3 ГАЗЫ, ЖИДКОСТИ И ТВЕРДЫЕ ВЕЩЕСТВА
Тайна снежинок
Микроскопическая частичка пыли, захваченная водяными парами, переносится с порывами ветра в облаках зимнего бурана. Когда эта частичка вмерзает в одну из капелек переохлажденной воды, она начинает десятикилометровый спуск на землю. Падающие ледяные кристаллики под влиянием изменяющейся температуры и влажности постепенно изменяют свою форму - удлиняются в одном месте, разветвляются острыми концами в другом - и в конце концов приобретают настолько же своеобразный облик, насколько индивидуальны отпечатки пальцев. Образующаяся снежинка может напоминать шпиль готического собора, ветку папоротника или иметь форму правильного шестиугольника, но в чем-то никогда не похожа ни на одну из других окружающих ее снежинок. Подробности их строения представляют большой интерес для ученых, которые пытаются предсказывать самые разнообразные явления - от схода снежных лавин в горах до возникновения дефектов в металлах.
Ш. Беглей и Дж. Керей
(«Ньюсуик», 16 января 1984 г.)
Непостижимые кристаллы
Почему кристаллики льда, падающие с неба в виде снежинок, имеют причудливую шестиугольную форму?.. Самый квалифицированный в мире коллектив кристаллографов, метеорологов, физиков и математиков не смог бы предсказать индивидуальную форму снежинок, основываясь только на фундаментальных положениях науки...
... Эта проблема настолько трудна потому, что требует одновременного учета целого ряда взаимосвязанных факторов: например, скорость отвода тепла от различных частей растущего кристалла определяется их кривизной, которая влияет также на температуру плавления и т.д. Решить на бумаге все математические уравнения, необходимые для описания этих процессов, практически невозможно. Это чрезвычайно трудно сделать даже с помощью компьютеров, как показывает медленный прогресс в подобных исследованиях.
Что же касается шестиугольной формы типичных снежинок, то она обусловлена формой молекул воды и электрическими зарядами на них...
Б. Силкок («Санди Таймс», 18 декабря 1983 г.)
После изучения главы 3 вы сможете:
1) дать сравнительное описание свойств газов, жидкостей и твердых тел;
2) формулировать и применять а) закон Бойля-Мариотта, б) закон Гей-Люс-сака (Шарля). в) закон Авогадро. г) закон Дальтона парциальных давлений газов, д) законы диффузии и эффузии газов Грэхема;
3) пользоваться уравнением состояния идеального газа для вычисления относительной молекулярной массы газа;
4) описать эксперименты, позволяющие а) определять относительную молекулярную массу газов и жидкостей, б) измерять распределение молекул по скоростям.
5) изложить основные положения кинетической теории газов,
6) изобразить в графическом виде распределение молекул по скоростям;
7) указать отклонения свойств реальных газов от свойств идеального газа;
8) объяснить, как зависит легкость сжижения газов от их критических постоянных;
9) объяснить принцип использования дифракции рентгеновских лучей для определения кристаллической структуры;
10) а) распознать модели и схематические рисунки, а также составлять схематические изображения главных типов кристаллической структуры для металлов, ионных соединений и ковалентных соединений;
б) для каждого структурного типа привести пример твердого вещества с соответствующей структурой;
11) установить зависимость между кристаллической структурой и физическими свойствами твердого вещества.
