Что такое взаимное притяжение и отталкивание молекул
Что такое взаимное притяжение и отталкивание молекул
Письмо с инструкцией по восстановлению пароля
будет отправлено на вашу почту
Известно, что все вещества состоят из молекул, между которыми есть межмолекулярные расстояния. Молекулы непрерывно беспорядочно движутся, скорость их движения зависит от температуры. При нагревании объем тел увеличивается, при охлаждении уменьшается, так как изменяются расстояния между молекулами.
Если между молекулами есть расстояния, почему тела не распадаются на отдельные молекулы? Попробуем отделить часть от какого-либо тела, например, отделить небольшой кусок от деревянной линейки или карандаша, отделить капельку воды, отделить кусочек ластика.
Капельку воды отделить легко, но от твердых тел отделить небольшую часть трудно, так как между молекулами существует взаимное притяжение. Каждая молекула притягивает к себе соседние молекулы и сама притягивается к ним. Когда мы ломаем линейку или отрываем кусочек бумаги, то преодолеваем силу притяжения молекул. В разных веществах взаимное притяжение молекул различно, поэтому, например, стальной трос намного прочнее обычной веревки.
Попробуем соединить оторванные куски бумаги, собрать и соединить осколки разбитой чашки. Если между молекулами есть притяжение, то они должны соединиться, но этого не происходит. А вот две капли воды сливаются в одну, два куска пластилина можно соединить. Были проведены опыты с кусками свинца. Если их плотно прижать срезанными поверхностями, то они сцепляются. Из этих опытов можно сделать вывод: притяжение молекул заметно на расстояниях, сравнимых с размерами самих молекул. Кусочки стекла из-за неровностей не удается сблизить на расстояние, на котором проявляется притяжение молекул, и поэтому их невозможно соединить. Но если стекло нагреть, то оно размягчается, а осколки соединяются.
Если между молекулами есть притяжение, то почему между ними есть промежутки? Если сжать деревянный брусок, его размеры заметно не изменятся. Что мешает молекулам бесконечно сближаться? Дело в том, что одновременно с притяжением между молекулами существует и отталкивание. Например, сжатый ластик восстанавливает свою форму, так как молекулы при сжатии сближаются и начинают друг от друга отталкиваться.
Итак, на расстояниях, сравнимых с размерами самих молекул, заметнее проявляется притяжение молекул, а при дальнейшем сближении молекулы отталкиваются друг от друга.
Взаимодействием молекул объясняются такие физические явления, как смачивание и несмачивание. Две прижатые друг к другу обычные стеклянные пластинки можно легко разъединить, но если смочить водой, то отделить их друг от друга будет непросто. Два сухих листа бумаги не соединяются, если же их намочить, то листы слипаются.
Стеклянную пластинку, подвешенную к пружинке трудно оторвать от поверхности воды, пружина заметно растягивается. На пластине при этом останутся капельки воды, то есть вода смачивает стекло.
Жидкость смачивает твердое тело, если молекулы жидкости сильнее притягиваются к молекулам твердого тела, чем друг к другу.
Жидкость не смачивает твердое тело, если молекулы жидкости притягиваются друг к другу сильнее, чем к молекулам твердого тела. Например, парафин, воск, жирные поверхности не смачиваются водой, стекло не смачивается ртутью. Если твердое тело не смачивается, то жидкость на его поверхности не растекается тонким слоем, а собирается в круглые капельки.
Явления смачивания и несмачивания используются на практике. Мы пишем ручкой, жидкость в которой смачивает бумагу, вытираемся полотенцами, сделанными из ткани, которая хорошо смачивается водой и впитывает ее. Окрашивание, склеивание также основано на смачиваемости материалов. Водоплавающие птицы смазывают перья жиром, поэтому остаются сухими в воде.
Между молекулами вещества есть притяжение и отталкивание. На расстояниях, сравнимых с размерами самих молекул, проявляется притяжение молекул друг к другу. На расстояниях, меньше размеров молекул, проявляется отталкивание молекул друг от друга.
Притяжением молекул объясняется смачивание тел.
Смачивание – это явление, при котором молекулы жидкости сильнее притягиваются к молекулам твердого тела, чем друг к другу. Вода смачивает дерево, стекло, кожу, кирпич и многие другие вещества.
Несмачивание – это явление, при котором молекулы жидкости сильнее притягиваются друг к другу, чем к молекулам твердого тела.`
Известно, что все физические тела состоят из огромного количества молекул. Расстояния между ними сравнимы с их размерами. Почему предметы не распадаются в пыль? Ощутить силу притяжения между двумя частицами невозможно из-за того, что она очень маленькая.
Однако в том случае, когда одновременно действует взаимное притяжение и отталкивание молекул, в которое вовлечено большое их количество, это легко заметить. С такими явлениями человек часто встречается в своей жизни.
Взаимное притяжение молекул
Твёрдые предметы способны сохранять свою цельность. Это происходит благодаря наличию притяжения между мельчайшими частицами вещества — молекулами.
В жидкостях эта связь гораздо слабее, поэтому они способны течь. Это связано с тем, что здесь расстояния между частицами увеличиваются. У газов они ещё больше. Здесь силы притяжения из-за больших расстояний фактически не действуют, позволяя веществу расширяться и заполнять весь доступный объём.
В наличии описанных сил легко убедиться, наблюдая физические явления реальной жизни.
Баланс различных сил, действующих между частицами, имеет важное значение в кристаллах.
Здесь их результатом является образование кристаллической решётки, которая имеет повторяющуюся структуру. При этом молекулы и атомы находятся в строго определённых местах.
Если разделить кусок свинца на две части и отполировать получившийся разрез до блеска, то можно наблюдать необычный эффект. Если обе части прислонить друг к другу, то они прилипнут без всяких видимых причин.
Если поднять одну часть, то другая поднимется вместе с ней. Такое соединение легко выдерживает вес до пяти килограммов. Физика объясняет, что в этом опыте демонстрируется притяжение, существующее между частицами.
Когда человек пытается разломать предмет, то он стремится преодолеть силы, которые притягивают частицы друг к другу. При этом видно, что одни предметы подвергаются воздействию легко, а строение других демонстрируют высокую прочность. Разница между ними состоит в том, что у них различная сила притяжения.
Взаимное отталкивание молекул
Связь между частицами ощущается только на очень маленьком расстоянии. Как только оно начинает значительно превосходить собственные размеры молекул, то сила притяжения резко уменьшается.
В связи с этим возникает вопрос о том, от чего возникает расстояние между ними. Если бы действовало только притяжение, то частицы находились бы вплотную друг к другу, не оставляя промежутков.
Дело в том, что существует также отталкивание. Молекулы устанавливаются на таком расстоянии, когда обе этих силы, направленные противоположно, уравновешиваются.
Можно провести опыт в классе и убедится в действии, которое производит отталкивание. Можно привести такой пример. Если смять резиновую игрушку и отпустить, то она начнёт расправляться до тех пор, пока не примет прежнее положение.
Если части сломанного предмета прислонить друг к другу, то притяжение не возникнет из-за того, что молекулы нельзя подвести на достаточно близкое расстояние, когда такая сила начинает действовать. Эту проблему обычно преодолевают двумя способами:
располагают между частями другие молекулы (например, клей);
может происходить диффузия, когда молекулы одного вещества проникают в другое;
нагревают их, увеличивая подвижность.
Притяжение может быть не только между предметами, состоящими из одного и того же вещества, но и между разными объектами и веществами. Например, если плоский кусок стекла разместить на поверхности воды, а потом поднять его. В этой ситуации заметно, что для этого придётся приложить определённую силу.
Жидкости и твердые тела
Одной из эффектных демонстраций взаимодействия частиц являются капиллярные явления. Жидкость внутри узкой трубочки естественным образом поднимается вверх, преодолевая силу тяжести без дополнительных усилий.
Это явление широко используется в технике и живой природе. Так, в человеческом теле имеется большая сеть капиллярных кровеносных сосудов, работа которой зависит от взаимодействия крови и стенок сосудов.
Нередко бывает так, что опущенное в жидкость тело после поднятия остаётся смоченным. Этот результат говорит о том, что притяжение молекул воды и тела сильнее по сравнению с тем, которое имеется у жидкости.
Иногда, выполняя такой опыт, получают другой результат. Например, парафиновая пластинка, вынутая из воды, останется сухой. В этой ситуации частицы жидкости притягиваются друг к другу с большей силой, чем к пластине.
Явление смачивания или его отсутствия часто используется. Например, водоплавающие птицы, постоянно находясь в воде, тем не менее не смачиваются.
Основные выводы
Силы притяжения и отталкивания, действующие между молекулами, позволяют телам сохранять целостность, удерживая между ними определённые промежутки. Они в разных веществах могут проявляться различным образом.
В жидкостях и газах силы сцепления молекул друг с другом намного слабее, чем в твёрдых телах, а в кристаллах они создают жёсткую решётку высокой прочности.
Взаимное притяжение и отталкивание молекул
Всего получено оценок: 113.
Всего получено оценок: 113.
Взаимное притяжение и отталкивание молекул обуславливает существование тел. Без них мир выглядел бы как облако мельчайших частиц, не способных вступить в связь и создать большие структуры.
Общее описание
Рассмотрим несколько физических опытов, некоторые из которых можно наблюдать в повседневной жизни. Сухая одежда, если она не наэлектризована, к телу не прилипает. Но если ее намочить, моя руки под краном или потея на тренировке? Ровно тоже происходит с мокрыми листами бумаги – они слипаются. Теперь положим один кусок железа на другой и поставим их в печь, нагретую до 200-300-х градусов. Они склеятся. Или попробуем прижать друг к другу куски разбитой посуды или стекла – они рассыплются. Наконец, сдавим любое тело, для наглядности кистевой эспандер, и отпустим – он распрямится.
Для того, чтобы сделать качественные выводы из этих опытов, достаточно иметь начальное представление о строении вещества, которое дается школьникам в 7 классе. Всё вокруг состоит из молекул и атомов. В газообразных и жидких телах они двигаются свободно, в твердых – связаны в жесткую структуру. Теперь представим, что происходит, если между телами появляется вода: неровности на микроуровне заполняются молекулами воды. Образуется непрерывный слой веществ. При нагревании твердых тел атомы и молекулы, связанные в структуру, начинают колебаться сильнее, из-за чего могут покинуть свои «гнезда» и сблизится с атомами и молекулами других тел. Чем выше температура, тем вероятнее, что это событие произойдет.
Выходит, когда молекулы сближаются на определенное расстояние, между ними возникает притяжение. И оно тем сильнее, чем ближе они к другу. Но из опыта с кистевым эспандером можно также заключить, что есть некое предельное расстояние, после которого молекулы уже отталкиваются друг от друга.
Со временем ученым удалось дать количественные характеристики этих явлений. Так, если расстояние между молекулами соразмерно диаметру самих молекул, силы притяжения достаточно значительны, чтобы тела соединялись. При большем сближении возникает отталкивание.
Природа сил отталкивания и притяжения
Поскольку атому состоят из ядер и электронов, силы притяжения и отталкивания носят электростатический характер. Когда расстояние между атомами молекул достаточно велико (электронные облака не перекрываются), имеют место три эффекта:
При большем сближении атомов молекул их электронные облака перекрываются, возникают силы отталкивания как между ядрами атомов, так и между их электронами по принципу взаимодействия одноименных зарядов.
Что мы узнали?
В ходе урока были рассмотрены опыты, служащие примерами взаимного притяжения и отталкивания молекул. Дано качественное описание этих явлений на основе молекулярной теории, а также рассмотрена природа сил притяжения и отталкивания молекул.
Взаимное притяжение и отталкивание молекул — примеры взаимодействия
Известно, что все физические тела состоят из огромного количества молекул. Расстояния между ними сравнимы с их размерами. Почему предметы не распадаются в пыль? Ощутить силу притяжения между двумя частицами невозможно из-за того, что она очень маленькая.
Однако в том случае, когда одновременно действует взаимное притяжение и отталкивание молекул, в которое вовлечено большое их количество, это легко заметить. С такими явлениями человек часто встречается в своей жизни.
Взаимное притяжение молекул
Твёрдые предметы способны сохранять свою цельность. Это происходит благодаря наличию притяжения между мельчайшими частицами вещества — молекулами.
В жидкостях эта связь гораздо слабее, поэтому они способны течь. Это связано с тем, что здесь расстояния между частицами увеличиваются. У газов они ещё больше. Здесь силы притяжения из-за больших расстояний фактически не действуют, позволяя веществу расширяться и заполнять весь доступный объём.
В наличии описанных сил легко убедиться, наблюдая физические явления реальной жизни.
Баланс различных сил, действующих между частицами, имеет важное значение в кристаллах.
Здесь их результатом является образование кристаллической решётки, которая имеет повторяющуюся структуру. При этом молекулы и атомы находятся в строго определённых местах.
Если разделить кусок свинца на две части и отполировать получившийся разрез до блеска, то можно наблюдать необычный эффект. Если обе части прислонить друг к другу, то они прилипнут без всяких видимых причин.
Если поднять одну часть, то другая поднимется вместе с ней. Такое соединение легко выдерживает вес до пяти килограммов. Физика объясняет, что в этом опыте демонстрируется притяжение, существующее между частицами.
Когда человек пытается разломать предмет, то он стремится преодолеть силы, которые притягивают частицы друг к другу. При этом видно, что одни предметы подвергаются воздействию легко, а строение других демонстрируют высокую прочность. Разница между ними состоит в том, что у них различная сила притяжения.
Взаимное отталкивание молекул
Связь между частицами ощущается только на очень маленьком расстоянии. Как только оно начинает значительно превосходить собственные размеры молекул, то сила притяжения резко уменьшается.
В связи с этим возникает вопрос о том, от чего возникает расстояние между ними. Если бы действовало только притяжение, то частицы находились бы вплотную друг к другу, не оставляя промежутков.
Дело в том, что существует также отталкивание. Молекулы устанавливаются на таком расстоянии, когда обе этих силы, направленные противоположно, уравновешиваются.
Можно провести опыт в классе и убедится в действии, которое производит отталкивание. Можно привести такой пример. Если смять резиновую игрушку и отпустить, то она начнёт расправляться до тех пор, пока не примет прежнее положение.
Если части сломанного предмета прислонить друг к другу, то притяжение не возникнет из-за того, что молекулы нельзя подвести на достаточно близкое расстояние, когда такая сила начинает действовать. Эту проблему обычно преодолевают двумя способами:
располагают между частями другие молекулы (например, клей);
может происходить диффузия, когда молекулы одного вещества проникают в другое;
нагревают их, увеличивая подвижность.
Притяжение может быть не только между предметами, состоящими из одного и того же вещества, но и между разными объектами и веществами. Например, если плоский кусок стекла разместить на поверхности воды, а потом поднять его. В этой ситуации заметно, что для этого придётся приложить определённую силу.
Жидкости и твердые тела
Одной из эффектных демонстраций взаимодействия частиц являются капиллярные явления. Жидкость внутри узкой трубочки естественным образом поднимается вверх, преодолевая силу тяжести без дополнительных усилий.
Это явление широко используется в технике и живой природе. Так, в человеческом теле имеется большая сеть капиллярных кровеносных сосудов, работа которой зависит от взаимодействия крови и стенок сосудов.
Нередко бывает так, что опущенное в жидкость тело после поднятия остаётся смоченным. Этот результат говорит о том, что притяжение молекул воды и тела сильнее по сравнению с тем, которое имеется у жидкости.
Иногда, выполняя такой опыт, получают другой результат. Например, парафиновая пластинка, вынутая из воды, останется сухой. В этой ситуации частицы жидкости притягиваются друг к другу с большей силой, чем к пластине.
Явление смачивания или его отсутствия часто используется. Например, водоплавающие птицы, постоянно находясь в воде, тем не менее не смачиваются.
Основные выводы
Силы притяжения и отталкивания, действующие между молекулами, позволяют телам сохранять целостность, удерживая между ними определённые промежутки. Они в разных веществах могут проявляться различным образом.
В жидкостях и газах силы сцепления молекул друг с другом намного слабее, чем в твёрдых телах, а в кристаллах они создают жёсткую решётку высокой прочности.
§ 11. Взаимное притяжение и отталкивание молекул
Если все тела состоят из мельчайших частиц (молекул или атомов), почему же твёрдые тела и жидкости не распадаются на отдельные молекулы или атомы? Что заставляет их держаться вместе, ведь молекулы разделены между собой промежутками и находятся в непрерывном беспорядочном движении?
Дело в том, что между молекулами существует взаимное притяжение. Каждая молекула притягивает к себе все соседние молекулы и сама притягивается ими.
Когда мы разрываем нить, ломаем палку или отрываем кусочек бумаги, то преодолеваем силы притяжения между молекулами.
Заметить притяжение между двумя молекулами совершенно невозможно. Когда же притягиваются многие миллионы таких частиц, взаимное притяжение становится значительным. Поэтому трудно разорвать руками верёвку или стальную проволоку.
Притяжение между молекулами в разных веществах неодинаково. Этим объясняется различная прочность тел. Например, стальная проволока прочнее медной. Это значит, что частицы стали притягиваются сильнее друг к другу, чем частицы меди.
Притяжение между молекулами становится заметным только тогда, когда они находятся очень близко друг к другу. На расстоянии, превышающем размеры самих молекул, притяжение ослабевает. Две капли воды сливаются в одну, если они соприкасаются. Два свинцовых цилиндра сцепляются вместе, если их вплотную прижать друг к другу ровными, только что срезанными поверхностями. При этом сцепление может быть настолько прочным, что цилиндры не удаётся оторвать друг от друга даже при большой нагрузке (рис. 26).
Однако осколки стекла нельзя срастить, даже плотно прижимая их. Из-за неровностей не удаётся их сблизить на то расстояние, на котором частицы могут притянуться друг к другу. Но если размягчить стекло путём нагрева, то различные части можно сблизить и стекло в этом случае спаивается.
Это значит, что частицы стекла оказались на таком расстоянии, когда действует притяжение между ними.
Соединение кусков металла при сварке или пайке, а также склеивание основано на притяжении молекул друг к другу.
Следовательно, между молекулами (атомами) существует взаимное притяжение, которое заметно только на расстояниях, сравнимых с размерами самих молекул (атомов).
Попытаемся выяснить, почему между молекулами имеются промежутки. Если молекулы притягиваются друг к другу, то они должны как бы слипнуться. Этого не происходит, потому что между молекулами (атомами) в то же время существует отталкивание.
На расстояниях, сравнимых с размерами самих молекул (атомов), заметнее проявляется притяжение, а при дальнейшем сближении — отталкивание.
Многие наблюдаемые явления подтверждают существование отталкивания между молекулами.
Так, например, сжатое тело распрямляется. Это происходит из-за того, что при сжатии молекулы оказываются на таком расстоянии друг от друга, когда начинает проявляться отталкивание.
Некоторые явления, происходящие в природе, можно объяснить притяжением молекул друг к другу, например смачивание твёрдого тела жидкостью.
К пружине подвешивают на нитке стеклянную пластинку так, чтобы её нижняя поверхность была расположена горизонтально (рис. 27). Эту пластинку подносят к сосуду с водой так, чтобы она легла на поверхность воды (рис. 27, а). При отрывании пластинки от воды пружина заметно растянется (рис. 27, б). Это доказывает существование притяжения между молекулами.
По растяжению пружины можно судить о том, насколько оно велико. Оторвав пластинку, можно увидеть, что на ней остаётся тонкий слой воды, т. е. пластина смочена водой (рис. 27, в). Значит, при отрывании пластины мы преодолевали притяжение между молекулами воды. Разрыв произошёл 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.
Во многих случаях вода может и не смачивать тела. Например, если опустить в воду кусочек воска или парафина, а затем вынуть, то он окажется сухим. Вам хорошо известно, что вода не смачивает и жирные поверхности тел.
Все приведённые примеры можно легко объяснить.
Если жидкость смачивает твёрдое тело, то это значит, что молекулы жидкости притягиваются друг к другу слабее, чем к молекулам тела.
Когда наблюдается несмачиваемость, то это означает, что молекулы жидкости притягиваются сильнее друг к другу, чем к молекулам твёрдого тела. В быту мы часто сталкиваемся с явлениями смачивания и несмачивания.
Так, например, благодаря явлению смачивания мы можем писать, вытирать мокрые предметы и т. д.
Вопросы
1. Как взаимодействуют между собой молекулы?
2. Когда заметнее проявляется отталкивание, а когда притяжение между молекулами?
3. Какое явление, наблюдаемое в природе, основано на притяжении молекул твёрдого тела и жидкости?
4. У водоплавающих птиц перья и пух остаются сухими. Какое явление здесь наблюдается?
Задание
1. Смочите два листочка бумаги: один — водой, другой — растительным маслом. Слипнутся ли они при соприкосновении? Ответ обоснуйте.
2. Кусок мыла сильно прижмите к тарелке, смоченной водой, и проверните несколько раз. Поднимите мыло вверх. Вместе с мылом поднимется и тарелка. Объясните, почему это произошло.