§ 9. Фізичні властивості твердих тіл, рідин і газів

Спробуємо перелічити тіла, що нас оточують (мал. 54). Список тіл буде дуже великим. Ці тіла ми можемо класифікувати за формою, кольором, розмірами, запахом, смаком і т. д. Фізики поділяють фізичні тіла на три класи: тверді, рідкі і газуваті. Фізичні тіла складаються з речовини, тому ми можемо зробити висновок: речовина у природі може перебувати у трьох станах: твердому, рідкому і газуватому. Властивості речовини в різних станах неоднакові.

Тверді тіла найлегше розпізнати. Камінь, стіл, склянка, порцелянова чашка, шматок пластиліну - це тверді тіла, їх можна тримати в руках, і хоч би як ми їх переставляли на столі, вони залишаються такими самими. Камінь, шматок заліза - це міцні тверді тіла.

Щоб змінити їхню форму, потрібно докласти великих зусиль. Склянка, порцелянова чашка - це крихкі тверді тіла, їх легко розбити. Шматок пластиліну - це м’яке тверде тіло, з нього легко ліпити вироби, тобто його форму легко змінити (мал. 55).

Дослід 1. У посудину з водою помістимо шматок металевої трубки (мал. 56, я). Зафіксуємо рівень води в посудині. Змінимо форму трубки і знову помістимо її в посудину (мал. 56, б). Рівень води не змінився. Отже, тверді тіла зберігають свій об’єм.

Тверді тіла зберігають свою форму та об’єм.

Вода, спирт, олія, молоко розтікаються по поверхні, якщо їх вилити з посудини. Рідини легко змінюють свою форму, вони набувають форми посудини, у яку їх наливають (мал. 57). За звичайних умов тільки маленькі краплини рідини мають свою форму - форму кульки. Наприклад, такі кулясті крапельки води можна побачити під час випадання роси на листках рослин (мал. 58).

Властивість рідини займати форму посудини використовують під час лиття деталей, виготовлення скляного посуду.

Форму рідини змінити легко, а об’єм її змінити важко.

Дослід 2. Наберемо у шприц води, закриємо його отвір, будемо тиснути на поршень (мал. 59). Хоч би які зусилля ми прикладали, стиснути воду неможливо.

Зберігся опис історичного досліду, під час якого воду намагалися стиснути так: її налили у свинцеву кулю, яку потім запаяли, щоб вода не вилилася під час стискання. Після цього по свинцевій кулі вдарили важким молотом, щоб вона сплющилась і стиснула воду. І який результат? Вода не стиснулася, вона просочилася крізь стінки кулі. Це свідчить про те, що рідини малостисливі і вони зберігають свій об’єм.

Якщо розглянемо посудину з рідиною, то побачимо, що існує поверхня розділу між рідиною і повітрям. Цю поверхню називають вільною поверхнею. Вільна поверхня нерухомої рідини є плоскою і горизонтальною. Щоб це перевірити, використаємо висок і косинець (мал. 60). У вузьких трубках вільна поверхня викривлена. Таку поверхню називають меніском (мал. 61).

Коли ми наливаємо рідину в посудину, вона займає в ній певний простір. Простір, який займає рідина в посудині, називають об’ємом рідини.

Одиницею об’єму в CI є один метр кубічний (1 лі³). Для вимірювання місткості посудини - об’єму рідини, яку може містити вщерть наповнена посудина, - використовують одиницю, яку називають один літр (1л). Використовують й інші одиниці об’єму і місткості: 1 дм³, 1 см³, 1 мл. Зв’язок між цими одиницями показано в таблиці 3.

Таблиця З

Для того щоб виміряти об’єм будь-якої рідини, використовують градуйовані посудини (мал. 62): мензурки, вимірювальні циліндри, бюретки, колби. Медичні шприци також проградуйовано, щоб знати, скільки ліків вводити хворому. У торгівлі використовують посудини, які мають місткість 0,33 л, 0,5 л, 0,75 л, 1 л, 1,5 л, 2 л.

Повітря, яке оточує Землю, - це суміш різних газів. Ми не бачимо повітря, але знаємо, що воно існує, і можемо спостерігати його прояви.

Нагріте повітря піднімає повітряні кулі (мал. 63). Метеорологічні зонди, які використовують для дослідження верхніх шарів атмосфери Землі, наповнюють легким газом — гелієм.

Водолази, щоб перебувати довгий час під водою, беруть із собою балони зі стисненим повітрям (мал. 64). Повітря рухає парусні судна (мал. 65).

Під час швидкого руху, перебуваючи в автомобілі, поїзді, а також коли дме вітер, відчуваємо повітря навколо нас. Його можна виявити й за допомогою дослідів.

Дослід 3. Зануримо склянку догори дном у посудину з водою. Вода не буде входити в склянку, тому що там є повітря. Нахилимо склянку, повітря виходить, а вода займає його місце (мал. 66).

Використовуючи цю властивість, повітря можна переливати з посудини 1 в посудину 2, його можна консервувати (мал. 67).

Дослід 4. Закриємо пальцем отвір шприца і натиснемо на його поршень. Поршень без великих зусиль переміщується, об’єм повітря зменшується (мал. 68).

Гази легко стискаються.

Гази мають ще одну особливу властивість, якої не мають тверді тіла і рідина, а саме: вони займають повністю всю надану їм місткість.

Дослід 5. Наповнимо одну колбу оксидом азоту (газ червоно-коричневого кольору) і накриємо її аркушем паперу. Поставимо її на другу колбу так, як показано на малюнку 69. Заберемо папір - газ заповнить другу колбу.

ЗАПИТАННЯ ДО ВИВЧЕНОГО

1.    Яку речовину можна побачити одночасно у твердому, рідкому і газуватому станах?

2.    Назвіть загальні властивості твердих тіл; рідин.

3.    Які рідини ви знаєте?

4.    Тіло зберігає свій об’єм, але легко змінює форму. У якому стані перебуває тіло?

5.    Які загальні властивості газів?

6.    У якому стані перебуває тіло, якщо воно не зберігає ні форми, ні об’єму?

Це матеріал з підручника фізика 8 клас Сиротюк