С СМИ и литературы составить памятку – «Бег – твоё здоровье!»

Раздел молекулярной физики, изучающий свойства вещества на основе представлений об их молекулярном строении и определенных законах взаимодействия между атомами (молекулами) , из которых состоит вещество. Считается, что частицы вещества находятся в непрерывном, беспорядочном движении и это их движение воспринимается как тепло.
Молекулы взаимно притягиваются — в этом невозможно сомневаться.

Если бы на какое-то мгновение молекулы перестали притягиваться, то все жидкие и твердые тела распались бы и весь мир превратился в газ. Молекулы отталкиваются, и это несомненно, так как иначе жидкость сжималась бы так же легко, как и газ. Между молекулами действуют силы, во многом похожие на межатомные силы, о которых мы говорили выше. На больших расстояниях молекулы притягиваются слабо, при сближении сила их взаимодействия сначала растет, затем падает до нуля; при дальнейшем сближении молекулы отталкиваются. Кривая потенциальной энергии, которую мы только что рисовали для атомов, правильно передает и основные черты взаимодействия молекул. Однако между этими взаимодействиями имеются и существенные различия.

Сравним между собой, например, равновесное расстояние между атомами кислорода, образующими молекулу, и атомами кислорода двух соседних молекул, притянувшихся до равновесного расстояния. Различие будет очень заметным: атомы кислорода, образующие молекулу, устанавливаются на расстоянии 1,21 атомы кислорода разных молекул подойдут друг к другу на 2,8 . Равновесные расстояния атомов, связанных в молекулу, всегда меньше равновесных расстояний между теми же атомами, принадлежащими разным молекулам. На языке потенциальной кривой это значит: яма для атомов, связанных в молекулу, расположена ближе к началу координат, чем яма для атомов соседних молекул.

Итак, повторяем, атомы двух соседних молекул устанавливаются на более далеком расстоянии друг от друга, чем атомы, составляющие молекулу. Отсюда вытекает предположение, что молекулы легче оторвать друг от друга, чем атомы. Так оно и есть в действительности. Если энергия, необходимая для разрыва связи между атомами кислорода, образующими молекулу, равна, как говорилось выше, 116 тыс. калорий на моль, то энергия на «растаскивание» двух молекул кислорода равна всего 2 тыс. калорий на моль. Значит, на кривой потенциальной энергии молекул яма будет не только лежать дальше, но и будет менее глубокой.

Но этим не исчерпывается различие между взаимодействиями атомов, образующих молекулу, и взаимодействиями молекул. Химики показали, что атомы сцепляются в молекулу с ограниченным числом соседей. Если два атома водорода образовали молекулу, то третий атом уже не присоединится к ним для этой цели. Атом углерода не может образовать молекулу более чем с четырьмя соседями, и т. д. Это важное для химии свойство носит название валентности атомов.

Ничего подобного мы не находим в межмолекулярном взаимодействии. Притянув к себе одного соседа, молекула ни в какой степени не теряет своей «притягательной силы» . Подход соседей будет происходить до тех пор, пока хватит места.

Взаимодействие между молекулами может играть большую или меньшую роль в «жизни» молекул вещества. В свою очередь роль взаимодействия молекул вещества зависит от теплового движения. Чем тепловое движение интенсивнее, тем меньше проявляется молекулярное взаимодействие.

Три состояния вещества — газообразное, жидкое и твердое — различаются той ролью, которую играет в их существовании взаимодействие молекул.

Плавлениенет такого твердого тела, которое сколько угодно противостояло бы повышению температуры. рано или поздно твердый кусочек превращается в жидкость; правый, в некоторых случаях нам не удастся добраться до температуры плавления - может произойти разложение.по мере возрастания температуры молекулы движутся все интенсивнее. наконец, наступает такой момент, когда поддержание порядка "среди сильно "раскачавшихся" молекул становится невозможным. твердое тело плавится. самой высокой температурой плавления обладает вольфрам: 3380°с. золото плавится при 1063°с, железо - при 1539°с. впрочем, есть и легкоплавкие металлы. ртуть, как хорошо известно, плавится уже при температуре -39°с. органические вещества не имеют высоких температур плавления. нафталин плавится при 80°с, толуол - при -94,5°с.измерить температуру плавления тела, в особенности если оно плавится в интервале температур, которые измеряют обычным термометром, совсем нетрудно. совсем не обязательно следить глазами за плавящимся телом. достаточно смотреть на ртутный столбик термометра. пока плавление не началось, температура тела растет (рис. 4.5). как только плавление начинается, повышение температуры прекращается, и температура останется неизменной, пока процесс плавления не закончится полностью.как и превращение жидкости в пар, превращение твердого тела в жидкость требует тепла. необходимая для этого теплота называется скрытой теплотой плавления. например, плавление одного килограмма льда требует 80 ккал.лед относится к числу тел, большой теплотой плавления. плавление льда требует, например, в 10 раз больше энергии, чем плавление такой же массы свинца. разумеется, речь идет о самом плавлении, мы здесь не говорим, что до начала плавления свинца его надо нагреть до +327°с. из-за большой теплоты плавления льда замедляется таяние снега. представьте себе, что теплота, плавления была бы в 10 раз меньше. тогда весенние паводки приводили бы ежегодно к невообразимым бедствиям.итак, теплота плавления льда велика, но она же и мала, если ее сравнить с удельной теплотой парообразования в 540 ккал/кг (в семь раз меньше). впрочем, это различие совершенно естественно. переводя жидкость в пар, мы должны оторвать молекулы одну от другой, а при плавлении нам приходится лишь разрушить порядок в расположении молекул, оставив их почти на тех же расстояниях. ясно, что во втором случае требуется меньше работы.наличие определенной точки плавления есть важный признак кристаллических веществ. именно по этому признаку их легко отличить от других твердых тел, называемых аморфными или стеклами. стекла встречаются как среди неорганических, так и среди органических веществ. оконные стекла делаются обычно из силикатов натрия и кальция; на письменный стол кладут часто органическое стекло (его называют еще плексиглас).аморфные вещества в противоположность кристаллам не имеют определенной температуры плавления. стекло не плавится, а размягчается. при нагревании кусок стекла сначала становится из твердого мягким, его легко можно гнуть или растягивать; при более высокой температуре кусок начинает изменять свою форму под действием собственной тяжести. по мере нагревания густая вязкая масса стекла принимает форму того сосуда, в котором оно лежит. эта масса сначала густа, как мед, потом - как сметана и, наконец, становится почти такой же маловязкой жидкостью, как вода. при всем желании мы не можем здесь указать определенной температуры перехода твердого тела в жидкое. причины этого лежат в коренном отличии строения стекла от строения кристаллических тел. как говорилось выше, атомы в аморфных телах расположены беспорядочно. стекла по строению напоминают жидкости, уже в твердом стекле молекулы расположены беспорядочно. значит, повышение температуры стекла лишь увеличивает размах колебаний его молекул, дает им постепенно все большую и большую свободу перемещения. поэтому стекло размягчается постепенно и не обнаруживает резкого перехода "твердое" - "жидкое", характерного для перехода от расположения молекул в строгом порядке к беспорядочному расположению.когда речь шла о кривой кипения, мы рассказали, что жидкость и пар могут, хотя и в неустойчивом состоянии, жить в чужих областях - пар можно переохладить и перевести влево от кривой кипения, жидкость - перегреть и оттянуть вправо от этой кривой.возможны ли аналогичные явления в случае кристалла с жидкостью? оказывается, аналогия тут неполная.если нагреть кристалл, то он начнет плавиться при своей температуре плавления. перегреть кристалл не удастся. напротив, охлаждая жидкость, можно, если принять некоторые меры, сравнительно легко "проскочить" температуру плавления. в некоторых жидкостях удается достигнуть больших переохлаждений. есть даже такие жидкости, которые легко переохладить, а трудно заставить кристаллизоваться. по мере охлаждения такой жидкости она становится все более вязкой и наконец затвердевает,не кристаллизуясь.