ГДЗ Природоведение 5 класс. Рабочая тетрадь Демичева И.А. 2018 » Сторінка 8 » Rule.School

(Другие задания смотри здесь …)

Молекулы. Движение молекул. Диффузия. Атомы и химические элементы.

Задача 23.
1 Атом — наименьшая, единица вещества.
2. Молекула — состоит из атомов и это малая часть, которая сохраняет свойства вещества.
3. Вещества состоят из молекул, а молекулы — из атомов.
4. Химическим элементом называется некоторый видатомив.
Вещество — 3 которых атомов состоит?
Водород — Н2 — с двух атомов водорода
Кислород — О2 — Из двух атомов кислорода
Озон — О3 — Из трех атомов кислорода
Вода — Н2О — Из двух атомов водорода и одного атома кислорода
Углекислый газ — СО2 — Из двух атомов кислорода и одного атома углерода
5. Сделайте подписи к «немого» рисунка.
Атомы водорода и Оксисену
молекулы воды
вода
Снежинка.
6Дифузия — базируется на явлении проникненняодниеи вещества в другое в результате их хаотического движения. Диффузия происходит в газах, жидкостях, а также в твердых телах.
Задача 24.
А.
H — атом водорода
N2 — молекула азота
h3O — молекула воды
O — атом кислорода
N — атом азота
Б.
1. Воздух — это смесь, в состав которой входятьмолекулы углекислого газа, кислорода, азота.
2. дыхания всем живым организмам необходимые молекулы кислорода.
Молекулами кислорода состоит из двух атомов кислорода.
4. При растворении кислорода в воде его молекулы распределяются между молекулами воды.
5 Молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода.
6 Молекула углекислого газа состоит из атома углерода и двух атомов кислорода.
7. Диффузия — это явление проникновения молекул одного вещества между молекуламииншои.
Задача 25.
Используя рисунок, опишите взаимное расположение и движение молекул в твердых телах, жидкостях, газах. Подпишите под рисунками агрегатные состояния, при которых наблюдаются такие расстояния между молекулами.
1. Твердый состояние.
В твердом состоянии частицы не могут перемещаться, потому что они тесно связаны между собой, они расположены очень близко друг к другу.
2. Жидкое состояние.
Расстояния между значительно больше, но они связаны слабо и это позволяет частицам свободно перемещаться друг относительно друга.
3. газообразном состоянии.
В газообразном состоянии расстояния между частицами большие и они связаны слабо, это позволяет частицам просто перемещаться друг относительно друга.
Задача 26.
А. Что вы почувствовали? Чем можно объяснить распространение запаха?
Чувствуется запах. Объясняется запах диффузией.
Б Что вы наблюдаете?
Все окрасится в коричневый цвет йода, поскольку молекулы йода проникают между молекулы воды.
В качестве влияет температура на скорость диффузии?
При увеличении скорости, скорость диффузии увеличивается.
Задача 27.
Отметьте знаком «+» правильные утверждения, а не правильные «-«.
+ 1. Физические тела состоят из различных веществ.
+ 2. Тела отличаются по форме, размерам, цвету.
+ 3. С одной и той же вещества могут образовываться различные тела.
— 4. С помощью микроскопа проводят метеорологические наблюдения.
— 5. Тела одинаковых размеров всегда имеют одинаковые массу и объем.
+ 6. С помощью мерного стакана или мензурки можно определить объем жидкости и объем твердого тела неправильной формы.
— 7. Тела состоят из молекул, молекулы — из веществ, а вещества — из атомов.
+ 8. Газы занимают весь предоставленный объем.
+ 9. Скорее диффузия происходит в газах, а медленнее — в твердых телах.
— 10. Атом воды состоит из молекул кислорода и водорода.
— 11 Молекулы всегда движутся в определенном направлении.
+ 12. Молекулы различных веществ отличаются тем, какие атомы и в которой киль кости входят в их состав.
+13 Совокупность атомов одного вида называют химическим элементом.
— 14. Вода переходит из жидкого состояния в газовать при температуре 0 ° С.
— 15. При понижении температуры скорость движения молекул возрастает.
— 16. Диффузия не происходит в твердых телах и газах.
Задача 28.
А Удалось ли вам это сделать? Что вы наблюдаете?
Нет, не удалось, так как форму изменить не удалось. Наблюдается то, что лед раскололся на куски.
Итак, лед — это твердое тело, обладает следующими свойствами: сохраняет форму, объем, хрупкое.
Б Лед плавится и переходит в другое агрегатное состояние, а именно в жидкое состояние.
Плотность льда меньше плотности воды, следовательно, расстояние и сила взаимодействия между его молекулами в результате их непрерывного хаотического движения в твердом теле (льду) больше, чем в жидкости (воде).
В Можно ли сказать, что вода имеет постоянную форму?
Нет.
Имеет ли вода свойства текучести и вязкости?
Да.
Г Что вы наблюдаете?
Наблюдается кипения воды.
Через некоторое время вода перейдет из жидкого состояния в газообразное.
Предположите: плотность водяного пара выше плотности воды, следовательно, расстояние и сила взаимодействия между ее молекулами в результате их непрерывного, хаотического движения в газовать состоянии (в водяном паре) меньше, чем в жидкости (в воде).
Д Подумайте: имеет ли воздух (газ) собственную форму и объем?
Нет.
Проявляет газ упругость?
Так, оказалась.
Е В каком агрегатном состоянии вещества его молекулы размещаются на близком расстоянии друг от друга?
Твердом.
Задача 29.
А. Слепить еще одну такую шарик из пластилина.
Б. Чтобы иметь одну молекулу водорода нужно соединить по два шарика кислорода, а также соединить по два шарика азота.
Задача З0.
1. Какие атомы входят в состав молекулы кислорода, воды, углекислого газа, озона, азота?
О2 — кислород (два атома Окгигену).
Н2О — вода (два атома Оксисену, один атом водорода).
СО2 — углекислый газ (два атома кислорода, один атом углерода).
О3 — озон (три атома кислорода).
N2 — азот (три атома азота).
2. Чего в природе больше — атомов, молекул или веществ?
В природе больше веществ.
3. среди веществ такие, молекулы которых неподвижны?
Нет, поскольку все молекулы находятся в непрерывном движении.
4. Какой запись означает наименьшее количество атомов водорода: Н2, 2Н2, 5Н2?
Н2.
5. Какой запись означает наибольшее количество молекул серы: S2, 2S, 3S2, 7S2?
7S2.
6. Подумайте, чем объясняется разнообразие веществ в природе.
Поскольку существует разная комбинация соединений атомов, а также в разном количестве.
7. Какие опыты доказывают, что диффузия происходит в газах и жидкостях?
Происходящим распространения запаха и окраски жидкостей.
Происходит диффузия в твердых телах?
Так, она происходит но очень медленно.
8. Почему запах разогретого асфальта можно почувствовать даже на значительном расстоянии от дороги?
Поскольку молекулы разогретого асфальта проникают между молекулы воздуха.
9. Почему пространство, заполненное этой жидкостью, даже в спокойной морской воде через некоторое время становится прозрачным?
Поскольку воды в водоемах значительно больше.
10. Почему очень соленая сельдь, если его положить на некоторое время в чистую воду, становится менее соленым?
Происходит диффузия, а именно молекулы соли проникают и остаются в воде.
11. Благодаря которому явлению мы чувствуем аромат цветов на расстоянии?
Явление диффузии.
12. отличаются молекулы горячей и холодной воды? А молекулы воды и молекулы льда?
Поскольку при увеличении температуры движение молекул увеличивается. Молекулы льда одинаковые, расстояние между молекулами воды знаний больше.
13. С какими свойствами вещества он познакомился?
Ознакомились с текучестью жидкости.
14. Можно ли газы и жидкости хранить в открытом сосуде? Почему?
Нет, потому что они заполняют весь предоставленный им объем.
15. Если сказочного джинна в виде газовой облака выпустить из бутылки, то какой объем он займет?
Он займет весь предоставленный ей объем.
16. Сможет ли она съесть шоколадку, когда фильм закончится?
В теплую шоколадка скорее растает.

(Другие задания смотри здесь …)

---

---

1 … 4 5 6 7 8 9 10 11 12 … 41

ГДЗПриродоведение5 классДемичеваТетрадьРанок2018Рабочая тетрадь

Якщо помітили в тексті помилку, виділіть її та натисніть Ctrl + Enter

Урок на тему «Взаимодействие молекул»

7 класс

Взаимодействие молекул.

Цель урока:	— формировать понятие о взаимодействии молекул; — в целях развития научного мировоззрения учащихся показать роль физического эксперимента и наблюдений в физике; — развивать умения наблюдать, сравнивать, сопоставлять и обобщать результаты экспериментов, — определить место и значение явления смачивания в жизни живой и неживой природы, — формировать познавательный интерес к предмету.
Оборудование:	1. Презентация «7кл Взаимодействие молекул». 2. Кусок мела, стеклянная палочка. 3. Опыт по сцеплению свинцовых цилиндров, 4. Опыт по взаимодействию стеклянной пластины с водой. 5. Лабораторное оборудование: кусок резинки, кусочки пластилина, ластики, шприц, стакан с водой, пипетка , 2 полоски бумаги.

Ход урока

I. Повторение.

Слайд 2.

Слайд 3.

• Что такое диффузия? Объясните процесс протекания диффузии в жидкостях.

• Почему не рекомендуется мокрую ткань, окрашенную в темный цвет, оставлять на длительное время в соприкосновении с белой тканью? Объясните происходящее явление.

II. Постановка учебной задачи.

Действительно, молекулы малы, между ними есть промежутки. Молекулы непрерывно и беспорядочно движутся.

Проблема: почему твердые тела, состоящие из отдельных частиц, между которыми есть промежутки, которые находятся в непрерывном движении, не распадаются на отдельные молекулы? Более того, если попытаться разрушить твердое тело, например, сломать кусочек мела, стеклянную палочку, то для этого необходимо приложить достаточное усилие? Демонстрация 1.

Ваши предположения? (Между молекулами существует притяжение).

Как в физике доказывают выдвинутую гипотезу? (Проводят опыты).

Сформулируйте задачу урока. Задача урока: найти опытное доказательство существования взаимодействия молекул.

III. Новый материал.

1. Притяжение молекул.

Проверим гипотезу о существовании взаимного притяжения молекул.

Опыт 1.

Удалось ли это сделать без усилий? Что подтверждает этот факт?

Теперь соедините части, плотно прижав друг к другу. Почему части удерживаются друг возле друга?

Почему мне не удается сделать тоже самое с кусочками стекла, мела? Почему не «срабатывает» притяжение молекул?

Объяснение учителя:

Каждая молекула притягивает к себе все соседние молекулы и сама притягивается к ним. Посмотрите на изломе у кусочков мела — неровности, поэтому сблизить кусочки на очень малое расстояние не удается. Притяжение между молекулами заметно проявляется только на очень малых расстояниях, если удастся сблизить молекулы очень близко.

Если молекулы удается сблизить на такое расстояние, приблизительно такое, что между ними можно было разместить всего лишь еще одну подобную по размеру молекулу. Именно при таком расстоянии взаимное притяжение будет проявляться.

Заметить притяжение между двумя молекулами невозможно. Когда же притягиваются многие миллионы таких частиц, взаимное притяжение становится заметным.

При соединении кусочков стекла, мела на расстояниях, достаточных для проявления сил межмолекулярного притяжения, оказывается лишь ничтожно малое число молекул. А при соединении кусочков мягкого пластилина таких молекул оказывается много и кусочки удерживаются силами межмолекулярного притяжения.

Вопрос: одинаковое ли усилие необходимо приложить, чтобы разломать кусочек мела и стекла? Почему? (У разных веществ неодинаковая сила притяжения между молекулами, поэтому разная прочность).

Демонстрация 2. Сцепление свинцовых цилиндров.

Для проверки выдвинутой гипотезы проведем опыт со свинцовыми цилиндрами. Попробуем прижать свинцовые цилиндры торцами. Соединить их не удается. Сделаем свежие срезы на торцах цилиндров, чтобы их поверхности стали как можно более ровными, и плотно прижмем их друг к другу. Цилиндры сцепляются.

Мы привели достаточно опытных доказательств и можно сделать вывод.

Вывод: Между молекулами существует взаимное притяжение, которое проявляется на расстояниях, сравнимых с размерами самих молекул.

Опыт 1. Нагнетание воздуха с помощью воздушного насоса, выходное отверстие которого закрыто.

Какое вещество сжимается? Воздух – газ. Почему при сжатии он становится упругим? Ведь воздух состоит из молекул, между которыми есть промежутки. Этот факт можно объяснить, если предположить, что промежутки между молекулами уменьшаются до определенных пределов. Затем между молекулами возникают большие силы отталкивания, препятствующие дальнейшему сжатию. Эти силы придают воздуху упругость.

Опыт 2. Анализ по фотографии формы жиринок в бульоне.

Жиринки имеют форму круга и не расплываются по поверхности бульона. Что удерживает молекулы жира друг возле друга? По-видимому, силы притяжения молекул.

Комментарий учителя. Существованием сил притяжения между молекулами дерева объясняется и невозможность без значительных усилий сломать даже сухую ветку дерева.

2. Отталкивание молекул.

Опыт 2.

Проблема: попытаемся выяснить, почему, несмотря на притяжение, между молекулами имеются промежутки и они не слипаются?

• Попытайтесь сжать ластик. Что наблюдаете?

• Выдвиньте поршень шприца на самое большое расстояние, закройте плотно пальцем отверстие и попытайтесь быстро уменьшить расстояние между молекулами, сжав воздух в шприце. Что наблюдаете?

Опыт 3. Ученые провели опыт. В полый толстостенный свинцовый шар залили воду. Запаяли отверстие и ударили по шару молотом. Вода не сжалась, а просочилась через слой свинца и осела на наружной поверхности шара в виде капелек.

Объяснение результатов опыта с учетом мнений учащихся.

Это опыт доказывает, что между молекулами существуют промежутки. Несжимаемость воды можно объяснить только наличием сил отталкивания между молекулами при сжатии жидкости.

Вывод: между молекулами существует взаимное отталкивание, которое проявляется на очень малых расстояниях

3. Подведение промежуточных итогов.

Что мы узнали сегодня на уроке о взаимодействии молекул?

Между молекулами существует взаимное притяжение и отталкивание, которое проявляется на очень малых расстояниях. (Запись в тетрадях).

4. Применение.

Соединение кусков металла при сварке, пайке, склеивании материалов основано на притяжении молекул.

Решение задач:

№ 1. Что есть общего между склеиванием бумаги и паянием металлических изделий?( Соединение 2ух частей одного вещ-ва с помощью другого)

№ 2. Чем отличается сварка металлических деталей от паяния металлических изделий? (При сварке высокая температура обеспечивает диффузию молекул свариваемых деталей. При пайке нагревание припоя и изделий позволяет молекулам сблизиться на расстояние, достаточное для взаимного притяжения)

№ 3. Почему на классной доске пишут мелом, а не куском белого мрамора? Что можно сказать о взаимодействии этих частиц?( мрамор состоит из тех же самых кристаллов кальцита, что и мел, но только очень плотно упакованных, они поэтому не могут легко отделяться от общего «куска», что крепко сцеплены между собой.)

Демонстрация 3. Сцепление стеклянной пластины с водой.

Подвесим на резинке стеклянную пластину, коснемся воды и попробуем ее оторвать от ее поверхности. Что наблюдаете. Как это объяснить? (Преодолевается притяжение между молекулами воды и стекла).

Обратите внимание, после отрыва на стекле остались капли воды. Как это объяснить? (Притяжение между молекулами воды и стекла сильнее, чем между молекулами воды друг с другом. Такое явление называется смачиванием. Когда проявляется несмачивание, то молекулы жидкости сильнее притягиваются друг к другу, чем к твердому телу.).

Опыт 9. Опустить пластинку парафина в воду.

Объяснение результатов опыта с учетом мнений учащихся.

На поверхности парафина каплей воды значительно меньше, они легко стряхиваются, следовательно, вода парафин не смачивает.

Причина: силы притяжения между молекулами воды сильнее, чем между молекулами воды и молекулами парафина.

Явление растекания жидкости по поверхности твердого тела или другой жидкости – смачивание.

Если жидкость не растекается, то она не смачивает данное вещество.

5. Проявление в природе.

Взаимодействием молекул объясняются явления смачивания и несмачивания, капиллярности.

Явление смачивания-несмачивания часто встречается в природе и быту. Например, водоплавающие птицы смазывают перья жиром, выделяющимся из специальных желез (внутренних органов птицы). Вода не смачивает жир и, поэтому, перья остаются сухими даже при нырянии (пословица «как с гуся вода»). Благодаря явлению смачивания мы можем вытираться полотенцами, мыть посуду, стирать белье. Благодаря явлению несмачивания мы можем ходить под зонтами и в плащах, не промокающих под дождем.

С явлением смачивания-несмачивания очень тесно связано явление капиллярности. Если тонкую стеклянную трубку опустить в чашу с водой, то внутри трубки вода поднимется на некоторую высоту. Это явление подъема или опускания уровня жидкости в тонких трубках по сравнению с уровнем жидкости в широком сосуде называется явлением капиллярности, а трубки для наблюдения этого явления – капиллярами (греч. «капиллус» – волос).

IV. Закрепление.

Объяснить ситуации взаимодействием молекул.

1. Вы вышли из воды и бросились на горячий чистый песок. Песчинки облепили вас со всех сторон. Когда ваше тело полностью высохло, то песчинки стали осыпаться с него. Почему?

2. Растянутая резинка «стремится» вернуться в исходное состояние.

3. Сжатый мячик распрямляется, если прекратить сжатие.

4. Для того, чтобы сломать палку, надо приложить усилие.

5. Если разрезать яблоко пополам, а затем соединить половинки, они распадутся не сразу.

6. Стеклышки, прижатые друг к другу, трудно разъединить

7. Клей растекается по бумаге.

8. Вода собирается в шарики на жирной сковороде.

1. Подведение итогов.

– Что вы узнали сегодня на уроке.

– Какие выводы можно сделать?

V. Домашнее задание:

§ 10 –выучить, упр. 2 – устно.

4

Подсказки в глине – Harvard Gazette

Научная технология

Глиняные везикулы имеют диаметр примерно 100 микрон, а поры в глине обычно имеют размер примерно от 50 до 100 нанометров (нм), при этом очень небольшой процент везикул способен исключать молекулы размером до 17 нм. Было показано, что молекулы жирных кислот, которые считаются компонентами примитивных органических клеточных мембран, проходят через поры в везикулы и автоматически собираются в липосомы микронного размера.

Фото предоставлено Анандом Бала Субраманиам/SEAS

Открытие указывает на то, что минералы могли сыграть роль в происхождении жизни

Автор: Кэролайн Перри SEAS Communications

Дата 8 февраля 2011 г. 2 мая 2019 г.

полупроницаемых пузырьков из неорганической глины.

Исследование, опубликованное на этой неделе в журнале Soft Matter

, , показывает, что глиняные везикулы являются идеальным контейнером для разделения сложных органических молекул.

Авторы говорят, что это открытие открывает возможность того, что примитивные клетки могли образоваться внутри микрокомпартментов неорганической глины.

«Многие работы, выполненные несколько десятилетий назад, посвящены изучению роли пузырьков воздуха в концентрации молекул и наночастиц, позволяющих происходить интересным химическим процессам», — говорит ведущий автор Ананд Бала Субраманиам, докторант SEAS.

Новое исследование показывает, что воздушный пузырь, покрытый глиной, может легко трансформироваться в наполненную водой глиняную везикулу, создавая безопасное пространство с порами, через которые важные молекулы могут проникать, но не выходить.

«Глиняные пузыри» образуются естественным путем, когда пластинчатые частицы монтмориллонита собираются на внешней поверхности пузырьков воздуха под водой.

Когда пузырьки глины вступают в контакт с простыми органическими жидкостями, такими как этанол и метанол, которые имеют более низкое поверхностное натяжение, чем вода, жидкость смачивает перекрывающиеся пластины. По мере намокания внутренней поверхности глиняной оболочки взволнованный пузырь воздуха внутри растворяется.

Полученный глиняный пузырь представляет собой прочную сферическую оболочку, которая создает физическую границу между водой внутри и водой снаружи. Полупрозрачные везикулы, похожие на клетки, достаточно устойчивы, чтобы защитить свое содержимое в водной среде, такой как океан.

Микроскопические поры в стенках пузырьков создают полупроницаемую мембрану, которая позволяет химическим строительным блокам проникать в «клетку», не давая выйти более крупным структурам.

Ученые изучали монтмориллонит, широко распространенную глину, в течение сотен лет, и известно, что этот минерал служит химическим катализатором, побуждая липиды формировать мембраны и отдельные нуклеотиды соединяться в нити РНК.

Поскольку липосомы и РНК должны были быть важными предшественниками первичной жизни, Субраманиам и его соавторы предполагают, что поры в глиняных везикулах могут выполнять двойную функцию как избирательные входные точки и каталитические сайты.

«Здесь можно сделать вывод, что маленькие молекулы жирных кислот входят внутрь и самособираются в более крупные структуры, а затем не могут выйти», — говорит главный исследователь Говард А. Стоун, профессор машиностроения и аэрокосмической инженерии Диксона в Принстоне. и бывший преподаватель Гарварда. «Если есть польза от защиты в глиняном пузырьке, это естественный способ отдать предпочтение и отобрать молекулы, которые могут самоорганизовываться».

Будущие исследования будут посвящены изучению физических взаимодействий между пластинчатыми частицами глины, а также между жидкостями и глиной. Исследователи также заинтересованы в том, чтобы увидеть, действительно ли эти глиняные пузырьки можно найти в естественной среде сегодня.

«Конечно, неизвестно, играли ли глиняные везикулы значительную роль в происхождении жизни, — говорит Субраманиам, — но тот факт, что они настолько прочны, наряду с хорошо известными каталитическими свойствами глины, предполагает, что они могли иметь должен был сыграть какую-то роль».

Соавторами Субраманиама и Стоуна являются Джианди Ван из Принстонского университета и Арвинд Гопинат из Университета Брандейса.

Исследование финансировалось Гарвардским центром материаловедения и инженерии и поддерживалось Гарвардским центром исследований мозга.

 

Водяной термометр

Науки о Земле

Сделайте термометр из пластиковой бутылки, соломинки и глины для лепки. Это эксперимент о воде, теплоте и плотности.

Джилла:		Дела:

Видео

Материалы

• 1 Пластиковая бутылка 0,5 л (16,9 жидких унций)
• 1 пара ножниц
• 1 прозрачная соломинка для питья
• Пластилин для лепки
• 1 чаша
• Электрический чайник или другой способ нагрева воды (по желанию)
• Пищевой краситель (по желанию)
• Вода

Внимание!

В этой демонстрации можно использовать кипящую воду.

Этап 1

С помощью ножниц сделайте отверстие в шапке. Ширина отверстия должна быть равна толщине соломы.

Этап 2

Протолкните соломинку через отверстие в крышке. Неважно, насколько глубоко в бутылке он опустится. Залепите отверстие вокруг соломинки пластилином для лепки.

Шаг 3

Налейте в бутылку несколько капель пищевого красителя. Затем наполните бутылку до краев холодной водой. Закрутите колпачок обратно. Проверьте герметичность вокруг соломинки, сжав бутылку. При этом уровень воды в соломе должен подняться.

Этап 4

Налейте в чашу горячую воду (чем горячее, тем лучше будет результат). Поместите бутылку в миску. Посмотрите, как поднимается уровень воды в соломе!

Краткое пояснение

Вода в бутылке расширяется при нагревании. Поскольку в бутылке нет места для расширения воды, она поднимается в соломинку.

Подробное объяснение

Большинство жидкостей, то есть жидких химических веществ или смесей, подвергаются тепловому расширению , что означает увеличение их объема при нагревании. Температура является мерой того, насколько движутся частицы в веществе, то есть какой кинетической энергией они обладают. По мере нагревания воды молекулы воды начинают двигаться все больше и больше. Они также оказываются все дальше и дальше друг от друга. Это происходит потому, что связи (водородные связи), которые удерживают их вместе, начинают рваться. Однако в жидкой воде молекулы воды всегда остаются вместе, но связи «растягиваются» и молекулы меняются местами тем чаще, чем горячее вода. Когда вода нагревается до точки кипения, связи разрываются, и молекулы воды полностью отделяются друг от друга. Затем жидкая вода переходит в газообразное состояние (водяной пар).

Верно, конечно, и обратное; если горячая вода остывает, молекулы воды сближаются, но только до предела. При 4 °C (39°F), молекулы воды настолько близки, насколько это возможно, и вода имеет самую высокую плотность. Когда вода затем охлаждается еще больше, и молекулы воды, таким образом, двигаются все меньше и меньше, они снова оказываются все дальше друг от друга! Это когда водородные связи между молекулами воды начинают полностью доминировать и упорядочивать молекулы в хорошо организованную кристаллическую структуру. Молекулы воды имеют электрически заряженные концы (являются диполями). В этой кристаллической структуре молекулы воды вращаются так, что положительный конец одной молекулы обращен к отрицательному концу другой молекулы, и так далее. Чтобы это работало для всех молекул воды, они не могут находиться слишком близко друг к другу. При 0 °C (32 °F) они полностью стабилизировались в фиксированных положениях на небольшом расстоянии друг от друга. Тогда вода находится в твердом состоянии (водяной лед) и увеличилась на 9% по объему по сравнению с горячей водой с температурой 4 °C (39 °F).

Для твердого состояния химического вещества очень необычно иметь меньшую плотность, чем жидкое состояние. Но для воды это правда. И это имеет серьезные последствия для жизни на Земле. По этой причине лед плавает и создает изолирующий слой поверх замерзших озер или морей. Если бы лед вместо этого затонул, озеро или море начали бы замерзать снизу вверх, а без изолирующего слоя наверху вероятность того, что вся толща воды превратилась бы в лед, намного выше. В этой демонстрации очень ясно, что горячая вода занимает больше объема, чем холодная. Это связано с тем, что молекулы воды находятся дальше друг от друга, и это то же самое, что и вода с меньшей плотностью. Если смешать горячую и холодную воду, горячая вода будет плавать поверх холодной, пока их температуры не сравняются за счет теплопроводности. Вот почему обычно теплее всего на поверхности озера. То же самое происходит и в атмосфере, где горячий воздух плывет поверх холодного воздуха. В атмосфере воздух обычно нагревается у поверхности Земли, а затем поднимается, чтобы оседать на своем месте выше (и затем охлаждается космосом). То, что горячий воздух или горячая вода поднимаются вверх, связано с тем, что гравитационная сила Земли тем слабее действует, чем меньше плотность вещества. Почти весь земной шар на самом деле расслоен в зависимости от плотности, с тяжелым железом в ядре и более легкими породами выше. Это расслоение может иметь место только тогда, когда вещества являются жидкостями или газами и могут меняться местами (вся Земля была жидкой в ​​начале истории Земли). В этой демонстрации вода в миске нагревает воду в бутылке. Это делается проведение . Теплопроводность — это передача тепла при прямом контакте, а именно передача кинетической энергии частиц при их столкновении друг с другом. В этой демонстрации молекулы воды в миске сталкиваются с молекулами пластика в бутылке, которые, в свою очередь, сталкиваются с молекулами воды внутри бутылки. Кинетическая энергия передается в направлении от наиболее движущихся частиц к наименее движущимся. В конце концов все частицы будут двигаться одинаково. Поскольку температура является мерой кинетической энергии частиц, проводимость приводит к распределению температуры между всеми частицами. Термометр, который вы сделали в этой демонстрации, работает точно так же, как обычный (жидкостный) термометр. Он содержит емкость с жидкостью, которая расширяется при нагревании и сжимается при охлаждении. Это изменение объема становится особенно заметным в узком канале, который является частью контейнера.

Эксперимент

Вы можете превратить эту демонстрацию в эксперимент. Это сделает его лучшим научным проектом. Для этого попробуйте ответить на один из следующих вопросов. Ответом на вопрос будет ваша гипотеза. Затем проверьте гипотезу, проведя эксперимент.

• Какой уровень воды при 20°C, 30°C, 40°C и т.д.? Нарисуйте линии на соломинке — и вы создали градуированный термометр. Здесь вам может понадобиться надеть еще одну соломинку поверх первой, чтобы вода не могла перелиться через край.