Тема: Свойства жидкостей и твердых тел. Кристаллические и аморфные тела.
Дата: 26.03.2020 г.
Студенты должны знать: свойства жидкостей и твердых тел.
Студенты должны уметь: объяснить проявление сил поверхностного натяжения в жизни; объяснить особенности строения и применения твердых тел.
План
1. Свойства жидкостей.
2. Строение и свойства твердых тел. Кристаллические и аморфные тела.
Свойства жидкостей.
· Жидкости состоят из молекул, расстояния между которыми сравнимы с размерами самих молекул.
· Молекулы колеблются относительно положений равновесия и перескакивают с одного места на другое, время "оседлой жизни" составляет примерно 10-8 с.
· Жидкости текучи, практически несжимаемы.
· Жидкости сохраняют объем, но меняют форму.
Поверхность жидкости сама по себе обладает интересными свойствами. Повседневные наблюдения показывают, что поверхность жидкости ведет себя как натянутая пленка. Капли воды, стекающие из водопроводного крана, капли утреней росы имеют форму, близкую к сферической. Как если бы это были маленькие воздушные шарики, наполненные водой. Стальную иголку можно пустить плавать на поверхности воды, хотя плотность стали больше плотности воды. Поверхность жидкости напоминает натянутую пленку.
Поскольку поверхностный слой жидкости обладает избыточной потенциальной энергией, а любая система стремится к минимуму потенциальной энергии, то свободная поверхность жидкости стремится уменьшить свою площадь (сжаться). То есть вдоль поверхности жидкости действуют силы, которые пытаются стянуть эту поверхность. Эти силы называют силами поверхностного натяжения.
Наличие сил поверхностного натяжения делает поверхность жидкости похожей на натянутую резиновую пленку, однако упругие силы в резиновой пленке зависят от площади ее поверхности (от того, насколько пленка деформирована), а поверхность жидкости всегда «натянута» одинаково, то есть силы поверхностного натяжения не зависят от площади поверхности жидкости
Перейдите по ссылке https://www.youtube.com/watch?v=ktQIoE0aCGU и после просмотра фильма ответьте (письменно) на вопрос: почему водомерка может «скользить» по воде, а человек – нет?
Строение и свойства твердых тел.
Твердые тела сохраняют не только свой объем, но и форму.
Твердые тела находятся преимущественно в кристаллическом состоянии.
В кристаллических телах частицы вещества (атомы, молекулы, ионы) расположены в строго определенном порядке. Если соединить центры положений равновесия частиц кристаллического тела, то получится правильная пространственная решетка, которую называют кристаллической. Доказано, что существует 230 типов кристаллических решеток.
Кристаллические тела могут быть монокристаллами и поликристаллами.
Монокристалл — твердое тело, частицы которого образуют единую кристаллическую решетку.
Физические свойства монокристаллов зависят от выбранного в них направления.
Зависимость физических свойств кристалла от выбранного в нем направления называют анизотропией.
Чаще всего кристаллические твердые тела являются поликристаллическими.
Поликристаллические вещества — это вещества, состоящие из множества сросшихся хаотично ориентированных кристалликов (кристаллитов).
В отличие от монокристаллов поликристаллические тела изотропны, то есть их свойства одинаковы во всех направлениях.
Жидкий кристалл — состояние вещества, сочетающее текучесть жидкости и анизотропию кристаллов.
В жидком кристалле имеется определенная упорядоченность в расположении молекул, однако допускается и некоторая свобода их перемещения.
Кроме твердых тел, имеющих кристаллическую структуру, существуют аморфные твердые тела. По структуре аморфные тела очень близки к жидкостям. Молекулы, атомы, ионы аморфных тел в целом расположены хаотично, и только внутри небольших локальных групп, содержащих всего несколько частиц, они расположены в определенном порядке (ближний порядок).
Физические свойства аморфных тел (теплопроводность, электропроводность, прочность, оптические свойства и т. д.) одинаковы во всех направлениях — аморфные тела изотропны.
Изотропия — независимость физических свойств от направления, выбранного в теле.
Примерами аморфных тел могут быть стекло, различные затвердевшие смолы (янтарь), пластики и т. д. Аморфные тела определенное время сохраняют свою форму, однако при продолжительном воздействии они текут. Если аморфное тело нагревать, то оно размягчается постепенно и его переход в жидкое состояние занимает значительный интервал температур.
Контрольные вопросы:
1. Почему жидкость стремится принять форму шара?
2. Почему аморфные тела изотропны?
3. Что такое анизотропия? Приведите примеры ее проявления.
4. В чем особенности строения и свойств жидких кристаллов? Где их применяют?
Литература:
Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Чаругин В.М. Физика. Учебник для 10 кл. – М., «Просвещение», 2017 (в электронном варианте https://11book.ru/10-klass/234-fizika/1630-fizika-10-klass-myakishev)
ВНИМАНИЕ!!!
Уважаемые студенты, на вопросы необходимо ответить в рабочей тетради (сфотографировать) или в формате Документа Word. Отправлять для проверки в личные сообщения на страницу ВКонтакте: https://vk.com/: https://vk.com/id591468583.
Преподаватель: Потемкина Татьяна Пантелеймоновна.