Фізика. 8 клас. Пістун

ПЕРЕДМОВА

Дорогі друзі! Вивчаючи фізику в 7 класі, ви дізнались багато нового про фізику як науку про природні явища та методи їхнього вивчення. Для вас експеримент — одне із джерел знань. Ви навчилися самостійно виконувати експериментальні завдання під час виконання лабораторних робіт на уроках і деяких завдань удома.

У 8 класі ви будете вивчати закономірності теплових та електричних явищ. На початку кожного параграфа є запитання, на які ви повинні дати відповіді для повторення раніше вивченого матеріалу. У цьому підручнику нові терміни, визначення, формули в тексті виділені напівжирним шрифтом. їх потрібно запам’ятати. Після того, як ви прочитаєте параграф, постарайтесь його переказати і відповісти на запитання для самоперевірки. Читаючи підручник, звертайте увагу на слова, виділені курсивом, наведені в ньому рисунки, які ілюструють викладений матеріал.

Щоби переконатися у тому, що ви зрозуміли матеріал, виконайте завдання, наведені у вправах, поміщених після параграфів. Підручник містить завдання двох рівнів складності. Деякі з них є запитаннями, відповідаючи на які потрібно пояснити відповідне явище або процес.

Інші завдання сформульовані у вигляді задач, при розв’язуванні яких потрібно визначити ту чи іншу фізичну величину, використавши відповідні закони і формули.

Зустрічаються також і графічні задачі, в яких треба виконати обчислення і побудувати графік або з поданого графіка отримати певну інформацію.

Є завдання експериментального характеру, виконання яких передбачає проведення дослідів і спостережень. Такі завдання позначені індексом «е» (експеримент).

Задачі підвищеної складності, а також параграфи, обсяг матеріалу яких дещо виходить за межі діючої програми з фізики, помічені зірочкою. До деяких задач у кінці підручника наведені відповіді. Для тих, хто прагне дізнатися більше чи перевірити свої знання, створено електронний додаток (робота з комп’ютером), де міститься додатковий матеріал, завдання різного рівня складності та тестові завдання для самостійної перевірки знань.

Бажаємо вам успіхів у навчанні.

Автори

Розділ I. Теплові явища

До цього часу ви вивчали явища і властивості тіл, не пов'язані зі зміною їхньої температури. Це були механічний рух, механічні властивості твердих тіл, рідин і газів. Тепер ви починаєте вивчати нові явища — теплові. Розділ фізики, що вивчає теплові явища, називають термодинамікою. До теплових явищ належать, наприклад, нагрівання і охолодження тіл, плавлення і випаровування та інші. Ви розглянете причини цих явищ і навчитеся їх пояснювати.

§ 1. Тепловий рух молекул

  • Який характер має тепловий рух молекул?

1. Ви вже знаєте, що всі речовини складаються з частинок (молекул, атомів, йонів), між якими є проміжки і які перебувають у постійному русі.

Складність експериментальної перевірки цього твердження полягає в тому, що розміри частинок малі і їхній рух спостерігати неможливо. Однак можна вивчати явища, які є наслідком руху частинок. Розглянемо деякі з них.

2. Роберт Броун (1773-1858) у 1827 р. вивчав за допомогою мікроскопа поведінку часточок квіткового пилку, що знаходились у воді. Він помітив, що часточки здійснюють неперервний рух (ніби тремтять у воді). Такий рух називають броунівським. На рисунку 1 показана в збільшеному масштабі траєкторія руху часточки.

Броун помилково вважав, що часточки рухаються, тому що вони живі. Пояснити причину броунівського руху вдалося значно пізніше. Ця причина — рух молекул води. Молекули води, в якій знаходиться часточка пилку, рухаються і вдаряються в неї. Причому з різних сторін у часточку вдаряється неоднакова кількість молекул, що призводить до її переміщення.

Рис. 1

Нехай у момент часу під дією ударів молекул води часточка перемістилася з точки A в точку В (див. рис. 1). У наступний момент часу більша кількість молекул ударяється в часточку з іншого боку, і напрямок її руху змінюється — вона перемішується з точки В в точку С. Таким чином, рух часточки пилку є наслідком руху молекул води, в якій пилок знаходиться.

Подібне явище можна спостерігати, якщо помістити у воду часточки фарби або сажі. Броунівський рух часточок можна спостерігати і в газах.

3. Із траєкторії руху часточки пилку видно, що напрямок її руху весь час змінюється. Оскільки рух часточки — наслідок руху молекул води, то можна зробити висновок, що молекули рухаються безладно (хаотично). Іншими словами, не можна виділити якийсь певний напрям, в якому рухаються всі молекули. Рух молекул ніколи не припиняється. Можна сказати, що він — неперервний. Отже, молекули перебувають у безперервному хаотичному русі.

Інтенсивність безперервного хаотичного руху молекул пов’язана з температурою тіла. Тому його називають тепловим.

Тепловий рух — безперервний хаотичний рух частинок, з яких складається речовина.

Роберт Броун (1773-1858) - англійський ботанік. Досліджуючи поведінку часточок пилку, що знаходяться у воді, описав їхній рух, який згодом був названий його ім’ям.

4. Як вам відомо, запах парфумів поширюється завдяки руху молекул. Молекули парфумів так само, як і молекули повітря, рухаються. Молекули парфумів проникають у проміжки між молекулами повітря, а молекули повітря — у проміжки між молекулами парфумів.

Явище взаємного проникнення речовин, що контактують між собою, одна в одну називають дифузією.

Дифузія відбувається внаслідок хаотичного руху молекул.

Поширення запаху — приклад дифузії в газах. Дифузія відбувається і в рідинах. Наприклад, якщо у воду додати краплю чорнила, то ми побачимо, як вона почне розпливатися. Це відбувається тому, що молекули фарби проникають у проміжки між молекулами води.

Наллємо в мензурку розчин мідного купоросу, а зверху — воду так, щоб між цими рідинами було видно межу (рис. 2, а). Через два-три дні зауважимо, що межа вже не буде такою різкою (рис. 2, б); через тиждень вона зовсім розмиється (рис. 2, в). Через місяць рідина стане однорідною і в усій посудині буде забарвлена однаково (рис. 2, г). Молекули мідного купоросу проникають у проміжки між молекулами води, а молекули води — у проміжки між молекулами мідного купоросу.

Рис. 2

Дифузія також відбувається і в твердих тілах. Однак, оскільки молекули твердих тіл знаходяться близько одна від одної, дифузія в твердих тілах відбувається дуже повільно. Досліди показують, що дифузія в газах проходить швидше, ніж у рідинах. Це пояснюється тим, що гази мають меншу густину, ніж рідини, тобто молекули газів розташовані на великих відстанях одна від одної. Швидкість перебігу дифузії також залежить від температури. При високій температурі дифузія відбуватиметься швидше.

Запитання для самоперевірки

  • 1. Наведіть приклади явищ, які доводять, що молекули рухаються.
  • 2. Як ви розумієте, що рух молекул неперервний і хаотичний?
  • 3. Чим відрізняється рух молекули газу від механічного руху тіла?
  • 4. Який рух називають тепловим?

Завдання 1

  • 1. Чому дитячі повітряні кульки поступово зменшуються в об’ємі? Відповідь обґрунтуйте.
  • 2. Поясніть, чому цукор та інші пористі продукти не можна довго зберігати біля речовин, що мають сильний запах.
  • 3. В якій воді — холодній чи гарячій — цукор розчиняється швидше? Чому?
Попередня
Сторінка
Наступна
Сторінка

Зміст