Kaj je snov? Kateri so razredi snovi? Razlika med organskimi in anorganskimi snovmi
Telesa so predmeti, ki nas obdajajo.
Telesa so sestavljena iz snovi.
Fizična telesa se razlikujejo po obliki, velikosti, masi in prostornini.
Snov je tisto, iz česar je sestavljeno fizično telo. Sestavna lastnost snovi je njena masa.
Material je snov, iz katere so izdelana telesa.
Definirajte "snov", "material", "telo".
Kakšna je razlika med pojmoma "snov" in "telo"? Navedite primere. Zakaj je teles več kot snovi?
Številke in dejstva
Iz ene tone starega papirja lahko proizvedemo 750 kg papirja ali 25.000 šolskih zvezkov.
20 ton starega papirja reši hektar gozda pred krčenjem.
Za radovedneže
V letalski in vesoljski industriji, v plinskih turbinah, v obratih za kemično predelavo premoga, kjer je visoka temperatura, se uporabljajo kompozitni materiali. To so materiali, sestavljeni iz plastične podlage (matrice) in polnila. Kompoziti vključujejo keramično-kovinske materiale (kermeti), norplaste (polnjene organske polimere). Kot matrica se uporabljajo kovine in zlitine, polimeri in keramika. Kompoziti so veliko močnejši od tradicionalnih materialov.
Domači poskus
Papirna kromatografija
Zmešajte kapljico modrega in rdečega črnila (lahko mešanico črnil, topnih v vodi, ki med seboj ne delujejo). Vzemite kos filtrirnega papirja, na sredino papirja položite majhno kapljico mešanice, nato pa voda kaplja v sredino te kapljice. Na filtrirnem papirju se bo začel oblikovati barvni kromatogram.
Seznanitev z laboratorijsko steklovino in kemijsko opremo
V procesu študija kemije morate izvesti veliko poskusov, za katere uporabljate posebno opremo in pripomočke.
V kemiji se uporablja posebna steklena posoda iz tankostenskega in debelostenskega stekla. Izdelki iz tankostenskega stekla so odporni na temperaturne spremembe, v njih se izvajajo kemične operacije, ki zahtevajo segrevanje. Kemičnih posod iz debelega stekla ni mogoče segrevati. Steklovina je glede na namembnost lahko univerzalna, specialna in mera. Pripomočki za splošno uporabo se uporabljajo za opravljanje večine del.
Steklenina s tankimi stenami za splošne namene
Epruvete se uporabljajo pri izvajanju poskusov z majhnimi količinami raztopin ali trdnih snovi, za demonstracijske poskuse. Za izvedbo poskusov uporabimo posodo.
V dve majhni epruveti nalijemo 1-2 ml. raztopina klorovodikove kisline. V eno dodajte 1-2 kapljici lakmusa, v drugo pa toliko metil oranža. Opazujemo spremembo barve indikatorjev. Lakmus se obarva rdeče, metiloranž pa rožnato.
V tri majhne epruvete vlijemo 1-2 ml raztopine natrijevega hidroksida. Eni dodajte 1-2 kapljici lakmusa, barva postane modra. Drugič - enaka količina metiloranža - barva postane rumena. V tretjem - fenolftaleinu, barva postane škrlatna. Tako lahko z uporabo indikatorjev določite okolje rešitve.
V veliko epruveto dajte nekaj sode natrijevega hidrogenkarbonata in dodajte 1-2 ml raztopine ocetne kisline. Takoj opazimo nekakšno "vretje" mešanice teh snovi. Ta vtis nastane zaradi hitrega sproščanja mehurčkov ogljikovega dioksida. Če prižgano vžigalico vstavimo v zgornji delec epruvete, ko se sprosti plin, ta ugasne, ne da bi zgorela.
Snovi raztopimo v bučkah in raztopine titriramo s filtracijo. Čaše se uporabljajo za izvajanje reakcij obarjanja, raztapljanje trdnih snovi pri segrevanju. V namensko skupino spada posoda, ki se uporablja za določen namen. Poskusi, ki ne zahtevajo segrevanja, se izvajajo v posodah z debelimi stenami. Najpogosteje so v njem shranjeni reagenti. Iz debelega stekla so izdelane tudi kapalke, lijaki, plinometri, Kippovi aparati in steklene palice.
Eno stekleno paličico pomočimo v koncentrirano klorovodikovo kislino, drugo pa v koncentrirani amoniak. Paličice približajmo eno drugi in opazujmo nastanek »dima brez ognja«.
Merilna steklena posoda vključuje pipete, birete, bučke, valje, čaše in čaše. Z merilnimi posodicami natančno določimo prostornino tekočin in pripravimo raztopine različnih koncentracij.
Poleg steklovine se v laboratoriju uporabljajo porcelanaste posode: skodelice, lončki, malte. Porcelanaste skodelice se uporabljajo za izhlapevanje raztopin, porcelanasti lončki pa za žganje snovi v mufelnih pečeh. Trdne snovi se zmeljejo v maltah.
Laboratorijska oprema
Za segrevanje snovi v kemijskih laboratorijih se uporabljajo alkoholne svetilke, električni štedilniki z zaprto spiralo, vodne kopeli in, če je na voljo plin, plinski gorilniki. Uporabite lahko tudi suho gorivo, ki ga sežgete na posebnih stojalih.
Pri izvajanju kemijskih poskusov so zelo pomembni pomožni pripomočki: kovinsko stojalo, stojalo za epruvete, klešče za lonček, azbestna mreža.
Tehtnice se uporabljajo za tehtanje snovi.
Snovi in telesa pripadajo materialni sestavini realnosti. Oba imata svoje znake. Razmislimo, v čem se snov razlikuje od telesa.
Opredelitev
Snov imenujemo snov, ki ima maso (v nasprotju z npr. elektromagnetnim poljem) in ima zgradbo številnih delcev. Obstajajo snovi, sestavljene iz neodvisnih atomov, kot je aluminij. Pogosteje se atomi povezujejo v bolj ali manj kompleksne molekule. Takšna molekularna snov je polietilen.
Telo- ločen materialni objekt s svojimi mejami, ki zaseda del okoliškega prostora. Trajni lastnosti takega objekta sta masa in prostornina. Tudi telesa imajo določene velikosti in oblike, iz katerih se oblikuje določena vizualna podoba predmetov. Telesa morda že obstajajo v naravi ali pa so rezultat človeške ustvarjalnosti. Primeri teles: knjiga, jabolko, vaza.
Primerjava
Na splošno je razlika med materijo in telesom naslednja: materija je tisto, iz česar so sestavljeni obstoječi predmeti (notranji vidik materije), ti predmeti sami pa so telesa (zunanji vidik materije). Torej, parafin je snov, sveča iz njega pa telo. Povedati je treba, da telo ni edino stanje, v katerem lahko obstajajo snovi.
Vsaka snov ima nabor specifičnih lastnosti, po katerih jo je mogoče razlikovati od številnih drugih snovi. Take lastnosti vključujejo na primer značilnosti kristalne strukture ali stopnjo segrevanja, pri kateri pride do taljenja.
Z mešanjem obstoječih komponent lahko dobite popolnoma različne snovi, ki imajo svoj edinstven nabor lastnosti. Obstaja veliko snovi, ki so jih ustvarili ljudje na podlagi tistih, ki jih najdemo v naravi. Takšni umetni izdelki so na primer najlon in soda. Snovi, iz katerih ljudje nekaj izdelamo, imenujemo materiali.
Kakšna je razlika med snovjo in telesom? Snov je po svoji sestavi vedno homogena, to pomeni, da so vse molekule ali drugi posamezni delci v njej enaki. Hkrati za telo ni vedno značilna homogenost. Na primer, kozarec iz stekla je homogeno telo, kopalna lopata pa je heterogeno telo, saj sta njen zgornji in spodnji del izdelana iz različnih materialov.
Iz določenih snovi je mogoče izdelati veliko različnih teles. Na primer, guma se uporablja za izdelavo žog, avtomobilskih pnevmatik in preprog. Hkrati so telesa, ki opravljajo isto funkcijo, lahko iz različnih snovi, kot sta recimo aluminij in lesena žlica.
“Kako deluje svet” - Neživa narava DEŽ GLINA OBLAK ZLATO. Kako deluje svet. Kaj je narava? Nebo je svetlo modro. Zlato sonce sije, veter se igra z listjem, oblak plava na nebu. Živa narava. Vrste narave. Živa in neživa narava sta med seboj povezani. Veda biologija preučuje živo naravo. Ali lahko človek brez narave?
"Večbarvna mavrica" - Sonce sije in se smeji, dež pa lije na Zemljo. Delo učiteljice osnovne šole Kucherove I.V. In sedmobarvni lok se pojavi na travnikih. Vem, Sits. Kje. Barve mavrice. Fazan. Zakaj je mavrica večbarvna? lovec. Želje. Sončni žarki, ki padajo na dežne kaplje na nebu, se razbijejo v večbarvne žarke.
"Prebivalci zemlje" - In ljudje so rekli: "Zemlja za življenje!" Na čevljih je pisalo: "Zemlja za hojo." Medvedka. Tla. Krastača. Deževnik. Vedro krompirja v čudoviti shrambi se spremeni v dvajset veder. Prebivalci tal. A. Teterin. Zemeljski hrošč. Scolopendra. Lopata je rekla: "Zemlja za kopanje." Klopi. Ličinka majskega hrošča.
“Varstvo narave” - Mi sami smo del Narave, In majhne ribice ... Želim, da se prevažam sem ... Vsi živimo na istem planetu. In v naš zeleni gozd. In človek brez narave?... OHRANIMO NARAVO Izpolnil: Ilya Kochetygov, 5 “B”. Narava lahko obstaja brez človeka, človek! Varujmo in ohranjajmo našo naravo! Tudi žuželke potrebujejo zaščito
"Sestava tal" - Vsebina. V zemlji je voda. Pesek se usede na dno, glina pa na vrh peska. Tla. voda Izkušnja št. 2. V tleh je humus. Izkušnja št. 3. Tla vsebujejo soli. Poskus št. 1. V tleh je zrak. Izkušnja št. 5. Sestava tal. Humus. Rodovitnost je glavna lastnost tal. Izkušnja št. 4. Pesek. zrak.
"Igra o naravi" - Nosilec plašča. Volovska žaba. maline. Zvok katere dvoživke se sliši na 2-3 km? Češnja. Učiteljica osnovne šole, srednja šola MAOU št. 24 Rodina Victoria Evgenievna. kamilica. Ježek. Želva. Celandin. ježek. Igra. Zdravilne rastline. Deteljica. Šmarnica. Cicada. Ampak Heart Remedy spoštujem že od otroštva. Listnati morski zmaj.
V temi je skupno 36 predstavitev
1.1. Telesa in okolja. Uvod v sisteme
Med študijem fizike lani ste se naučili, da je svet, v katerem živimo, svet fizična telesa in sreda. Kako se fizično telo razlikuje od okolja? Vsako fizično telo ima obliko in prostornino.
Na primer, fizična telesa so najrazličnejši predmeti: aluminijasta žlica, žebelj, diamant, kozarec, plastična vrečka, ledena gora, zrno kuhinjske soli, kepa sladkorja, dežna kaplja. Kaj pa zrak? Neprestano je okoli nas, vendar ne vidimo njegove oblike. Za nas je zrak medij. Še en primer: za človeka je morje, čeprav zelo veliko, vendar še vedno fizično telo - ima obliko in prostornino. In za ribe, ki v njem plavajo, je morje najverjetneje okolje.
Iz svojih življenjskih izkušenj veste, da je vse, kar nas obdaja, sestavljeno iz nečesa. Učbenik, ki leži pred vami, je sestavljen iz tankih listov besedila in trpežnejšega ovitka; budilka, ki vas zjutraj zbudi, je sestavljena iz več različnih delov. Se pravi, lahko trdimo, da predstavljata učbenik in budilka sistem.
Zelo pomembno je, da so komponente sistema povezane, saj bi se brez povezav med njimi vsak sistem spremenil v »kup«.
Najpomembnejša lastnost vsakega sistema je njegova spojina in struktura. Vse druge značilnosti sistema so odvisne od sestave in strukture.
Potrebujemo predstavo o sistemih, da bi razumeli, iz česa so fizična telesa in okolja, saj so vsi sistemi. (Plinasti mediji (plini) tvorijo sistem le skupaj s tistim, kar jim preprečuje širjenje.)
TELO, OKOLJE, SISTEM, SESTAVA SISTEMA, ZGRADBA SISTEMA.
1. Navedite več primerov fizičnih teles, ki manjkajo v učbeniku (ne več kot pet).
2. S kakšnim fizičnim okoljem se žaba srečuje v vsakdanjem življenju?
3. Kako se po vašem mnenju fizično telo razlikuje od okolja?
1.2. Atomi, molekule, snovi
Če pogledate v skledo za sladkor ali solnico, boste videli, da sta sladkor in sol sestavljena iz precej majhnih zrn. In če pogledate ta zrna skozi povečevalno steklo, lahko vidite, da je vsako od njih polieder z ravnimi robovi (kristalno). Brez posebne opreme ne bomo mogli razbrati, iz česa so ti kristali, vendar sodobna znanost dobro pozna metode, ki to omogočajo. Te metode in instrumente, ki jih uporabljajo, so razvili fiziki. Uporabljajo zelo kompleksne pojave, ki jih tu ne bomo obravnavali. Recimo samo, da lahko te metode primerjamo z zelo močnim mikroskopom. Če skozi takšen »mikroskop« opazujemo kristal soli ali sladkorja z vedno večjo povečavo, potem bomo na koncu ugotovili, da ta kristal vsebuje zelo majhne sferične delce. Ponavadi se imenujejo atomi(čeprav to ni povsem res, je njihovo bolj natančno ime nuklidi). Atomi so del vseh teles in okolij okoli nas.
Atomi so zelo majhni delci, njihova velikost se giblje od enega do pet angstromov (označeno z A o.). En angstrom je 10–10 metrov. Velikost kristala sladkorja je približno 1 mm; tak kristal je približno 10-milijonkrat večji od katerega koli njegovega sestavnega atoma. Da bi bolje razumeli, kako majhni delci so atomi, razmislite o tem primeru: če jabolko povečamo na velikost globusa, bo atom, povečan za enako količino, postal velik kot povprečno jabolko.
Kljub tako majhni velikosti so atomi precej kompleksni delci. Letos se boste seznanili z zgradbo atomov, za zdaj pa povejmo, da je vsak atom sestavljen iz atomsko jedro in sorodni elektronska lupina, torej tudi predstavlja sistem.
Trenutno je znanih nekaj več kot sto vrst atomov. Od tega jih je približno osemdeset stabilnih. In iz teh osemdesetih vrst atomov so zgrajeni vsi predmeti okoli nas v vsej svoji neskončni raznolikosti.
Ena najpomembnejših lastnosti atomov je njihova nagnjenost k medsebojnemu povezovanju. Najpogosteje to povzroči nastanek molekule.
Molekula lahko vsebuje od dva do več sto tisoč atomov. Še več, majhne molekule (dvoatomne, triatomne ...) so lahko sestavljene iz enakih atomov, velike pa so praviloma sestavljene iz različnih atomov. Ker je molekula sestavljena iz več atomov in so ti atomi povezani, je molekula sistem.V trdnih snoveh in tekočinah so molekule med seboj povezane, v plinih pa ne.
Vezi med atomi se imenujejo kemične vezi, vezi med molekulami pa so medmolekulske vezi.
Med seboj povezane molekule nastanejo snovi.
Snovi, sestavljene iz molekul, imenujemo molekularne snovi. Tako je voda sestavljena iz molekul vode, sladkorja - iz molekul saharoze in polietilena - iz molekul polietilena.
Poleg tega je veliko snovi sestavljenih neposredno iz atomov ali drugih delcev in ne vsebujejo molekul. Na primer, aluminij, železo, diamant, steklo in kuhinjska sol ne vsebujejo molekul. Takšne snovi imenujemo nemolekularni.
V nemolekularnih snoveh so atomi in drugi kemični delci tako kot v molekulah medsebojno povezani s kemičnimi vezmi.Razdelitev snovi na molekularne in nemolekularne je klasifikacija snovi po vrsti strukture.
Ob predpostavki, da medsebojno povezani atomi ohranijo sferično obliko, je mogoče zgraditi tridimenzionalne modele molekul in nemolekularnih kristalov. Primeri takih modelov so prikazani na sl. 1.1.
Večino snovi običajno najdemo v enem od treh agregatna stanja: trdno, tekoče ali plinasto. Pri segrevanju ali ohlajanju lahko molekularne snovi prehajajo iz enega agregatnega stanja v drugo. Takšni prehodi so shematično prikazani na sl. 1.2.
Prehod nemolekularne snovi iz enega agregatnega stanja v drugo lahko spremlja sprememba vrste strukture. Najpogosteje se ta pojav pojavi med izhlapevanjem nemolekularnih snovi.
pri taljenje, vrenje, kondenzacija in podobni pojavi, ki se pojavljajo pri molekularnih snoveh, se molekule snovi ne uničijo ali tvorijo. Pretrgajo se ali tvorijo le medmolekularne vezi. Na primer, led se pri taljenju spremeni v vodo, voda pri vrenju pa v vodno paro. V tem primeru se molekule vode ne uničijo, zato voda kot snov ostane nespremenjena. Tako gre v vseh treh agregatnih stanjih za isto snov - vodo.
Vendar vse molekularne snovi ne morejo obstajati v vseh treh agregatnih stanjih. Mnogi od njih pri segrevanju razkrojiti, to pomeni, da se pretvorijo v druge snovi, medtem ko se njihove molekule uničijo. Na primer, celuloza (glavna sestavina lesa in papirja) se pri segrevanju ne stopi, ampak razpade. Njegove molekule se uničijo in iz "fragmentov" nastanejo povsem druge molekule.
Torej, molekularna snov ostane sama, to je kemično nespremenjena, dokler ostanejo njene molekule nespremenjene.
Vendar veste, da so molekule v stalnem gibanju. In tudi atomi, ki sestavljajo molekule, se gibljejo (nihajo). Z naraščanjem temperature se povečujejo nihanja atomov v molekulah. Ali lahko rečemo, da molekule ostanejo popolnoma nespremenjene? Seveda ne! Kaj potem ostane nespremenjeno? Odgovor na to vprašanje je v enem od naslednjih odstavkov.
voda Voda je najbolj znana in zelo razširjena snov na našem planetu: površina Zemlje je 3/4 prekrita z vodo, človek je 65% sestavljen iz vode, brez vode je življenje nemogoče, saj vsi celični procesi v telesu potekajo v vodna raztopina. Voda je molekularna snov. Je ena redkih snovi, ki se naravno pojavljajo v trdnem, tekočem in plinastem stanju, in edina snov, za katero ima vsako od teh stanj svoje ime. |
| Železo- srebrno bela, sijoča, temprana kovina. To je nemolekularna snov. Med kovinami je železo za aluminijem na drugem mestu po razširjenosti v naravi in na prvem mestu po pomenu za človeštvo. Skupaj z drugo kovino - nikljem - tvori jedro našega planeta. Čisto železo nima široke praktične uporabe. Znameniti steber Qutub, ki se nahaja v bližini Delhija, je visok približno sedem metrov in tehta 6,5 tone, star skoraj 2800 let (postavljen je bil v 9. stoletju pred našim štetjem) - eden redkih primerov uporabe čistega železa (99,72 %); možno je, da je čistost materiala tista, ki pojasnjuje vzdržljivost in odpornost te strukture proti koroziji. Železo se v obliki litega železa, jekla in drugih zlitin uporablja v dobesedno vseh vejah tehnike. Njegove dragocene magnetne lastnosti se uporabljajo v generatorjih električnega toka in elektromotorjih. Železo je vitalen element za ljudi in živali, saj je del krvnega hemoglobina. Z njegovo pomanjkljivostjo tkivne celice ne prejmejo dovolj kisika, kar vodi do zelo resnih posledic. |
ATOM (NUKLID), MOLEKULA, KEMIJSKE VEZI, MEDMOLEKULSKE VEZI, MOLEKULSKA SNOVI, NEMOLEKULSKA SNOVI, VRSTA ZGRADBE, AGREGATNO STANJE.
1.Katere vezi so močnejše: kemične ali medmolekulske?
2. Kakšna je razlika med trdnim, tekočim in plinastim stanjem? Kako se gibljejo molekule v plinih, tekočinah in trdnih snoveh?
3.Ste že kdaj opazovali procese taljenja katere koli snovi (razen ledu)? Kaj pa prekuhavanje (razen vode)?
4. Kakšne so značilnosti teh procesov? Navedite primere sublimacije trdnih snovi, ki jih poznate.
5. Navedite primere vam znanih snovi, ki se nahajajo a) v vseh treh agregatnih stanjih; b) samo v trdnem ali tekočem stanju; c) samo v trdnem stanju.
1.3. Kemični elementi
Kot že veste, so lahko atomi enaki in različni. Kako se različni atomi med seboj razlikujejo po strukturi, boste izvedeli kmalu, zaenkrat pa povejmo, da so različni atomi različni kemično obnašanje, to je njihova sposobnost, da se povezujejo med seboj in tvorijo molekule (ali nemolekularne snovi).
Z drugimi besedami, kemični elementi so iste vrste atomov, ki so bili omenjeni v prejšnjem odstavku.
Vsak kemični element ima svoje ime, na primer: vodik, ogljik, železo itd. Poleg tega je vsakemu elementu dodeljen tudi svoj simbol. Te simbole vidite na primer v »Tabeli kemijskih elementov« v šolski kemijski učilnici.
Kemični element je abstrakten agregat. To je ime za poljubno število atomov določene vrste in ti atomi se lahko nahajajo kjer koli, na primer: eden na Zemlji, drugi pa na Veneri. Kemični element ni mogoče videti ali se ga dotakniti z rokami. Atomi, ki sestavljajo kemični element, so lahko med seboj povezani ali pa tudi ne. Posledično kemijski element ni niti snov niti materialni sistem.
KEMIJSKI ELEMENT, SIMBOL ELEMENTA.
1. Opredelite pojem "kemični element" z besedami "vrsta atomov".
2. Koliko pomenov ima beseda "železo" v kemiji? Kakšni so ti pomeni?
1.4. Razvrstitev snovi
Preden začnete razvrščati kateri koli predmet, morate izbrati lastnost, po kateri boste to razvrstitev izvedli ( klasifikacijski znak). Na primer, ko razporejate kup svinčnikov v škatle, vas lahko vodi njihova barva, oblika, dolžina, trdota ali kaj drugega. Izbrana lastnost bo kriterij razvrščanja. Snovi so veliko bolj zapleteni in raznoliki predmeti kot svinčniki, zato je tukaj veliko več klasifikacijskih značilnosti.
Vse snovi (in že veste, da je snov sistem) so sestavljene iz delcev. Prva značilnost klasifikacije je prisotnost (ali odsotnost) atomskih jeder v teh delcih. Na tej podlagi so vse snovi razdeljene na kemične snovi in fizične snovi.
| Kemična snov– snov, sestavljena iz delcev, ki vsebujejo atomska jedra. |
Takšni delci (in se imenujejo kemični delci) so lahko atomi (delci z enim jedrom), molekule (delci z več jedri), nemolekularni kristali (delci z veliko jedri) in nekateri drugi. Vsak kemični delec poleg jeder ali jeder vsebuje tudi elektrone.
Poleg kemikalij so v naravi še druge snovi. Na primer: snov nevtronskih zvezd, sestavljena iz delcev, imenovanih nevtroni; tokov elektronov, nevtronov in drugih delcev. Takšne snovi imenujemo fizične.
| Fizična snov– snov, sestavljena iz delcev, ki ne vsebujejo atomskih jeder. |
Na Zemlji skoraj nikoli ne srečate fizičnih snovi.
Glede na vrsto kemičnih delcev oziroma vrsto zgradbe delimo vse kemične snovi na molekularni in nemolekularni, to že veš.
Snov je lahko sestavljena iz kemičnih delcev, ki so enaki po sestavi in strukturi - v tem primeru se imenuje čist, oz posameznik, snov. Če so delci različni, potem - mešanica.
To velja tako za molekularne kot za nemolekularne snovi. Na primer, molekularna snov "voda" je sestavljena iz molekul vode, ki so enake po sestavi in strukturi, nemolekularna snov "kuhinjska sol" pa je sestavljena iz kristalov kuhinjske soli, ki so enaki po sestavi in strukturi.
Večina naravnih snovi je mešanic. Na primer, zrak je mešanica molekularnih snovi "dušik" in "kisik" z nečistočami drugih plinov, kamnina "granit" pa je mešanica nemolekularnih snovi "kremen", "feldspar" in "sljuda" tudi z različne nečistoče.
Posamezne kemikalije se pogosto imenujejo preprosto snovi.
Kemične snovi lahko vsebujejo atome samo enega kemičnega elementa ali atome različnih elementov. Na podlagi tega kriterija se snovi delijo na preprosto in kompleksen.
Na primer, preprosta snov "kisik" je sestavljena iz dvoatomnih molekul kisika, snov "kisik" pa vsebuje samo atome elementa kisika. Drug primer: enostavna snov »železo« je sestavljena iz kristalov železa, snov »železo« pa vsebuje samo atome elementa železa. Zgodovinsko gledano ima preprosta snov običajno isto ime kot element, katerega atomi sestavljajo to snov.
Vendar pa nekateri elementi ne tvorijo ene, ampak več preprostih snovi. Na primer, element kisik tvori dve enostavni snovi: "kisik", sestavljen iz dvoatomnih molekul, in "ozon", sestavljen iz triatomskih molekul. Element ogljik tvori dve dobro znani nemolekularni enostavni snovi: diamant in grafit. Ta pojav se imenuje alotropija.
Te preproste snovi se imenujejo alotropske modifikacije. Po kvalitativni sestavi so enaki, vendar se med seboj razlikujejo po strukturi.
Tako je kompleksna snov "voda" sestavljena iz molekul vode, te pa iz atomov vodika in kisika. Zato so atomi vodika in atomi kisika del vode. Kompleksna snov "kremen" je sestavljena iz kristalov kremena, kristali kremena so sestavljeni iz atomov silicija in atomov kisika, to je, da so atomi silicija in atomi kisika del kremena. Seveda lahko kompleksna snov vsebuje atome več kot dveh elementov.
Imenujemo tudi kompleksne snovi povezave.
Primeri enostavnih in kompleksnih snovi ter njihova struktura so navedeni v tabeli 1.
Preglednica I. Enostavne in sestavljene snovi molekularni (m) in nemolekularni (n/m) tip strukture
Preproste snovi |
Kompleksne snovi |
||
Ime |
Vrsta stavbe |
Ime |
Vrsta stavbe |
| kisik | voda | ||
| vodik | Sol | ||
| Diamant | saharoza | ||
| Železo | Bakrov sulfat | ||
| Žveplo | Butan | ||
| Aluminij | Fosforna kislina | ||
| Beli fosfor | Soda | ||
| Dušik | Soda bikarbona | ||
Na sl. Slika 1.3 prikazuje shemo za razvrščanje snovi glede na značilnosti, ki smo jih proučevali: glede na prisotnost jeder v delcih, ki tvorijo snov, glede na kemijsko identiteto snovi, glede na vsebnost atomov enega ali več elementov in glede na vrsto strukture. . Shemo dopolnimo z delitvijo mešanic na mehanske mešanice in rešitve, tukaj je klasifikacijska značilnost strukturna raven, na kateri so delci mešani.
Tako kot posamezne snovi so lahko raztopine trdne, tekoče (običajno imenovane preprosto "raztopine") ali plinaste (imenovane mešanice plinov). Primeri trdnih raztopin: nakitna zlitina zlata in srebra, dragi kamen rubin. Primeri tekočih raztopin so vam dobro znani: na primer raztopina kuhinjske soli v vodi, namizni kis (raztopina ocetne kisline v vodi). Primeri plinastih raztopin: zrak, mešanice kisika in helija za dihanje potapljačev itd.
| Diamant– alotropska modifikacija ogljika. Je brezbarven dragulj, cenjen zaradi svoje igre barv in sijaja. Beseda "diamant" v prevodu iz starodavnega indijskega jezika pomeni "tisti, ki se ne zlomi". Med vsemi minerali ima diamant največjo trdoto. Toda kljub svojemu imenu je precej krhka. Brušeni diamanti se imenujejo briljanti. Naravni diamanti, premajhni ali slabe kakovosti, ki jih ni mogoče uporabiti v nakitu, se uporabljajo kot rezalni in abrazivni material (abraziv je material za brušenje in poliranje). Po svojih kemičnih lastnostih je diamant nizko aktivna snov. |
| Grafit– druga alotropska modifikacija ogljika. Tudi to je nemolekularna snov. Za razliko od diamanta je črno-siv, masten na otip in precej mehak, poleg tega precej dobro prevaja elektriko. Grafit se zaradi svojih lastnosti uporablja na najrazličnejših področjih človekove dejavnosti. Na primer: vsi uporabljate "preproste" svinčnike, vendar je pisalna palica - svinčnik - izdelana iz istega grafita. Grafit je zelo odporen na vročino, zato se iz njega izdelujejo ognjevarni lončki, v katerih se talijo kovine. Poleg tega je toplotno odporno mazivo izdelano iz grafita, pa tudi premični električni kontakti, zlasti tisti, ki so nameščeni na trolejbusnih drogovih na mestih, kjer drsijo po električnih žicah. Obstajajo tudi druga, enako pomembna področja njegove uporabe. V primerjavi z diamantom je grafit bolj reaktiven. |
KEMIJSKA SNOVI, POSAMEZNA SNOVI, ZMES, ENOSTAVNA SNOVI, KOMPLEKSNA SNOVI, ALOTROPIJA, RAZTOPINA.
1. Navedi vsaj tri primere posameznih snovi in prav toliko primerov zmesi.
2. S katerimi preprostimi snovmi se nenehno srečujete v življenju?
3. Katere od posameznih snovi, ki ste jih navedli za primer, so enostavne in katere kompleksne?
4. Kateri od naslednjih stavkov govori o kemijskem elementu, kateri pa o enostavni snovi?
a) Atom kisika trči v atom ogljika.
b) Voda vsebuje vodik in kisik.
c) Mešanica vodika in kisika je eksplozivna.
d) Najbolj ognjevarna kovina je volfram.
e) Ponev je izdelana iz aluminija.
f) Kremen je spojina silicija s kisikom.
g) Molekula kisika je sestavljena iz dveh atomov kisika.
h) Baker, srebro in zlato so ljudje poznali že v pradavnini.
5.Navedite pet primerov rešitev, ki jih poznate.
6. Kakšna je po vašem mnenju zunanja razlika med mehansko zmesjo in raztopino?
1.5. Značilnosti in lastnosti snovi. Ločevanje zmesi
Vsak od predmetov materialnega sistema (razen elementarnih delcev) je sam po sebi sistem, to pomeni, da je sestavljen iz drugih, medsebojno povezanih manjših objektov. Vsak sistem je torej kompleksen objekt in skoraj vsi objekti so sistemi. Na primer, za kemijo pomemben sistem - molekula - je sestavljena iz atomov, ki so med seboj povezani s kemičnimi vezmi (naravo teh vezi boste spoznali s preučevanjem 7. poglavja). Drug primer: atom. Je tudi materialni sistem, ki ga sestavljajo atomsko jedro in nanj vezani elektroni (naravo teh vezi boste spoznali v 3. poglavju).
Vsak predmet je mogoče bolj ali manj podrobno opisati oziroma karakterizirati, torej popisati značilnosti.
V kemiji so predmeti predvsem snovi. Kemične snovi so v najrazličnejših oblikah: tekoče in trdne, brezbarvne in obarvane, lahke in težke, aktivne in inertne itd. Ena snov se od druge razlikuje na več načinov, ki se, kot veste, imenujejo lastnosti.
| Značilnosti snovi- lastnost, ki je lastna dani snovi. |
Obstaja veliko različnih značilnosti snovi: agregatno stanje, barva, vonj, gostota, sposobnost taljenja, tališče, sposobnost razgradnje pri segrevanju, temperatura razgradnje, higroskopnost (sposobnost absorbiranja vlage), viskoznost, sposobnost interakcije z druge snovi in mnoge druge. Najpomembnejše od teh lastnosti so spojina in struktura. Vse druge lastnosti, vključno z lastnostmi, so odvisne od sestave in strukture snovi.
Razlikovati visokokakovostna sestava in kvantitativna sestava snovi.
Za opis kvalitativne sestave snovi naštejejo atome, kateri elementi so vključeni v sestavo te snovi.
Pri opisu kvantitativne sestave molekularne snovi so navedeni atomi, kateri elementi in v kakšni količini tvorijo molekulo te snovi.
Pri opisu kvantitativne sestave nemolekularne snovi navedite razmerje med številom atomov vsakega od elementov, ki sestavljajo to snov.
Zgradbo snovi razumemo kot a) zaporedje povezav med atomi, ki tvorijo snov; b) naravo povezav med njimi in c) relativno razporeditev atomov v prostoru.
Zdaj pa se vrnimo k vprašanju, s katerim smo zaključili odstavek 1.2: kaj ostane nespremenjeno v molekulah, če molekularna snov ostane sama? Zdaj že lahko odgovorimo na to vprašanje: sestava in struktura molekul ostaja nespremenjena. In če je tako, potem lahko pojasnimo sklep, ki smo ga naredili v odstavku 1.2:
Snov ostane sama, to je kemično nespremenjena, dokler ostane sestava in struktura njenih molekul nespremenjena (za nemolekularne snovi - dokler sta ohranjeni njegova sestava in narava vezi med atomi ).
Kar zadeva druge sisteme, je med značilnostmi snovi dodeljena posebna skupina lastnosti snovi, to je njihova sposobnost spreminjanja zaradi interakcije z drugimi telesi ali snovmi, pa tudi kot posledica interakcije sestavnih delov dane snovi.
Drugi primer je precej redek, zato lahko lastnosti snovi opredelimo kot sposobnost te snovi, da se na določen način spremeni pod kakršnim koli zunanjim vplivom. In ker so zunanji vplivi lahko zelo raznoliki (segrevanje, stiskanje, potopitev v vodo, mešanje z drugo snovjo itd.), lahko povzročijo tudi različne spremembe. Pri segrevanju se lahko trdna snov stopi ali pa razpade brez taljenja in se spremeni v druge snovi. Če se snov pri segrevanju tali, potem pravimo, da ima sposobnost taljenja. To je lastnost dane snovi (pojavlja se npr. v srebru in je ni v celulozi). Tudi pri segrevanju lahko tekočina vre, lahko pa tudi ne vre, pa tudi razpade. To je sposobnost vrenja (pojavlja se na primer v vodi in je odsoten v staljenem polietilenu). Snov, potopljena v vodo, se lahko v njej raztopi ali pa tudi ne; ta lastnost je sposobnost raztapljanja v vodi. Papir, ki ga prinesemo na ogenj, se vžge na zraku, zlata žica pa ne, to pomeni, da ima papir (ali bolje rečeno celuloza) sposobnost gorenja na zraku, zlata žica pa te lastnosti nima. Snovi imajo veliko različnih lastnosti.
Sposobnost taljenja, sposobnost vrenja, sposobnost deformiranja in podobne lastnosti se nanašajo na fizične lastnosti snovi.
Sposobnost reagiranja z drugimi snovmi, sposobnost razgradnje in včasih sposobnost raztapljanja pripadajo kemijske lastnosti snovi.
Druga skupina značilnosti snovi je kvantitativno značilnosti. Od značilnosti, navedenih na začetku odstavka, so kvantitativne gostota, tališče, temperatura razgradnje in viskoznost. Vsi predstavljajo fizikalne količine. Pri predmetu fizike ste se v sedmem razredu seznanili s fizikalnimi količinami in jih še naprej preučujete. Letos boste podrobno preučili najpomembnejše fizikalne količine, ki se uporabljajo v kemiji.
Med značilnostmi snovi so takšne, ki niso ne lastnosti ne kvantitativne značilnosti, so pa zelo pomembne pri opisu snovi. Ti vključujejo sestavo, strukturo, agregatno stanje in druge značilnosti.
Vsaka posamezna snov ima svoj nabor značilnosti, kvantitativne lastnosti take snovi pa so konstantne. Na primer, čista voda pri normalnem tlaku vre pri točno 100 o C, etilni alkohol pri enakih pogojih vre pri 78 o C. Tako voda kot etilni alkohol sta samostojni snovi. In bencin, na primer, ker je mešanica več snovi, nima določenega vrelišča (vre v določenem temperaturnem območju).
Razlike v fizikalnih lastnostih in drugih značilnostih snovi omogočajo ločevanje zmesi, ki jih sestavljajo.
Za ločevanje zmesi na njihove sestavne snovi se uporabljajo različne fizikalne metode ločevanja, na primer: podpiranje z s pretakanjem(z odvajanjem tekočine iz usedline), filtracijo(napenjanje), izhlapevanje,magnetno ločevanje(magnetna separacija) in številne druge metode. Z nekaterimi od teh metod se boste praktično seznanili.
| zlato– ena izmed plemenitih kovin, ki jih človek pozna že od antičnih časov. Ljudje so našli zlato v obliki kepic ali peskanega zlata. V srednjem veku so alkimisti imeli Sonce za pokrovitelja zlata. Zlato je nemolekularna snov. To je precej mehka, lepa rumena kovina, voljna, težka, z visokim tališčem. Zaradi teh lastnosti, pa tudi zaradi sposobnosti, da se sčasoma ne spremeni, in odpornosti na različne vplive (nizka reaktivnost), je bilo zlato zelo visoko cenjeno že od antičnih časov. Prej se je zlato uporabljalo predvsem za kovanje kovancev, za izdelavo nakita in na nekaterih drugih področjih, na primer za izdelavo dragocene namizne posode. Še danes se del zlata uporablja za namene nakita. Čisto zlato je zelo mehka kovina, zato draguljarji ne uporabljajo samega zlata, temveč njegove zlitine z drugimi kovinami - mehanska trdnost takšnih zlitin je bistveno višja. Vendar se zdaj večina izkopanega zlata uporablja v elektronski opremi. Vendar je zlato še vedno valuta. |
| Srebrna- tudi ena od plemenitih kovin, ki jih človek pozna že od antičnih časov. Samorodno srebro se v naravi pojavlja, vendar veliko manj pogosto kot zlato. V srednjem veku so alkimisti imeli Luno za zaščitnico srebra. Kot vse kovine je srebro nemolekularna snov. Srebro je precej mehka, duktilna kovina, vendar manj duktilna kot zlato. Ljudje že dolgo opažajo dezinfekcijske in protimikrobne lastnosti samega srebra in njegovih spojin. V pravoslavnih cerkvah so bili pisava in cerkveni pripomočki pogosto narejeni iz srebra, zato je voda, ki so jo prinesli iz cerkve, dolgo ostala bistra in čista. Srebro z velikostjo delcev približno 0,001 mm je vključeno v zdravilo "kolargol" - kapljice za oči in nos. Dokazano je, da srebro selektivno kopičijo različne rastline, kot so zelje in kumare. Pred tem so srebro uporabljali za izdelavo kovancev in nakita. Srebrni nakit je še danes cenjen, vendar tako kot zlato vse bolj najde tehnično uporabo, predvsem v proizvodnji filmskih in fotografskih materialov, elektronskih izdelkov in baterij. Poleg tega je srebro, tako kot zlato, denarna kovina. |
ZNAČILNOSTI SNOVI, KAKOVOSTNA SESTAVA, KOLIČINSKA SESTAVA, ZGRADBA SNOVI, LASTNOSTI SNOVI, FIZIKALNE LASTNOSTI, KEMIJSKE LASTNOSTI.
1.Opišite, kako sistem
a) kateri koli predmet, ki vam je dobro znan,
b) Osončje. Navedite sestavne dele teh sistemov in naravo povezav med sestavnimi deli.
2. Navedite primere sistemov, ki so sestavljeni iz enakih komponent, vendar imajo različne strukture
3. Naštej čim več lastnosti kakšnega gospodinjskega predmeta, na primer svinčnik (kot sistem!). Katere od teh značilnosti so lastnosti?
4.Kaj je značilnost snovi? Navedite primere.
5.Kaj je lastnost snovi? Navedite primere.
6. Sledijo nizi značilnosti treh snovi. Vse te snovi so vam dobro znane. Ugotovite, o katerih snoveh govorimo
a) Brezbarvna trdna snov z gostoto 2,16 g/cm 3 tvori prozorne kubične kristale, brez vonja, topne v vodi, vodna raztopina je slanega okusa, topi se pri segrevanju na 801 o C in vre pri 1465 o C, v zmerni odmerki niso strupeni za ljudi.
b) Oranžno rdeča trdna snov z gostoto 8,9 g/cm 3, kristali so na oko nerazločni, površina je sijoča, v vodi se ne topi, zelo dobro prevaja elektriko, je plastična (lahko se vleče v žico) , tali se pri 1084 o C, pri 2540 o C pa zavre, na zraku pa se postopoma prekrije z ohlapno bledo modro-zeleno prevleko.
c) Prozorna brezbarvna tekočina z ostrim vonjem, gostota 1,05 g/cm 3, v vseh pogledih se meša z vodo, vodne raztopine imajo kisel okus, v razredčenih vodnih raztopinah ni strupena za ljudi, uporablja se kot začimba za hrano, ko ohlajen na - 17 o C se strdi, segret na 118 o C pa zavre in razjeda številne kovine. 7. Katere značilnosti, podane v treh prejšnjih primerih, predstavljajo a) fizikalne lastnosti, b) kemijske lastnosti, c) vrednosti fizikalnih veličin.
8. Sestavite si lastne sezname lastnosti še dveh snovi, ki ju poznate.
Ločevanje snovi s filtracijo.
1.6. Fizikalni in kemijski pojavi. Kemijske reakcije
Vse, kar se zgodi s sodelovanjem fizičnih predmetov, se imenuje naravni pojavi. Sem spadajo prehodi snovi iz enega agregatnega stanja v drugo, razpad snovi pri segrevanju in njihove medsebojne interakcije.
Med taljenjem, vrenjem, sublimacijo, tokom tekočine, upogibanjem trdnega telesa in drugimi podobnimi pojavi se molekule snovi ne spreminjajo.
Kaj se zgodi na primer, ko žveplo gori?
Ko žveplo gori, se molekule žvepla in molekule kisika spremenijo: spremenijo se v molekule žveplovega dioksida (glej sliko 1.4). Upoštevajte, da skupno število atomov in število atomov vsakega elementa ostaneta nespremenjena.
Zato obstajata dve vrsti naravnih pojavov:
1) pojavi, pri katerih se molekule snovi ne spremenijo - fizikalni pojavi;
2) pojavi, pri katerih se spremenijo molekule snovi – kemijski pojavi.
Kaj se zgodi s snovmi med temi pojavi?
V prvem primeru molekule trčijo in razletijo nespremenjene; v drugem, ko molekule trčijo, reagirajo med seboj, pri čemer se nekatere molekule (stare) uničijo, druge (nove) pa nastanejo.
Kakšne so spremembe v molekulah med kemijskimi pojavi?
V molekulah so atomi povezani z močnimi kemičnimi vezmi v en delec (v nemolekularnih snoveh - v en sam kristal). Narava atomov se v kemijskih pojavih ne spremeni, to pomeni, da se atomi ne spreminjajo drug v drugega. Tudi število atomov posameznega elementa se ne spremeni (atomi ne izginejo ali se pojavijo). Kaj se spreminja? Vezi med atomi! Na enak način v nemolekularnih snoveh kemijski pojavi spreminjajo vezi med atomi. Spreminjanje povezav se običajno zmanjša na njihovo prekinitev in posledično nastanek novih povezav. Na primer, ko žveplo gori v zraku, se vezi med atomi žvepla v molekulah žvepla in med atomi kisika v molekulah kisika prekinejo in nastanejo vezi med atomi žvepla in kisika v molekulah žveplovega dioksida.
Pojav novih snovi zaznamo z izginotjem lastnosti reagirajočih snovi in pojavom novih lastnosti, ki so lastne reakcijskim produktom. Tako se pri gorenju žvepla rumeni žveplov prah spremeni v plin z ostrim neprijetnim vonjem, pri gorenju fosforja pa nastanejo oblaki belega dima, sestavljeni iz drobnih delcev fosforjevega oksida.
Kemijske pojave torej spremlja pretrganje in nastajanje kemičnih vezi, zato kemija kot veda preučuje naravne pojave, pri katerih prihaja do pretrganja in nastajanja kemičnih vezi (kemijske reakcije), spremljajoče fizikalne pojave in seveda kemične snovi. vključeni v te reakcije.
Če želite preučevati kemijske pojave (torej kemijo), morate najprej preučiti povezave med atomi (kaj so, kaj so, kakšne so njihove značilnosti). Toda med atomi nastanejo vezi, zato je treba najprej preučiti same atome, natančneje strukturo atomov različnih elementov.
Tako se boste v 8. in 9. razredu učili
1) zgradba atomov;
2) kemijske vezi in zgradba snovi;
3) kemične reakcije in procesi, ki jih spremljajo;
4) lastnosti najpomembnejših enostavnih snovi in spojin.
Poleg tega se boste v tem času seznanili z najpomembnejšimi fizikalnimi količinami, ki se uporabljajo v kemiji, in odnosi med njimi ter se naučili izvajati osnovne kemijske izračune.
| kisik. Brez te plinaste snovi bi bilo naše življenje nemogoče. Navsezadnje je ta brezbarvni plin, brez okusa in vonja, potreben za dihanje. Približno ena petina zemeljske atmosfere je sestavljena iz kisika. Kisik je molekularna snov; vsako molekulo sestavljata dva atoma. V tekočem stanju je svetlo modra, v trdnem pa modra. Kisik je zelo reaktiven in reagira z večino drugih kemikalij. Zgorevanje bencina in lesa, rjavenje železa, gnitje in dihanje so kemični procesi, ki vključujejo kisik. V industriji večino kisika pridobimo iz atmosferskega zraka. Kisik se pri proizvodnji železa in jekla uporablja tako, da zviša temperaturo plamenov v pečeh in tako pospeši proces taljenja. S kisikom obogaten zrak se uporablja v barvni metalurgiji, za varjenje in rezanje kovin. Uporablja se tudi v medicini za lajšanje dihanja bolnikov. Zaloge kisika na Zemlji se nenehno obnavljajo - zelene rastline proizvedejo približno 300 milijard ton kisika letno. Sestavine kemičnih snovi, nekakšne »opeke«, iz katerih so zgrajene, so kemični delci, to pa so predvsem atomi in molekule. Njihove velikosti so v razponu dolžin reda 10 -10 – 10 -6 metrov (glej sliko 1.5).
Fizika preučuje manjše delce in njihove interakcije; ti delci se imenujejo mikrofizičnih delcev. Procese, v katerih sodelujejo veliki delci in telesa, spet preučuje fizika. Fizična geografija preučuje naravne objekte, ki tvorijo zemeljsko površje. Velikosti takšnih predmetov segajo od nekaj metrov (na primer širina reke) do 40 tisoč kilometrov (dolžina zemeljskega ekvatorja). Planete, zvezde, galaksije in pojave, ki se z njimi dogajajo, proučujeta astronomija in astrofizika. Geologija proučuje zgradbo Zemlje. Druga naravoslovna veda, biologija, preučuje žive organizme, ki naseljujejo Zemljo. Po kompleksnosti strukture (ne pa po kompleksnosti razumevanja narave interakcij) so mikrofizični objekti najenostavnejši. Sledijo kemični delci in iz njih nastale snovi. Biološki objekti (celice, njihovi »deli«, živi organizmi sami) so sestavljeni iz kemičnih snovi, zato je njihova struktura še bolj zapletena. Enako velja za geološke objekte, na primer kamnine, sestavljene iz mineralov (kemikalij). Vse naravoslovne vede se pri preučevanju narave opirajo na fizikalne zakone. Fizikalni zakoni so najbolj splošni naravni zakoni, ki jim podležejo vsi materialni objekti, vključno s kemičnimi delci. Posledično mora kemija, ki preučuje atome, molekule, kemične snovi in njihove interakcije, v celoti izkoristiti zakone fizike. Biologija in geologija pa morata pri preučevanju "svojih" predmetov uporabljati ne le zakone fizike, ampak tudi kemijske zakone. Tako postane jasno, kakšno mesto zavzema kemija med sorodnimi naravoslovnimi vedami. Ta lokacija je shematično prikazana na sliki 1.6. Tesno povezanost teh dveh naravoslovnih ved je že v 18. stoletju opazil in pri svojem delu uporabil sloviti ruski znanstvenik Mihail Vasiljevič Lomonosov (1711 – 1765), ki je zapisal: »Kemik brez znanja fizike je kot človek, ki mora vse iskati z dotikom. In ti dve vedi sta med seboj tako povezani, da ena brez druge ne more popolnoma obstajati.« Zdaj pa razjasnimo, kaj nam kot potrošnikom daje kemija? Po drugi strani pa človeško telo vsebuje ogromno različnih kemikalij. Poznavanje kemije pomaga biologom razumeti njihove interakcije in razumeti razloge za nastanek določenih bioloških procesov. To pa medicini omogoča, da učinkoviteje ohranja zdravje ljudi, zdravi bolezni in navsezadnje podaljšuje človeško življenje. |
V današnjem članku bomo razpravljali o tem, kaj je fizično telo. V letih šolanja ste se večkrat srečali s tem izrazom. S pojmi »fizično telo«, »snov«, »pojav« se prvič srečamo pri pouku naravoslovja. So predmet proučevanja večine vej posebne vede – fizike.
Po besedah »fizično telo« pomeni določen materialni predmet, ki ima obliko in jasno določeno zunanjo mejo, ki ga ločuje od zunanjega okolja in drugih teles. Poleg tega ima fizično telo značilnosti, kot sta masa in prostornina. Ti parametri so osnovni. Toda poleg njih so še drugi. Govorimo o prosojnosti, gostoti, elastičnosti, trdoti itd.
Fizična telesa: primeri
Poenostavljeno povedano, lahko kateremu koli okoliškemu predmetu rečemo fizično telo. Najpogostejši primeri so knjiga, miza, avto, žoga, skodelica. Fiziki preprosto telo imenujejo nekaj, katerega geometrijska oblika je preprosta. Sestavljena fizična telesa so tista, ki obstajajo v obliki kombinacij enostavnih teles, povezanih skupaj. Na primer, zelo konvencionalno je človeško figuro mogoče predstaviti kot zbirko valjev in kroglic.
Material, iz katerega je sestavljeno katero koli telo, se imenuje snov. Poleg tega lahko vsebujejo eno ali več snovi. Navedimo primere. Fizična telesa - jedilni pribor (vilice, žlice). Najpogosteje so izdelani iz jekla. Nož je lahko primer telesa, sestavljenega iz dveh različnih vrst snovi - jeklenega rezila in lesenega ročaja. In tako kompleksen izdelek, kot je mobilni telefon, je narejen iz veliko večjega števila "sestavin".
Katere so snovi?
Lahko so naravne ali umetno ustvarjene. V starih časih so ljudje vse potrebne predmete izdelovali iz naravnih materialov (puščice - iz oblačil - iz živalskih kož). Z razvojem tehnološkega napredka so se pojavile snovi, ki jih je ustvaril človek. In teh je trenutno večina. Klasičen primer fizičnega telesa umetnega izvora je plastika. Vsako od njegovih vrst je ustvaril človek, da bi zagotovil potrebne lastnosti določenega predmeta. Prozorna plastika je na primer za leče očal, nestrupena plastika za hrano je za posodo, trpežna plastika pa za odbijač avtomobila.
Vsak predmet (od visokotehnološke naprave) ima številne določene lastnosti. Ena od lastnosti fizičnih teles je njihova sposobnost, da se med seboj privlačijo zaradi gravitacijske interakcije. Izmeri se s fizikalno količino, imenovano masa. Po mnenju fizikov je masa teles merilo njihove gravitacije. Označujemo ga s simbolom m.
Merjenje mase
To fizikalno količino je, tako kot vsako drugo, mogoče izmeriti. Če želite izvedeti, kakšna je masa katerega koli predmeta, ga morate primerjati s standardom. To je s telesom, katerega masa je vzeta kot enota. Mednarodni sistem enot (SI) je kilogram. Ta "idealna" enota mase obstaja v obliki valja, ki je zlitina iridija in platine. Ta mednarodni vzorec je shranjen v Franciji, njegove kopije pa so na voljo v skoraj vseh državah.
Poleg kilograma se uporablja koncept tone, grama ali miligrama. Telesno težo merimo s tehtanjem. To je klasična metoda za vsakodnevne izračune. Toda v sodobni fiziki obstajajo tudi drugi, ki so veliko bolj sodobni in zelo natančni. Z njihovo pomočjo se določi masa mikrodelcev, pa tudi velikanskih predmetov.
Druge lastnosti fizičnih teles
Oblika, masa in prostornina so najpomembnejše lastnosti. Obstajajo pa še druge lastnosti fizičnih teles, od katerih je vsaka pomembna v določeni situaciji. Na primer, predmeti enake prostornine se lahko bistveno razlikujejo po svoji masi, to je, da imajo različne gostote. V mnogih situacijah so pomembne lastnosti, kot so krhkost, trdota, elastičnost ali magnetne lastnosti. Ne smemo pozabiti na toplotno prevodnost, prosojnost, homogenost, električno prevodnost in druge številne fizikalne lastnosti teles in snovi.
V večini primerov so vse te lastnosti odvisne od snovi ali materialov, iz katerih so predmeti sestavljeni. Na primer, gumijaste, steklene in jeklene kroglice bodo imele popolnoma različne nize fizikalnih lastnosti. To je pomembno v situacijah, ko telesa medsebojno delujejo, na primer pri preučevanju stopnje njihove deformacije ob trku.
O sprejetih približkih
Nekatere veje fizike obravnavajo fizično telo kot nekakšno abstrakcijo z idealnimi lastnostmi. Na primer, v mehaniki so telesa predstavljena kot materialne točke, ki nimajo mase ali drugih lastnosti. Ta del fizike obravnava gibanje takšnih pogojnih točk in za reševanje tukaj zastavljenih problemov takšne količine niso bistvenega pomena.
V znanstvenih izračunih se pogosto uporablja koncept absolutno togega telesa. To se običajno šteje za telo, ki ni podvrženo nobeni deformaciji, brez premika središča mase. Ta poenostavljeni model omogoča teoretično reprodukcijo številnih specifičnih procesov.
Oddelek termodinamike za svoje namene uporablja koncept absolutno črnega telesa. Kaj je to? Fizično telo (nek abstrakten predmet), ki je sposobno absorbirati vsako sevanje, ki pade na njegovo površino. Hkrati lahko, če naloga to zahteva, oddajajo elektromagnetne valove. Če glede na pogoje teoretičnih izračunov oblika fizičnih teles ni temeljna, se privzeto domneva, da je sferična.
Zakaj so lastnosti teles tako pomembne?
Sama fizika kot taka je nastala iz potrebe po razumevanju zakonov, po katerih se obnašajo fizična telesa, pa tudi mehanizmov obstoja različnih zunanjih pojavov. Naravni dejavniki vključujejo vse spremembe v našem okolju, ki niso povezane z rezultati človekove dejavnosti. Mnoge od njih ljudje uporabljajo sebi v prid, drugi pa so lahko nevarni in celo katastrofalni.
Preučevanje vedenja in različnih lastnosti fizičnih teles je potrebno za ljudi, da lahko predvidimo neugodne dejavnike in preprečimo ali zmanjšamo škodo, ki jo povzročajo. Na primer, z gradnjo valobranov so ljudje navajeni na boj proti negativnim manifestacijam morskih elementov. Človeštvo se je naučilo upreti potresom z razvojem posebnih potresno odpornih gradbenih konstrukcij. Nosilni deli avtomobila so izdelani v posebni, skrbno kalibrirani obliki za zmanjšanje škode v nesrečah.
O zgradbi teles
Po drugi definiciji izraz "fizično telo" pomeni vse, kar je mogoče prepoznati kot resnično obstoječe. Vsak od njih nujno zaseda del prostora, snovi, iz katerih so sestavljene, pa so zbirka molekul določene strukture. Njeni drugi, manjši delci so atomi, vendar vsak od njih ni nekaj nedeljivega in povsem enostavnega. Struktura atoma je precej zapletena. V njegovi sestavi lahko ločimo pozitivno in negativno nabite elementarne delce - ione.
Strukturo, po kateri so takšni delci razporejeni v določen sistem, imenujemo kristalna za trdne snovi. Vsak kristal ima določeno, strogo določeno obliko, ki kaže na urejeno gibanje in interakcijo njegovih molekul in atomov. Ko se struktura kristalov spremeni, se porušijo fizikalne lastnosti telesa. Njegovo agregatno stanje, ki je lahko trdno, tekoče ali plinasto, je odvisno od stopnje mobilnosti njegovih osnovnih komponent.
Za karakterizacijo teh kompleksnih pojavov se uporablja koncept kompresijskih koeficientov ali volumetrične elastičnosti, ki sta medsebojno inverzni količini.
Molekularno gibanje
Stanje mirovanja ni neločljivo povezano niti z atomi niti z molekulami trdnih snovi. So v stalnem gibanju, katerega narava je odvisna od toplotnega stanja telesa in vplivov, ki jim je trenutno izpostavljeno. Nekateri osnovni delci – negativno nabiti ioni (imenovani elektroni) se gibljejo hitreje kot tisti s pozitivnim nabojem.
Z vidika agregatnega stanja so fizična telesa trdna telesa, tekočine ali plini, kar je odvisno od narave gibanja molekul. Celoten sklop trdnih snovi lahko razdelimo na kristalne in amorfne. Gibanje delcev v kristalu je prepoznano kot popolnoma urejeno. V tekočinah se molekule gibljejo po popolnoma drugačnem principu. Prehajajo iz ene skupine v drugo, kar si lahko figurativno predstavljamo kot komete, ki tavajo iz enega nebesnega sistema v drugega.
V vsakem plinastem telesu imajo molekule veliko šibkejšo vez kot v tekočih ali trdnih. Za tamkajšnje delce lahko rečemo, da se odbijajo. Elastičnost fizičnih teles je določena s kombinacijo dveh glavnih količin - strižnega koeficienta in koeficienta volumetrične elastičnosti.
Pretočnost teles
Kljub vsem pomembnim razlikam med trdnimi in tekočimi fizičnimi telesi imajo njihove lastnosti veliko skupnega. Nekateri od njih, imenovani mehki, zasedajo vmesno agregatno stanje med prvim in drugim s fizikalnimi lastnostmi, ki so neločljivo povezane z obema. Lastnost, kot je fluidnost, je mogoče najti v trdni snovi (na primer ledu ali loščilu za čevlje). Prav tako je lastna kovinam, vključno s precej trdimi. Pod pritiskom jih večina lahko teče kot tekočina. S povezovanjem in segrevanjem dveh trdnih kosov kovine ju je možno spajkati v eno celoto. Poleg tega postopek spajkanja poteka pri temperaturi, ki je veliko nižja od tališča vsakega od njih.
Ta postopek je možen pod pogojem, da sta oba dela v popolnem stiku. Tako nastajajo različne kovinske zlitine. Ustrezna lastnost se imenuje difuzija.
O tekočinah in plinih
Na podlagi rezultatov številnih poskusov so znanstveniki prišli do naslednjega zaključka: trdna fizična telesa niso neka izolirana skupina. Razlika med njimi in tekočimi je le v večjem notranjem trenju. Prehod snovi v različna stanja poteka pod pogoji določene temperature.
Plini se od tekočin in trdnih snovi razlikujejo po tem, da se elastična sila ne poveča niti pri močni spremembi volumna. Razlika med tekočinami in trdnimi snovmi je v pojavu prožnostnih sil v trdnih snoveh med strigom, to je spremembo oblike. Tega pojava ne opazimo pri tekočinah, ki so lahko v kateri koli obliki.
Kristalni in amorfni
Kot smo že omenili, sta možni stanji trdnih snovi amorfno in kristalinično. Med amorfna telesa spadajo telesa, ki imajo v vseh smereh enake fizikalne lastnosti. Ta kakovost se imenuje izotropija. Primeri vključujejo strjeno smolo, izdelke iz jantarja in steklo. Njihova izotropnost je posledica naključne razporeditve molekul in atomov v sestavi snovi.
V kristalnem stanju so osnovni delci razporejeni v strogem vrstnem redu in obstajajo v obliki notranje strukture, ki se periodično ponavlja v različnih smereh. Fizikalne lastnosti takih teles so različne, vendar v vzporednih smereh sovpadajo. Ta lastnost kristalov se imenuje anizotropija. Njegov razlog je neenaka moč interakcije med molekulami in atomi v različnih smereh.
Mono- in polikristali
Posamezni kristali imajo homogeno notranjo strukturo in se ponavljajo po celotnem volumnu. Polikristali so videti kot številni majhni kristali, ki so kaotično zliti med seboj. Njihovi sestavni delci se nahajajo na strogo določeni razdalji drug od drugega in v zahtevanem vrstnem redu. Kristalno mrežo razumemo kot niz vozlišč, to je točk, ki služijo kot središča molekul ali atomov. Kovine s kristalno strukturo služijo kot materiali za okvirje mostov, zgradb in drugih trajnih konstrukcij. Zato se lastnosti kristalnih teles natančno preučujejo za praktične namene.
Na dejanske lastnosti trdnosti negativno vplivajo napake kristalne mreže, tako površinske kot notranje. Podobnim lastnostim trdnih teles se posveča posebna veja fizike, imenovana mehanika trdnih snovi.
