Агрегатные состояния вещества

Агрегатные состояния. Тепловое расширение и температура

Одна и та же вода может быть льдом, жидкостью или водяным паром. Частицы вещества при этом не исчезают: меняются их расположение, характер движения и взаимодействие. Свойства вещества удобно объяснять с помощью модели частиц.

Газообразное, жидкое и твёрдое состояния

В газе расстояния между частицами велики, поэтому газ не сохраняет собственные форму и объём и заполняет сосуд. В жидкости частицы расположены близко, жидкость сохраняет объём, но принимает форму сосуда. В твёрдом теле частицы колеблются около устойчивых положений, поэтому тело сохраняет форму и объём.

Модель не является фотографией вещества. Она помогает объяснить наблюдаемые свойства и сделать проверяемое предсказание.

Тепловое расширение

При нагревании большинство тел расширяется, а при охлаждении сжимается. Причина не в увеличении размеров самих молекул: возрастает интенсивность теплового движения и в среднем увеличиваются расстояния между частицами.

Тепловое расширение учитывают в технике. Между рельсами и частями мостов оставляют зазоры, провода линий электропередачи не натягивают до предела, а плотно закрытую металлическую крышку иногда легче открыть после осторожного нагревания.

Температура

Температура характеризует тепловое состояние тела и связана с интенсивностью хаотического движения частиц. При тепловом контакте энергия передаётся от более нагретого тела к менее нагретому до установления теплового равновесия.

В быту температуру часто выражают в градусах Цельсия: $t$, °C. Число градусов нельзя определять на ощупь: ощущения зависят от теплопроводности материала и предыдущего состояния руки.

Термометры

Термометры используют зависимость измеряемого свойства от температуры. В жидкостном термометре изменяется объём жидкости, в электронном — электрические свойства датчика. Перед измерением проверь диапазон и цену деления, обеспечь контакт чувствительной части с объектом и дождись устойчивого показания.

С лабораторным термометром обращайся бережно: не используй его как мешалку, не нагревай выше верхнего предела шкалы и немедленно сообщи учителю о повреждении.

Наблюдение

Сравни показания термометра в воде комнатной температуры и после добавления небольшого количества тёплой воды. Запиши начальную и конечную температуры, время ожидания и вывод. Не используй кипяток.

Проверь себя

1. Чем расположение частиц в газе отличается от твёрдого тела?
2. Почему при нагревании тело обычно расширяется?
3. Что характеризует температура?
4. Какие правила нужны для правильного измерения термометром?

Ответы и ориентиры

В газе частицы удалены и свободно перемещаются, в твёрдом теле они колеблются около устойчивых положений. При нагревании возрастает интенсивность движения и среднее расстояние между частицами. Температура описывает тепловое состояние. У термометра проверяют диапазон и цену деления, обеспечивают контакт с объектом и ждут установления показания.