§ 1. Рух молекул. Тепловий стан тіл

З чого складається речовина. Це питання здавна цікавило людей. Понад дві тисячі років тому давньогрецький мислитель Анаксагор учив: «Кістки складаються з маленьких кісточок, кров — з краплинок крові, золото — із шматочків золота». Уже давно вчені дійшли висновку, що речовина не є суцільною, вона складається з маленьких частинок, кожна з яких зберігає властивості цієї речовини. Золото подумки можна ділити доти, доки «шматочок» не стане найменшим, цукор — до найдрібнішого його «шматочка». Якщо цукор укинути у воду, він розчиниться. Розчин цукру на вигляд не відрізняється від води. Але скуштувавши його, ми скажемо, що цей розчин містить цукор.

Найменші частинки речовини — невидимі, однак вони зберігають її властивості. Для багатьох речовин такими частинками є молекули. Вам про це відомо ще з початкової школи. У 7 класі на уроках фізики ви дізналися про основні положення молекулярно-кінетичної теорії: 1) всі тіла складаються з молекул чи атомів; 2) частинки, з яких складаються тіла, взаємодіють між собою; 3) перебувають у безперервному хаотичному русі. Розглянемо експериментальне підтвердження основних положень.

Капнемо на скло трохи розчину цукру і трохи розчину кухонної солі. Коли розчин висохне, на склі побачимо тільки дві білуваті плями — сліди від розчинів. Куди ж поділася вода? Вода випарувалася. А частинки, з яких складається кухонна сіль чи цукор, об’єдналися між собою, створивши кристали. Кристали — це тверді тіла, частинки яких розташовані в певному порядку. Білуваті плями на склі — то сукупності кристаликів кухонної солі і цукру. Цей дослід доводить, що тіла складаються з

окремих частинок. Безперервний рух частинок підтверджує явище дифузії.

Дифузія. Чи доводилось вам бути в сосновому лісі літнього дня? А в липовому гаю, коли цвіте липа? Кожній рослині властивий свій неповторний залах. У який спосіб поширюються пахощі, приємні чи неприємні? Відповісти на це можна так: молекули газів, із яких складається повітря, і пахучих речовин безперервно рухаються. Цей рух невпорядкований,

u

тобто не має певного переважного напрямку. Його ще називають хаотичним. Тому пахощі поширюються в усіх напрямках.

Виконаємо такий дослід. У склянку з розчином забарвленої речовини, наприклад, калій перманганату («марганцівки»), обережно доллємо води (мал. 1,1).

Упродовж деякого часу існуватиме межа між водою і розчином, а потім вона почне зникати. Частинки розчиненої речовини будуть рухатися, проникаючи у проміжки між молекулами води, а молекули води також переміщатимуться, проникаючи у проміжки між частинками, з яких складається розчин. Поступово забарвлення рідини у посудині стане рівномірним (мал. 1, 2 а, б, в).

Спочатку у посудині був «порядок» — зверху містилася незабарвлена вода, внизу — забарвлений

розчин. Унаслідок хаотичного руху молекул води і частинок розчиненої речовини сталося самочинне перемішування рідин, що привело до поширення барвника по всьому об’єму рідини. Тепер годі дочекатися, щоб молекули води і частинки барвника розділилися і зверху була чиста вода, а внизу — забарвлений розчин. Невпорядкованість сама по собі ніколи не перетвориться на порядок. Тобто процес, який ми спостерігаємо, самочинно може відбуватися тільки в одному напрямку, він необоротний.

Явище взаємного проникнення частинок однієї речовини у проміжки між частинками іншої внаслідок хаотичного безперервного руху частинок речовин називається дифузією. Завдяки дифузії невпорядкованість у розташуванні частинок збільшується.

Руху молекул чи атомів, із яких складається речовина, ми не бачимо. А явище дифузії можна спостерігати. Воно є одним із основних доказів безперервного хаотичного руху частинок речовини. Якщо в склянку з барвником долити гарячої води, то межа між барвником і чистою водою зникає швидше. Молекули гарячої води рухаються швидше, ніж холодної. Хаотичний рух частинок речовини називають тепловим рухом. Від швидкості частинок хаотичного, теплового руху залежить тепловий стан тіла.

Частинки, з яких складається речовина перебувають у безперервному хаотичному русі. Цей рух називається — тепловим рухом. Від швидкості руху частинок речовини залежить тепловий стан тіла.

!.Сформулюйте основні положення молекулярно-кінетичної теорії. 2. Наведіть приклади явищ, що підтверджують основні положення молекулярно-кінетичної теорії. 3. Чим тепловий рух відрізняється від

механічного руху? 4. Якими дослідами можна довести, що тепловий стан тіла залежить від швидкості частинок, з яких воно складається?

? 1.Як у явищі дифузії проявляється загальна закономірність направленості процесів до рівноважного стану?

Загальні закони та закономірності природи

Процеси життєдіяльності як і всі інші процеси та явища систем, що зустрічаються в довкіллі, підпорядковується дії загальних законів та закономірностей природи, частково вже відомих вам курсів природничих предметів. Це закони збереження маси, збереження і перетворення енергії, спрямованості процесів до рівноважного стану, закономірність періодичності процесів у природі. Наприклад, вивчаючи періодичний закон Д. І. Менделєєва у хімії та життєдіяльність органів, їх систем в біології, ви пересвідчитеся в загальності закономірності періодичності. З нею ви ознайомилися, спостерігаючи сезонні явища ще в початковій школі, коливальні процеси в курсі фізики. У цьому класі ви дізнаєтесь ще про деякі закони хімії, фізики, біології, які будете використовувати при розв’язуванні завдань, пов’язаних з певними явищами. Загальні закономірності природи включають значний зміст основних понять природознавства, їх можна використовувати при поясненні всіх явищ природи. Оперуючи загальними закономірностями, ви будете набувати природничо-наукової компетентності.

Знання, набуті вами при вивченні кожного з природничих предметів, будуть постійно накопичуватися та систематизуватися під час пояснення за допомогою загальних законів та закономірностей природи і об’єднуватись у власний образ природи. Образ природи допоможе вам об’єднувати знання про природу в природничо-наукову картину світу та стане основою конструювання образу світу. Образ світу — основна ознака освіченості людини.

Природничо-наукова картину світу та образ природи

Природничо-наукова картина світу — це система знань, яка створюється під час пояснення людиною властивостей об’єктів, явищ природи на основі її загальних законів та закономірностей.

Кожна людина прагне задовольнити природну потребу в пізнанні світу, створюючи власний образ світу — систему знань, яка є відображенням реального

світу у свідомості людини. Основою образу світу людини є її образ природи.

Природничо-наукова картина світу спільна для всіх людей. А образ природи — індивідуальна, особистісно значима система знань.

Система — це закономірно пов’язані елементи. Усі елементи знань про природу, отримані під час вивчення фізики, хімії, біології, географії, ви можете пов’язувати за допомогою загальних законів та закономірностей природи (мал. 2). В кінці підручника знайдете модель образу природи, символом якого є лебідь. Учениця, яка його змоделювала, вважала, що світ тримається на збереженні, симетрії, красі, вічній любові і вічній вірності. Кожен з вас обере свій символ світу. Думайте вже зараз, що є символом світу відповідно до ваших знань, почуттів, бажань...

Це матеріал з підручника Фізика 8 клас Гуз