Всем физический привет!
Вполне очевиден тот факт, что факультет, где была моя учеба, и должность на месте работы по моему профилю совпадают.
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.
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).
1) молекулы воздуха расширяются, и становятся больше в объеме;
2) молекулы воздуха уменьшаются, и становятся меньше по массе;
3) увеличивается расстояние между молекулами, и, следовательно, уменьшается плотность;
4) молекулы делятся надвое (натрое...), и объем становится больше.
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
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.
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!