LENDÜLETBENBioFiz&Biotech&Kutatás
Az anyag néhány tulajdonsága, kölcsönhatások
https://www.mozaweb.hu/Lecke-FIZ-Fizika_7-1_Az_anyag_belso_szerkezete-105247
1. Az anyag belső szerkezete
/A corpusculum – latin szó, jelentése: testecske, parány. Ebből származik a korpuszkula szó, melyet a fizika az anyagot felépítő különféle részecskék közös megnevezésére használ.
A diffúzió – latin eredetű szó, jelentése: szétterjedés, terjeszkedés./
A bennünket körülvevő testek különféle anyagokból épülnek fel. A kalapács feje legtöbbször vasból, a nyele fából van. Szomjunkat vízzel oltjuk. Légzéskor tüdőnkbe levegőt szívunk. A vas, a fa, a víz, a levegő anyag.
A kalapácsot, egy pohár vizet, a tüdőnket megtöltő levegőt a fizikában testnek szokás tekinteni.
A különféle anyagú testek eltérő tulajdonságúak lehetnek. Ezek a tulajdonságok gyakran megváltozhatnak. Ilyenkor azt mondjuk, hogy megváltozott a test állapota. A jég, a víz, a vízgőz például ugyanaz az anyag, csak más a halmazállapota.
Az anyagok legtöbb tulajdonsága belső szerkezetükkel kapcsolatos.
Az anyag szerkezete légnemű halmazállapotban
Az orvosi fecskendőbe vagy kerékpárpumpába zárt levegő összenyomható. A levegő tehát nem tölti ki hézagmentesen a rendelkezésre álló zárt tartályt.
Ez és sok más tapasztalat azt mutatja, hogy a légnemű anyag kis önálló részecskék (korpuszkulák) sokasága.
Kávéfőzéskor a friss kávé illata lassan az egész lakást betölti. Ha egy csepp illatszer elpárolog, akkor a részecskéi a szoba minden részébe eljutnak, hiszen mindenütt érezhető a jellegzetes illat.
Ebből és sok más tapasztalatból arra lehet következtetni, hogy:
A gázok részecskéi állandóan mozognak, rendezetlenül nyüzsögnek.
A gázrészecskék mozgásuk közben egymással és a tároló edény falával ütköznek. Így mozgásuk zegzugos. Két ütközés között egyenes vonalban változatlan sebességgel haladnak.
A gázoknak sem önálló alakjuk, sem önálló térfogatuk nincs. Egyenletes eloszlásban töltik ki a rendelkezésükre álló teret.
Az anyag szerkezete cseppfolyós halmazállapotban
A vízgőz részecskéi lecsapódáskor vízcseppekké állnak össze. A vizet is ugyanolyan részecskék alkotják, mint a vízgőzt.
Az anyag cseppfolyós halmazállapotban is önálló részecskék sokasága.
|
Ha vizet és alkoholt összekeverünk, akkor együttes térfogatuk kisebb lesz, mint a külön-külön mért térfogatuk összege.
Hasonló a helyzet mák és bab összekeverésekor is. 50 cm 3 mákot és 50 cm 3 babot összekeverve a keverék térfogata kisebb lesz, mint 100 cm 3 . A babszemek ugyanis nem hézagmentesen töltik ki az edényt, és a mákszemek egy része a babszemek közötti hézagokat tölti ki. Ezzel a kísérlettel szemléltetni (modellezni) lehet az alkohol és víz keverékében a részecskék elhelyezkedését.
|
|
A különféle folyadékok részecskéi különbözőek. A folyadékrészecskék érintkeznek egymással, de úgy, hogy hézagok vannak közöttük.
|
|
Ha egy pohárba málnaszörpöt töltünk, és fölé óvatosan vizet öntünk, a két folyadék rétegesen helyezkedik el. Megfigyelhető, hogy egy-két nap alatt a két különféle folyadék külső beavatkozás nélkül is elkeveredik.
|
|
Kísérlettel igazolható, hogy vannak olyan folyadékok, amelyek külső beavatkozás nélkül is elkeverednek. A folyadékok külső hatás nélküli keveredését diffúziónak nevezzük.
Ez és sok más tapasztalat azt igazolja, hogy a folyadékok részecskéi is állandóan mozognak, egymáson elgördülve, rendezetlenül változtatják helyüket.
A folyékony halmazállapotú anyag térfogata állandó, de önálló alakja nincsen, mindig a tárolóedény alakját veszi fel.
|
|
A Brown-mozgás
A folyadékok részecskéi még mikroszkóppal sem láthatók. A vízben lebegő virágpor vagy a tej zsírgömböcskéi azonban mikroszkóppal jól megfigyelhetők. Ezek állandóan rendezetlen, zegzugos mozgást végeznek. A látható részecskék mozgását a folyadékrészecskék lökdösődése okozza. Ezt a mozgást a felfedezőjéről Brown-féle mozgásnak nevezzük.
|
|
Az anyag szerkezete szilárd halmazállapotban
Ha a víz megfagy, szilárd halmazállapotú lesz.
A szilárd halmazállapotú anyag is részecskeszerkezetű. Ezek a részecskék azonban nem változtatják helyüket, de helyükhöz „kötve” állandóan rezegnek.
A szilárd halmazállapotú testeknek az alakja és a térfogata állandó.
Vonzás az anyag részecskéi között
A zsineget elszakítani, a pálcát eltörni nehéz. A szilárd testek részecskéit egymástól eltávolítani csak nagy erővel lehet. A szilárd test részecskéi között vonzóerő van.
Ezt bizonyítja az is, hogy az erősen összenyomott ólomfelületek összetapadnak. A két ólomfelületet azért kell erősen összenyomni, hogy sok részecske kerüljön nagyon közel egymáshoz. A részecskék ugyanis csak nagyon közelről képesek vonzani egymást. Ez a vonzás szilárd anyagoknál nagyon erős.
A kilöttyent folyadék cseppeket alkot. A drótkeretre lazán kötött cérnát a szappanhártya körív alakúra feszíti meg.
Ezek a tapasztalatok azt bizonyítják, hogy a folyadék részecskéi között is van vonzás. Ez azonban sokkal kisebb, mint a szilárd anyagok részecskéi között levő összetartó erő.
A légnemű anyagok részecskéi legtöbbször olyan távol vannak egymástól, hogy közöttük nem érvényesül a vonzóerő.
Nemcsak az azonos, hanem a különféle anyagok részecskéi között is van vonzás. Ezért marad például vizes az az üvegpohár, amelyből kiöntötték a vizet.
|
|
Az anyagok részecskéi közötti vonzás nemcsak hasznos, hanem sokszor káros következményekkel is járhat a természetben.
 |
|
A víz az üveget nedvesítő folyadék. Az üveg részecskéi ugyanis jobban vonzzák a vízrészecskéket, mint azok egymást.
A higany az üveget nem nedvesítő folyadék, mert a higany részecskéi jobban vonzzák egymást, mint az üveg a higany részecskéit.
A zsíros vagy olajos kezünkről azért pereg le a víz, mert az olajat a víz nem nedvesíti.
Az, hogy egy folyadék egy testet nedvesít-e vagy sem, attól függ, hogy a folyadék részecskéi vagy a test és a folyadék részecskéi között erősebb-e a vonzás.
|
 ELLENŐRIZD TUDÁSOD! |
|||||||||||
|
 GONDOLKOZZ ÉS VÁLASZOLJ! |
||||||||||||
|
 KISÉRLETEZZ! |
||||||||
|
A jég, a víz és a vízgőz ugyanaz az anyag.
Miért érezhető a kávé illata a pohártól távol is?
Miért zegzugos a gázrészecskék mozgása?
Mi lesz a lecsapódó gőzből?
A folyadékok keveredésének modellezése.
Miért keveredik el a víz és a málnaszörp külső hatás nélkül is?
A Brown-féle mozgás mikroszkóppal jól megfigyelhető.
A szilárd anyag részecskéinek rendezetlen rezgését például rugókkal kikötött golyók mozgásával szemléltethetjük, modellezhetjük.
Összenyomáskor miért tapad össze a két ólomcső?
A madarak elpusztulnak, ha a tollukra olaj tapad.
A gyümölcsök viaszos felületén cseppekbe áll össze a víz.