MEDIAG SANDARA KONKURSAS FIZIKOS BANDYMAI APLINK MUS 2016
„MEDŽIAGŲ SANDARA” KONKURSAS "FIZIKOS BANDYMAI APLINK MUS 2016" Panevėžio „Aušros“ progimnazija Sukurė: Vanesa Juškaitė iš 7 klasės. Mokytoja: Lina Seliokienė 2016 metai
§ § § Istorija Elementai Kas yra molekulė? Kas yra atomas? Atomo sandara Medžiagų būsenos § Molekulių trauka ir stūma § § § Lentelė (Įvairių būsenų medžiagų sandaros ir jų dalelių sąveikos. ) Pirmas bandymas Antras bandymas. § Molekulių judėjimas § § Brauno judėjimas Pirmas bandymas Antras bandymas Trečias bandymas § Įdomybės § Klausimynas § Informacijos šaltiniai
• Beveik prieš 2000 metų Senovės Romoje parašyta originali poema. Jos autorius — romėnų poetas Lukrecijus Karas. „Apie daiktų prigimtį“. Tai mokymas apie mažiausias nematomas daleles, iš kurių sudarytas pasaulis. Pavyzdžiui, vanduo įkaitintas virsta nematomais garais ir išsisklaido. Arba, kodėl pavyzdžiui, iš tolo jaučiame gėlių kvapą? Apmąstydamas Demokritas įsitikino, kad kūnai tik atrodo vienalyčiai, o iš tikrųjų jie sudaryti iš mažiausių dalelių. Skirtingus kūnus sudaro skirtingos formos dalelės, tačiau jos tokios mažos, kad pamatyti neįmanoma. Tokias medžiagas, nebedalomas daleles, iš kurių sudarytas vanduo ir visi kiti kūnai, Demokritas pavadino „atomais“. Graikiškai tai reiškia „nedalomas“.
• Aristotelis kategoriškai neigė atomų egzistavimą. Kiekvieną kūną galima dalyti iki begalybės, — mokė Aristotelis. • M. Lomosonovo — didžiojo švietėjo ir mokslo Rusijoje pradininko — darbuose yra minčių, kurios gerokai vėliau buvo patvirtintos bandymais. Lomosonovas rašo, kad molekulė gali būti vienarūšė ir įvairiarūšė. Pirmoje molekulėje susijungę vienarūšiai atomai. Antrąją sudaro skirtingi atomai. Kūną, sudaryta iš vienarūšių molekulių, reikia laikyti paprastu. Kūną, kurio molekulėse yra skirtingi atomai, Lomonosovas vadina mišriu. Įvairūs gamtos kūnai yra būtent tokios struktūros. Pavyzdžiui, deguonies dujas, kiekvienoje jų molekulėje yra du vienodi deguonies atomai. Tokia paprastosios medžiagos molekulė. Kai molekulės sudarantys atomai skirtingi, turime „mišrų“, sudėtingą cheminį junginį. Jo molekulės susideda iš tų cheminių elementų atomų, kurie yra šiame junginyje.
• Talis tvirtino, jog viskas sudaryta iš vandens. Anaksimeno aiškinimą, kad pasaulio statybinė medžiaga yra oras, arba Heraklito teiginį, jog viskas sudaryta iš ugnies. Empedoklis teigė, kad yra keturi elementai: žemė, vanduo, oras ir ugnis. Galutinai (ilgam laikui) šį mokymą pataisė Aristotelis. Anot Aristotelio, visi kūnai sudaryti iš tos pačios medžiagos, tačiau ši gali įgyti įvairias kokybes. Tokių nemedžiaginių elementų-kokybinių yra keturios: šaltis, šiluma, drėgnuma ir sausumas. Pavyzdžiui, sausa ir šalta yra žemė, sausa ir karšta — ugnis, drėgnas ir šaltas — vanduo, drėgnas ir karštas — oras.
• Daugelį fizikinių reiškinių, medžiagų savybių galima paaiškinti padarius prielaidą, kad medžiagos sudarytos iš dalelių, tarp kurių yra tarpai. • Molekulė - smulkiausia daugelio medžiagų dalelė, turinti toms medžiagoms būdingų cheminių savybių. • Medžiagų yra nepaprastai daug, tad gausi ir molekulių įvairovė. Medžiagos molekulės yra labai mažos, kad jų dydį sunku net įsivaizduoti. • Molekulių skersmuo siekia apie 0, 1– 1 nm. 1 000– 10 000 molekulių, sudėtų viena šalia kitos, tilptų 1 mm ilgio atkarpoje. Įvairių medžiagų molekulės yra nevienodo dydžio. • Medžiagų įvairovę lemia skirtingas atomų skaičius molekulėje bei įvairūs tų atomų deriniai. • Medžiagų yra daugiau kaip 13 milijonų!
• Vienos iš smulkiausių yra vandenilio molekulės, o vienos iš stambiausių — baltymų molekulės! Baltymo molekulė Van den Anglies dioksido molekulė ) H ( 20 s n Vande kulė mole m Deguonies ilio m olek ulė
• Atomas – mažiausia elektriškai neutrali cheminio elemento dalelė, turinti jo chemines savybes. Arba papraščiau pasakius - mažiausia cheminio elemento dalelė. • Tos pačios rūšies atomai vadinami cheminiais elementais. Vadinasi, atomas yra mažiausia cheminio elemento dalelė. Šiuo metu atomų yra žinoma per 110 -112 skirtingų rūšių. Gamtoje randami 92 elementai, 20 elementų yra gaunama dirbtiniu būdu. Medžiagų įvairovę lemia skirtingas atomų skaičius molekulėje bei įvairūs tų atomų deriniai. • Molekulė susideda iš atomų. Atomų yra du ar daugiau, jie būna tokie pat arba skirtingi. Atomus į molekules sujungia jėgos, vadinamos cheminėmis jėgomis. • Kiekvienas atomas svyruoja apie pusiausvyros padėtį. Kartais vienos molekulės dalys gali suktis kitų dalių atžvilgiu, laisvai molekulei šiluminio judėjimo metu suteikdamos pačias keisčiausias konfigūracijas.
• Atomai susideda iš dar smulkesnių dalelių, vadinamų protonais, neutronais ir elektronais. Jų skaičius įvairiuose atomuose yra skirtingas. Protonai ir neutronai, sudarantys 99, 9 % atomo masės, yra susitelkę mažytėje atomo tūrio dalyje – atomo centre. Jie sudaro atomo branduolį. Aplink jį didžiuliais greičiais nuolat skrieja elektronai. • Protonai ir elektronai turi ypatingą savybę — elektros krūvį. Protono elektros krūvis yra teigiamas, elektrono – tokio pat dydžio, bet neigiamas.
• Dalelės, turinčios elektros krūvį, dar vadinamos elektringosiomis dalelėmis. Neutronas elektros krūvio neturi, sakoma, kad jis yra neutralus. Įprastinėmis sąlygomis neutralus yra ir atomas, nes teigiamasis branduolio (protonų) krūvis lygus neigiamajam elektronų krūviui. • Elektronas skriedamas gali kada atitrūkti nuo atomo ir tada šis pasidaro jau nebeneutralus — įgyja teigiamąjį krūvį. Vieno ar kelių elektronų netekęs atomas virsta teigiamuoju jonu. Prisijungęs vieną ar keletą elektronų, neutralus atomas įgyja neigiamąjį krūvį ir virsta neigiamuoju jonu. Kai kurios medžiagos (metalai, druskos) sudarytos ne iš molekulių arba atomų, bet iš jonų. Papildoma informacija: • Jonas — krūvį turinti dalelė (atomas, molekulė). Dalelė, prie kurios prisijungė elektronas arba keli elektronai, įgauna neigiamą krūvį ir yra vadinama anijonu. • Dalelė, praradusi elektroną ar kelis elektronus, įgauna teigiamą krūvį ir yra vadinama katijonu.
• Medžiagos būsenos gali būti trejopos: kietosios, skystosios ir dujinės. Medžiagos būsena Kietoji Skystoji Dujinė Medžiagas sudarančių dalelių išsidėstymas ir sąveika • Kietųjų kūnų dalelės (molekulės arba atomai) išsidėsčiusios labai • tvarkingai arti viena kitos. • Kiekviena dalelė svyruoja apie pastovų tašką. • Dalelės stipriai traukia viena kitą. • Skysčių molekulės taip pat išsidėsčiusios glaudžiai (atstumai tarp gretimų molekulių mažesni už jas pačias), tačiau netvarkingai. • Nuolat judėdamos jos nenutolsta viena nuo kitos dideliu atstumu. • Molekulių tarpusavio trauka silpnesnė nei kietuosiuose kūnuose. • Tarpai tarp dujų molekulių dešimtis kartų didesni už jas pačias. • Molekulės laisvai juda visomis kryptimis beveik neveikdamos viena kitos.
Kietoji medžiaga. (Akmuo) Dujinė medžiaga. (Oras) Skystoji medžiaga. (Vanduo)
• Tarp įvairios būsenos medžiagos molekulių veikia traukos jėgos: kiekviena molekulė traukia prie savęs kitas molekules ir yra pati jų traukiama. Tarp molekulių yra tarpai todėl molekulės veikiamos traukos jėgų nesulimpa, pernelyg suartėjusios ima stumti viena kitą — tarp molekulių pradeda veikti stūmos jėgos. Molekulių stūma reiškiasi, kai norime suspausti kietuosius kūnus.
Pirmas bandymas. Perpjaunu obuolį per pusę ir perpjautas puses suglaudžiu kartu. Abi sulipusios pusės nepersiskirs.
Antras bandymas. Perlaužiu žvake per puse (geriau būtų naudoti pailga žvakę). Nepašildžius žvakės jos dalys nesusijungia, nes neveikia traukos jėga. Pašildau vieną dalį ir sujungiu. Pašildžius sukimba, nes skystos medžiagos molekulės suartėja ir ima traukti viena kitą.
• Molekulės yra mažos, plika akimi nematomos. Stebėdami medžiagas, nieko negalime pasakyti apie jas sudarančias daleles. Tačiau kai kurie reiškiniai rodo, kad molekulės be perstojo juda. Vienas iš tokių reiškinių yra difuzija — savaiminis medžiagų judančių dalelių maišymasis.
• Robertas Braunas (R. Brown) 1827 m. škotų botanikas, mikroskopu tyrė skysčio laše pakibusias žiedadulkes. Jis pastebėjo, kad jos nepaliaujamai juda zigzagais. Šis judėjimas jį atradusio mokslininko garbei buvo pavadintas Bráuno judėjimu. Jį galima paaiškinti taip: mažos dalelės (žiedadulkės) juda, nes į jas atsitrenkia iš įvairių pusių skriejančios net pro mikroskopą nematomos skysčio molekulės. Smūgiai yra ne visiškai vienodi, dėl to dalelės juda netvarkingai. • Tiksliais bandymais įrodyta, kad dujų molekulės juda nevienodais, tačiau gana dideliais greičiais. Pavyzdžiui, kambario temperatūroje vandenilio molekulių vidutinis greitis yra apie 1750 m/s, deguonies – 440 m/s.
Pirmas bandymas. Ant popieriaus lapelio užlašinkite kelis lašus kvepalų. Netrukus jų kvapą pajusime visame kambaryje. Tai rodo, kad kvepalų molekulės prasiskverbia visur. Judėdamos jos susiduria su oro dalelėmis, po susidūrimo kaskart pasikeičia judėjimo kryptis ir dėl to netvarkingai slinkdamos pasklinda po visą kambarį.
Antras bandymas. Į stiklinę vandens įmeskite mažą kruopelę dažų. Visas vanduo nusidažys. (Nusidažo vanduo įvairiai bet vidutiniškai per 15 minučių. )
Trečias bandymas Į stiklinę aliejaus įmeskite mažą kruopelę dažų. Aliejus nenusidažys, tik liks burbuliuko formos dažų molekulės. Skirtinguose skysčiuose molekulės juda skirtingai.
• Graikų filosofas Demokritas (Demokritos), gyvenęs 460– 370 m. pr. Kr. , aiškino, kad visos medžiagos sudarytos iš mažų, nuolat judančių dalelių, vadinamų atomais. • Prancūzų filosofas Pjeras Gasendis (T. Gasendi) 1647 m. , savo knygoje tvirtino, kad kiekvieno kūno atomai susijungia į tam tikras grupes, kurias jis pavadino molekulėmis. Nuo to laiko ir vartojamas molekulės terminas. • Lietuvoje pirmą kartą molekulės sąvoką pavartojo iš Kražių apylinkių kilęs filosofas ir fizikas Benediktas Dobševičius knygoje „Dabartinės filosofų pažiūros“, išleistoje 1760 metais. • Anglų fizikas Džozefas Džonas Tomsonas 1897 m. (J. J. Thomson, 1856 – 1940) atrado elektroną. • Ilgą laiką atomo ir molekulės sąvokos buvo painiojamos. Tik 1860 m. Karlsrūhėje (Vokietija) įvykusiame chemikų kongrese jos buvo tiksliai apibrėžtos.
1. Kas yra didenis (-ė) molekulė ar atomas? Didesnė yra molekulė. 2. Kiek mažiausiai gali būti atomų? Mažiausiai gali būti 2 atomai. 3. Kas yra Cheminis elementas? Cheminis elementas - tos pačios rūšies atomai. 4. Iš ko yra sudarytas atomas? Atomas yra sudarytas iš smulkesnių dalelių kaip protonai, neutronai ir elektronai. 5. Kas yra Difuzija? Difuzija – savaiminis medžiagų judančių dalelių maišymasis. 6. Kokia yra viena iš smulkiausių molekulių? Vandenilio molekulė. 7. Kas aiškino, kad visos medžiagos sudarytos iš mažų, nuolat judančių dalelių, vadinamų atomais ? Graikų filosofas Demokritas. 8. Kokios gali būti trejopos medžiagų būsenos? Kietosios, skystosios ir dujinės. 9. Ko yra daugiau medžiagų ar cheminių elementų? Medžiagų yra daugiau, nes medžiagų įvairovę lemia skirtingas atomų skaičius molekulėje, bei įvairūs jų atomų deriniai. 10. Kokiame vandenyje — karštame ar šaltame — reikia užmerkti žirnius sriubai, kad jie greičiau išbrinktų? Šaltame.
Ø Google vaizdai Ø Vikipedija Ø www. fizika. lm. lt Ø Vladas Valentinavičius „Fizika” 7 klasei. Ø L. Landau, A. Kitaigorodskis Fizika Visiems. II knyga Molekulės
- Slides: 24