Глава 8. § 59. Силы взаимодействия молекул. Строение газообразных, жидких и твёрдых тел — с. 199
§ 59. Вопрос 1. Почему два свинцовых бруска с гладкими чистыми срезами слипаются, если их прижать друг к другу, а кусочки мела не слипаются?
Силы притяжения между молекулами заметны лишь на расстояниях порядка 2–3 диаметров молекулы. У свинца гладкие чистые срезы при прижатии сближаются так, что значительная часть поверхности оказывается на таких расстояниях, и свинец к тому же мягкий, легко деформируется и увеличивает площадь контакта. Поэтому силы притяжения становятся заметными, и бруски слипаются.
У мела поверхности шероховатые, твёрдые и хрупкие; соприкасаются лишь отдельные выступы, а основная часть поверхности остаётся на расстояниях, где притяжения практически нет.
Ответ: слипание определяется малым расстоянием между поверхностями, при котором действуют силы притяжения молекул.
У мела поверхности шероховатые, твёрдые и хрупкие; соприкасаются лишь отдельные выступы, а основная часть поверхности остаётся на расстояниях, где притяжения практически нет.
Ответ: слипание определяется малым расстоянием между поверхностями, при котором действуют силы притяжения молекул.
§ 59. Вопрос 2. Газ способен к неограниченному расширению. Почему существует атмосфера у Земли?
Молекулы атмосферы участвуют в тепловом движении и стремятся разлететься, но их притягивает Земля. Скорости молекул воздуха при обычных температурах (около 500 м/с) значительно меньше второй космической скорости (11,2 км/с), поэтому подавляющее большинство молекул покинуть планету не может. Устанавливается равновесное распределение: концентрация молекул убывает с высотой.
Ответ: гравитационное притяжение удерживает молекулы, их скорости недостаточны для ухода с Земли.
Ответ: гравитационное притяжение удерживает молекулы, их скорости недостаточны для ухода с Земли.
§ 59. Вопрос 3. Чем различаются траектории движения молекул газа, жидкости и твёрдого тела?
Нарисуйте примерные траектории молекул веществ, находящихся в этих состояниях.
Газ: молекула летит прямолинейно между столкновениями со скоростью в сотни метров в секунду, при столкновении резко меняет направление. Траектория — ломаная с длинными прямыми отрезками (расстояния между столкновениями много больше размеров молекул).
Жидкость: молекула колеблется около положения равновесия (примерно 10⁻¹¹ с), затем совершает «прыжок» в новое положение, затем снова колеблется. Траектория — клубок мелких колебаний, соединённых короткими скачками.
Твёрдое тело: молекула колеблется около одного неизменного положения равновесия (узла решётки). Траектория — маленький замкнутый клубок вокруг точки.
Рисунок словами: газ — ломаная линия с длинными звеньями; жидкость — несколько плотных «клубков», связанных короткими отрезками; твёрдое тело — один плотный «клубок» вокруг точки.
Жидкость: молекула колеблется около положения равновесия (примерно 10⁻¹¹ с), затем совершает «прыжок» в новое положение, затем снова колеблется. Траектория — клубок мелких колебаний, соединённых короткими скачками.
Твёрдое тело: молекула колеблется около одного неизменного положения равновесия (узла решётки). Траектория — маленький замкнутый клубок вокруг точки.
Рисунок словами: газ — ломаная линия с длинными звеньями; жидкость — несколько плотных «клубков», связанных короткими отрезками; твёрдое тело — один плотный «клубок» вокруг точки.