быту
Письмо
Стирка
Умывание
Мытье посуды
Уборка дома
Рисование
Описание слайда:
Смачивание и капиллярность
Молекулы разных веществ притягиваются и отталкиваются
с разными силами……..
смачивание
несмачивание
Вода
стекло
Сильно прилипло?
Вода
парафин
Почти не
прилипло?
Вода –стекло, дерево, кожу.
Ртуть – золото, цинк.
Вода- парафин, жир, воск.
Ртуть – чугун, стекло.
Молекулы жидкости притягиваются
к молекулам твёрдого тела сильнее,
чем друг к другу.
Молекулы жидкости притягиваются
друг к другу сильнее, чем к молекулам
твёрдого тела.
Вода
Ртуть
Капиллярность – подъём, или
опускание жидкости по
тонкой трубке (капилляр).
Дерево, бумага, кожа.
Водоснабжение растений
Описание слайда:
Закрепление
Верно ли утверждение, что молекулы газа движутся, а молекулы твердого тела нет?
Что означают слова: молекулы взаимодействуют?
Верно ли утверждение: молекулы газа отталкиваются, а молекулы твердого тела и жидкости притягиваются?
При каких условиях между молекулами возникают силы отталкивания?
Какие явления указывают на то, что между молекулами существуют силы притяжения.
Как можно «склеить» два куска стекла?
Описание слайда:
Решение задач
1. Молекулы твердого тела находятся в беспрерывном движении. Почему же твердые тела не распадаются на отдельные молекулы?
2. Почему разломанный карандаш мы не можем соединить так, чтобы он вновь стал целым?
3. Почему для разделения листов бумаги, смоченных водой, требуется значительно большее усилие, чем при перелистывании сухих страниц книги?
Ответ. Молекулы твердого тела достаточно сильно взаимодействуют между собой.
Ответ. Для этого необходимо сблизить поверхности разлома на расстояние, при котором взаимодействие молекул карандаша становится достаточно сильным. Практически сделать это невозможно.
Ответ. Взаимодействие между молекулами мокрого листа сильнее взаимодействия между молекулами сухого листа.
Описание слайда:
Описание слайда:
7. Масло сравнительно легко удаляется с чистой поверхности меди. Удалить ртуть с той же поверхности невозможно. Что можно сказать о взаимном притяжении между молекулами масла и меди, ртути и меди?
8. Молекулы вещества притягиваются друг к другу. Почему же между ними существуют промежутки?
Ответ. Молекулы масла взаимодействуют с медью слабее молекул ртути.
Ответ. Между молекулами существует отталкивание.
9. У водоплавающих птиц перья и пух остаются сухими.
Какое явление здесь наблюдается?
10. Почему кожаную демисезонную обувь рекомендуется
смазывать кремом, содержащим жиры или парафин?
Описание слайда:
Внимательно прочитать § 11, ответить на вопросы после параграфа; задание на стр.33
Подумайте:
Что произошло бы с твердыми, жидкими и газообразными веществами, если бы их молекулы престали притягиваться друг к другу? перестали отталкиваться друг от друга?
Описание слайда:
Домашний эксперимент
Возьмите иголку, смажьте ее жиром и аккуратно положите плашмя на воду. Пронаблюдайте и запишите свои наблюдения в тетрадь.
Описание слайда:
Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.