Найти в Дзене
И физик, и лирик

Почему воздух расширяется при нагревании? Самый правильный ответ

Всем привет! С вами Лиич.

Снова пройдемся по моей профессиональной деятельности. Да, напомню еще раз - я учусь на факультете физики, и не исключаю того, что после окончания вуза я пойду работать в школу. Программа на нашем курсе построена так, что мы углубляемся в невероятно сложную физику, которая трактуется на совершенно другом, ненормальном (!) языке, а про школьную нам не дают забыть... Такова программа.

А сегодня давайте разрушим все мифы хотя бы в одном школьном вопросе, на который не все ученики отвечают правильно.

И для начала пройдите маленький тест:

Почему воздух расширяется при нагревании?

Неважно, справились вы с вопросом или нет, читайте. Это полезно знать и когда-нибудь вам пригодится (вдруг вы попадете на "Свою игру" или вас застанет врасплох шестилетний ребенок).

Правильный вариант ответа - 3. Хотя по логике вещей и первый подошел бы, но почему нет?

Ответ кроется в простой молекулярной физике.

Представьте себе атом. Большое массивное ядро и электроны, которые бегают вокруг него, касалось бы, на фиксированных орбитах.

Орбиты, действительно, уже обрели систему. Они называются орбиталями, и обозначают совершенно не то, что кажется на первый взгляд.

Эти "пузырьки" и есть области наибольшей вероятности нахождения электрона
Эти "пузырьки" и есть области наибольшей вероятности нахождения электрона

Орбиталь - это область, где тот или иной электрон может оказаться с наибольшей вероятностью. У электронов нет фиксированного места, где он должен быть. Соответственно, о расширении электронной орбитали и речи нет.

А ядро? Ядро не расширяется. Силы ядерного взаимодействия (между протонами и нейтронами в ядре) являются самыми сильными в природе, и простое нагревание никогда не сможет их разрушить. Только если в купе с бомбардировкой. Расширение ядра - такой ответ может дать только невежда.

В реальности не молекулы "пухнут", а расстояние между ними увеличивается. Скорости свободного пробега становятся больше. Это приводит к увеличению расстояния между молекулами. При охлаждении идет обратный эффект - не молекулы сжимаются, а расстояние между ними. Это важно помнить не путать!

А как же деление молекул? Это вообще ни в какие ворота... Что-то из области метапсевдонаучных знаний. Ни за что и никогда так не говорите вслух! Внутри - пожалуйста!

А как потом используют данное явление? Вот, посмотрите. Раз расстояние между молекулами увеличилось, значит, увеличился объем, а молекул осталось столько же. Пустоты стало больше. Значит, газ стал легче. Теперь им можно наполнить воздушный шар. Но не забывайте подогревать воздух - газ может остыть, а шар упасть.

-3

Думаю, мы с вами раз и навсегда разобрались в этом вопросе, и если он встретится где-то на экзамене или контрольной работе, вы не думая обязательно ответите правильно. Простой вопрос, согласитесь?

Пишите в комментариях, что было для вас непонятным. Ставьте "нравится" если это вам понравилось - мне приятно!

Спасибо за прочтение!

Наука
7 млн интересуются