Притяжение и отталкивание молекул - как возникают силы взаимодействия

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

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.

Смачиваемость и несмачиваемость

Какое явление, наблюдаемое в природе, основано на притяжении молекул твердого тела и жидкости?Это и есть явление смачивания.

Благодаря этому явлению мы можем совершать многие бытовые действия. Например, вытирать мокрые предметы, стирать белье, писать ручкой на бумаге.

Но с другой стороны, вода может и не смачивать тела (парафин/воск/жир). Это означает, что молекулы жидкости притягиваются друг к другу с большей силой, чем к молекулам твердого тела. Такое явление называют несмачиваемостью. Благодаря ему мы можем во время дождя ходить под зонтом или в непромокаемом плаще и оставаться сухими.

У водоплавающих птиц перья и пух остаются сухими. Какое явление здесь наблюдается?

Это как раз яркий пример явления несмачиваемости. У водоплавающих птиц есть специальные железы, вырабатывающие жир. Когда мы видим, как такие птицы чистят перья, на самом деле они смазывают их этим жиром. Так перья не намокают, и птица может легко держаться на воде и не замерзать.

{"questions":,"answer":}}}]}

Последние заданные вопросы в категории Физика

Физика 20.10.2023 16:42 30 Романченко Алиса

Давление ручки сумки на ладонь 95000 Па. Площадь соприкосновения ладони с ручкой 12 см(квадратных).

Ответов: 1

Физика 20.10.2023 15:15 18 Ишимова Аня

Формула при параллельном соединении

Ответов: 2

Физика 20.10.2023 14:47 20 Вычегжанин Михаил

Определите оптическую разность хода волн!!!

Ответов: 1

Физика 20.10.2023 14:32 4 Микешин Ваня

Какаво давление вертикального столба ртути высотой 760мм

Ответов: 3

Физика 20.10.2023 11:53 17 Шилов Ваня

Чему равна полное сопротивление в цепи пременого тока

Ответов: 3

Физика 20.10.2023 11:42 24 Безукладнова Таня

Коли сила тяги врівноважує силу тертя,то тіло

Ответов: 2

Физика 20.10.2023 11:40 31 Хусаин Барат

Чему равен ток в колебательном контуре(R=0) если заряд в колебательном контуре максимален ?

Ответов: 2

Физика 20.10.2023 11:11 6 Лугинин Никита

Помогите решить задачу, плииз№5

Ответов: 1

Физика 20.10.2023 10:43 30 Шугуров Алексей

Дано V=20л р=830кПа t=17°C Найти m(Н2)

Ответов: 2

Физика 20.10.2023 10:20 9 Гусейнов Ибрагим

ХЭЭЛП ФИЗИКА ) Чтобы медный анод стал тоньше на 3.3 мкм при плотности тока на электролите 89 А/м^2

Ответов: 2

Взаимное притяжение и отталкивание молекул

ВЗАИМНОЕ ПРИТЯЖЕНИЕ МОЛЕКУЛ

Если ножом или лезвием срезать и зачистить до блеска поверхности свинцовых цилиндров, а затем плотно прижать их друг к другу, то можно обнаружить, что цилиндры «сцепятся». Сила их сцепления достаточно велика, при удачном проведении опыта цилиндры выдерживают пятикилограммовую гирю.

Результат поставленного опыта объясняется тем, что между молекулами существует взаимное притяжение. Каждая молекула притягивает к себе соседние молекулы и сама притягивается ими. Огромное множество молекул внутри вещества притягиваются друг к другу. Если мы захотим изменить форму какого-либо тела, то нам придётся преодолеть эти силы притяжения. Чем больше молекул и чем сильнее они притягиваются, тем сложнее нам будет это сделать.

Почему же, для того чтобы «сцепить» цилиндры, необходимо как следует зачистить их поверхности? Дело в том, что притяжение между молекулами становится существенным только тогда, когда они находятся очень близко друг к другу. На расстоянии, большем, чем размеры самих молекул, притяжение ослабевает.

https://youtube.com/watch?v=BqfYkLnUUaQ

Разбитую чашку нельзя склеить простым прижатием её осколков. Неровности их граней не дают им сблизиться на расстояние, на котором станут проявляться силы межмолекулярного притяжения.

Если же прижать друг к другу два куска пластилина, то они не распадутся, так как молекулы сближаются на расстояния, сравнимые с их размерами.

Металлические детали конструкции соединяют в единое целое благодаря технологии, которая называется сваркой, основанной на притяжении молекул двух веществ, находящихся в расплавленном состоянии.

Почти две тысячи лет сторонники атомистической теории считали, что атомы в веществе держатся вместе благодаря какой ю сложной конструкции, похожей на крючки или специальные зазоры. Английский физик и химик Роберт Бойль, прославившийся своими работами по изучению газов, писал, что частицы твердых тел держатся вместе из-за «своей разветвленности, неправильной фигуры… и других неудобств формы».

https://youtube.com/watch?v=uJ-epdD5qik

Великий английский физик Исаак Ньютон впервые заговорил о том. что возможно существуют силы притяжения, действующие на столь малых расстояниях, что они до сих нор ускользали от наблюдения. Он же впервые предположил, что эти силы имеют электрическую природу.

В разных веществах притяжение между молекулами разное. Сломать деревянную палку несложно, а вот сломаю стальной прут руками мы не можем.

ВЗАИМНОЕ ОТТАЛКИВАНИЕ МОЛЕКУЛ

Но почему, если молекулы притягиваются друг к другу, между ними в веществе имеются промежутки? Если бы молекулы только притягивались, то они должны были бы «прилипнуть» друг к другу, не оставляя никаких промежутков. Этого не происходит, потому что между молекулами (атомами) в то же время существует и отталкивание.

Молекулы вещества притягиваются друг к другу и отталкиваются друг от друга одновременно. Что действует сильнее притяжение или отталкивание, напрямую зависит от расстояния между молекулами.

На расстояниях, сравнимых с размерами самих молекул (атомов), заметнее проявляется притяжение, а при дальнейшем сближении — отталкивание.

Многие явления подтверждают отталкивание между молекулами. Например, если достаточно сильно надавить на резиновый ластик, то он изменит свою форму. Однако если мы уберём палец, то ластик примет первоначальную форму. Это происходит потому, что при надавливании молекулы вещества оказываются на столь близком расстоянии друг от друга, что начинает проявляться отталкивание между ними.

Идея о том, что можно создать устройства и работав с объектами, которые имеют наноразмеры, была впервые высказана Ричардом Фейнманом в 1959 г. Не только наблюдать за нанообъектами, но и передвигать отдельные атомы стало возможным после создания специального устройства, которое называют сканирующим туннельным микроскопом. Это изобретение было отмечено Нобелевской премией. Принцип действия этого микроскопа основан на использовании законов квантовой физики.

ДЛЯ СПРАВКИ:

Роберт Бойль (1627-1691). Английский физик и химик, про славился исследованиями в области естественных наук.

Вы смотрели Конспект по физике для 7 класса «Взаимное притяжение и отталкивание молекул»: Как молекулы действуют друг на друга. Когда проявляется притяжение, а когда отталкивание молекул. Вернуться к Списку конспектов по физике (оглавление).

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Физика 19.06.2023 23:44 2733 Трухман Дарья

6. По графику зависимости скорости равномерно дви- жущегося тела от времени (рис. 43) определите с

Ответов: 1

Физика 28.09.2023 20:06 4614 Копылова Алёна

3) Предложите единицы скорости, не указанные в параграфе.7 класс Физика

Ответов: 2

Физика 20.06.2023 14:02 3296 Ашкенова Дарига

Скоростной поезд за 10 минут проходит путь, равны 40 км. Определить его среднюю скорость.

Ответов: 1

Физика 05.06.2023 05:32 1723 Блок Богдана

7. По графикам зависимости пути от времени (рис. 44) двух тел, движущихся равномерно, определите,

Ответов: 1

Физика 09.01.2020 05:53 2337 Хлыбов Глеб

С какой скоростью плывет лосось, если за 5 секунд он проплыл 30 метров

Ответов: 2

Физика 19.04.2021 18:59 406 Семенюк Фёдор

Гепард, мчащийся со скоростью 108км/ч, догоняет антилопу гну,которая находится в 100 м от него и убе

Ответов: 2

Физика 09.07.2019 04:33 1822 Репин Иван

1)Какую массу пороха нужно сжечь, чтобы при полном его сгорании выделилось 38000 кДж энергии2) Оловя

Ответов: 1

Физика 29.04.2023 12:23 4659 Парамонов Александр

К неподвижном у телу массой 20 кг приложили постоянную силу 6Н .Какую скорость приобретёт тело за15с

Ответов: 2

Физика 16.05.2023 15:32 2360 Халмурзиев Назар

На столе в купе поезда лежит книга. Изобразите силу трения покоя, деtiствующую на книгу, в следующих

Ответов: 2

Физика 03.04.2021 00:59 2600 Гейдаров Камран

Помогите пожалуйста! 3. Стальную и свинцовую гири массой по 1 кг прогрели в кипящей воде, а

Ответов: 2

Молекулы беспорядочно движутся

2) Молекулы находятся в непрерывном беспорядочном (тепловом) движении.

Вид теплового движения (поступательное, колебательное, вращательное) молекул зависит от характера их взаимодействия и изменяется при переходе вещества из одного агрегатного состояния в другое. Интенсивность теплового движения зависит и от температуры тела.

Приведем некоторые из доказательств беспорядочного (хаотического) движения молекул: а) стремление газа занять весь предоставленный ему объем; б) диффузия; в) броуновское движение.

Диффузия

Диффузия — самопроизвольное взаимное проникновение молекул соприкасающихся веществ, приводящее к выравниванию концентрации вещества по всему объему. При диффузии молекулы граничащих между собой тел, находясь в непрерывном движении, проникают в межмолекулярные промежутки друг друга и распределяются между ними.

Диффузия проявляется во всех телах — в газах, жидкостях, твердых телах, но в разной степени.

Диффузию в газах можно обнаружить, если, например, сосуд с пахучим газом открыть в помещении. Через некоторое время газ распространится по всему помещению.

Диффузия в жидкостях происходит значительно медленнее, чем в газах

Например, если в стакан налить сначала слой раствора медного купороса, а затем очень осторожно добавить слой воды и оставить стакан в помещении с неизменной температурой, то через некоторое время исчезнет резкая граница между раствором медного купороса и водой, а через несколько дней жидкости перемешаются

Диффузия в твердых телах происходит еще медленнее, чем в жидкостях (от нескольких часов до нескольких лет). Она может наблюдаться только в хорошо отшлифованных телах, когда расстояния между поверхностями отшлифованных тел близки к межмолекулярному расстоянию (10-8 см). При этом скорость диффузии увеличивается при повышении температуры и давления.

Диффузия играет большую роль в природе и технике. В природе благодаря диффузии, например, осуществляется питание растений из почвы. Организм человека и животных всасывает через стенки пищеварительного тракта питательные вещества. В технике с помощью диффузии, например, поверхностный слой металлических изделий насыщается углеродом (цементация) и т.д.

Разновидностью диффузии является осмос — проникновение жидкостей и растворов через пористую полупроницаемую перегородку.

Броуновское движение

Броуновское движение открыто в 1827 г. английским ботаником Р. Броуном, теоретическое обоснование с точки зрения MKT дано в 1905 г. А. Эйнштейном и М. Смолуховским.

Броуновское движение — это беспорядочное движение мельчайших твердых частиц, «взвешенных» в жидкостях (газах).

«Взвешенные» частицы — это частицы, плотность вещества которых сравнима с плотностью среды, в которой они находятся. Такие частицы находятся в равновесии, и малейшее внешнее воздействие на нее приводит к их движению.

Для броуновского движения характерно следующее:

броуновские частицы совершают непрерывное хаотическое движение, интенсивность которого зависит от температуры и от размеров броуновской частицы;
траектория движения броуновской частицы очень сложная, не зависит от природы вещества частиц и внешних условий.

Рис. 2

На рисунке 2 показаны положения броуновской частицы через каждые 30 с, а на врезке — положения этой частицы на участке АВ, зафиксированные через каждую секунду. Эти положения соединены прямыми линиями. Траектория же частицы еще более сложная;
броуновское движение наблюдается в жидкостях и газах.

Причинами броуновского движения являются:

тепловое хаотическое движение молекул среды, в которой находится броуновская частица;
отсутствие полной компенсации ударов молекул среды об эту частицу с различных сторон, так как движение молекул носит случайный характер.

Движущиеся молекулы жидкости при столкновении с какими-либо твердыми частицами передают им некоторое количество движения. Случайно с одной стороны о частицу ударит заметно большее число молекул, чем с другой, и частица придет в движение.

Если частица достаточно велика, то число молекул, налетающих на нее со всех сторон, чрезвычайно велико, их удары в каждый данный момент компенсируются, и такая частица практически остается неподвижной.

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.

Глава 1. Первоначальные сведения о строении вещества§ 13. Различие в молекулярном строении твёрдых тел, жидкостей и газов

Ранее вы изучали свойства твёрдых тел, жидкостей и газов.

Объяснить свойства веществ можно, если знать их молекулярное строение.

Одно и то же вещество может находиться в различных состояниях.

Так, например, вода, замерзая, становится твёрдым телом (лёд), а при кипении обращается в газообразное состояние (пар). Это три состояния одного и того же вещества (воды) — жидкое, твёрдое и газообразное. А если все три состояния воды — это состояния одного и того же вещества, значит, и молекулы его не отличаются друг от друга. Отсюда можно сделать вывод, что различные свойства вещества во всех состояниях определяются тем, что его молекулы расположены иначе и движутся по-разному.

Если газ сжимается и объём его уменьшается, следовательно, в газах расстояние между молекулами намного больше размеров самих молекул. Поскольку в среднем расстояния между молекулами в десятки раз больше размера молекул, то они слабо притягиваются друг к другу.

Молекулы газа, двигаясь во всех направлениях, почти не притягиваются друг к другу и заполняют весь сосуд. Газы не имеют собственной формы и постоянного объёма.

Молекулы жидкости расположены близко друг к другу. Расстояния между каждыми двумя молекулами меньше размеров молекул, поэтому притяжение между ними становится значительным.

Молекулы жидкости не расходятся на большие расстояния, и жидкость в обычных условиях сохраняет свой объём, но не сохраняет форму.

Поскольку притяжение между молекулами жидкости не так велико, то они могут скачками менять своё положение. Жидкость не сохраняет свою форму и принимает форму сосуда. Они текучи, их легко перелить из одного сосуда в другой.

Жидкость трудно сжимается, так как при этом молекулы сближаются на расстояние, когда заметно проявляется отталкивание.

В твёрдых телах притяжение между молекулами (атомами) ещё больше, чем у жидкостей. Поэтому в обычных условиях твёрдые тела сохраняют свою форму и объём.

В твёрдых телах молекулы (атомы) расположены в определённом порядке. Это лёд, соль, металлы и др. Такие тела называются кристаллами.

Модель кристаллической решётки железа

Молекулы или атомы твёрдых тел колеблются около определённой точки и не могут далеко переместиться от неё. Твёрдое тело поэтому сохраняет не только объём, но и форму.

Расположение молекул воды в трёх разных состояниях показано на рисунке 31: газообразном — водяной пар (рис. 31, в), жидком — вода (рис. 31, б) и твёрдом — лед (рис. 31, а).

Рис. 31. Расположение молекул воды: а — во льду; б — воде; в — в водяном паре

Вопросы:

1. Каково расположение молекул газа?

2. Чем объясняется способность жидкостей сохранять свой объём?

3. Как расположены частицы в твёрдых телах?

Задания:

1. Налейте в пластмассовую бутылку воды до верху и закройте крышкой. Попытайтесь сжать в ней воду. Затем вылейте воду, снова закройте бутылочку. Теперь попробуйте сжать воздух. Объясните результаты опыта.

2. На блюдце с холодной водой поставьте перевёрнутый очень тёплый стакан. Через 15—20 мин проследите за уровнем воды в стакане и блюдце. Объясните результат опыта.

Предыдущая страницаСледующая страница

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.

Рис. 1. Колебание молекул кристаллических тел.

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.

Рис. 2. Зависимость сил притяжения и отталкивания от расстояния между молекулами.

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.

Взаимное притяжение и отталкивание молекул — примеры взаимодействия

Взаимное притяжение молекул

Смачиваемость и несмачиваемость

Последние заданные вопросы в категории Физика