DANE INFORMACYJNE:

2. DANE INFORMACYJNE: • Nazwa szkoły: PUBLICZNE GIMNAZJUM W TOMASZOWIE • ID grupy: 98/21_MF_G1 • Kompetencja: MATEMATYKA I FIZYKA • Temat projektowy: CZY CIAŁA MAJĄ BUDOWĘ CZĄSTECZKOWĄ? • Rok szkolny: 2011/2012

3. Zarys historyczny

4. Prekursor teorii Atomistycznej Demokryt z Abdery (IV w p.n.e.) był greckim filozofem, zajmującym się zagadnieniami dotyczącymi budowy świata. Stwierdził on, że materia ma budowę ziarnistą, nieciągłą, a najmniejsze niepodzielne ziarna materii nazwał atomami. Wszechświat według Demokryta był ciągłym grupowaniem się i rozpraszaniem atomów pozostających w nieustannym ruchu.

5. John Dalton • W XVIII wieku ideę Demokryta podjął John Dalton. Dalton zauważył, że własności gazów najlepiej dają się wytłumaczyć przy założeniu, iż są one zbudowane z atomów. Stwierdził, że związek chemiczny zawsze zawiera te same ilości wagowe składających się nań pierwiastków. Na początku XIX wieku zrewolucjonizował naukę, ogłaszającteorię atomistyczną budowy materii.

6. Robert Brown • Robert Brown ( 1773 – 1858) – brytyjski botanik, który w wyniku badań potwierdził ruchy cząsteczek. Zajmował się między innymi badaniem pyłków roślin i ich zapylania. W 1827r. odkrył nieregularne ruchy i zderzenia mikroskopijnie małych cząstek pyłków kwiatowych "zawieszonych" w gazach i cieczach. W ten sposób odkrył zjawisko określane od jego nazwiska ruchami Browna. W 1831 r. odkrył jądro komórkowe.

7. Marian Smoluchowski i Albert Einstein Marian Smoluchowski (1872 - 1917) – polski fizyk, klasyk fizyki statystycznej. • Brown nie potrafił wyjaśnić przyczyny tych ruchów. W 1905 i 1906 roku zjawisko to wyjaśnił niezależnie od siebie Albert Einstein oraz polski uczony Marian Smoluchowski. • Albert Einstein (1879 – 1955) - jeden z największych fizyków-teoretyków XX wieku

8. KINETYCZNO-CZĄSTECZKOWY model budowy materii • Materia to substancje, które mogą się znajdować w trzech stanach skupienia-składają się z atomów lub cząsteczek różnie ułożonych i w różnych odległościach od siebie. • Atomy tych samych i różnych pierwiastków mogą się łączyć, tworząc cząsteczki. Na przykład cząsteczka soli kuchennej składa się z dwóch atomów: sodu i chloru. Ciekawe jest to, że czysty chlor jest silnie trującym gazem, a sól kuchenną możemy spożywać bez obaw. Dzieje się tak, ponieważ związki chemiczne mają inne właściwości niż atomy.

9. podstawowe założenia teorii kinetyczno- molekularnej • oddziaływanie międzycząsteczkowe zależy od stanu skupienia, jak i od rodzaju substancji. • cząsteczki takich samych substancji są identyczne • cząsteczki różnych substancji różnią się od siebie min. wielkością • prędkość cząsteczek zależy od temperatury ciała; im wyższa temperatura tym szybciej poruszaj się cząsteczki. • cząsteczki są w ciągłym ruchu, • ruch cząsteczek jest przypadkowy, • cząsteczki uderzają o siebie

10. Dyfuzja i zjawisko kontrakcji • Dyfuzja • – samorzutne przemieszczanie się cząsteczek danej substancji z obszaru o dużej koncentracji do obszarów o małej koncentracji. • Zjawisko kontrakcji • – polega na tym, że zmieszanie dwóch objętości cieczy nie daje w wyniku sumy tych objętości lecz wartość nieco mniejszą.

11. Właściwości ciał stałych, cieczy i gazów

12. Ciała stałe • Budowa • Atomy w ciałach stałych bardzo silnie się przyciągają. Odległości pomiędzy nimi są minimalne. Atomy mogą tylko wykonywać ruchy drgające. • Właściwości • Ciała stałe mają własny określony kształt, który trudno zmienić i zajmują określoną objętość którą również trudno zmienić.

13. Ciecze • Budowa • Atomy w cieczach słabiej przyciągają sie niż w ciałach stałych. Odległości pomiędzy nimi są większe. Atomy mogą swobodnie się przemieszczać. Wykonują ruchy postępowe. • Właściwości • Ciecze przyjmują kształt naczynia w którym się znajdują. Ich objętości nie da się zmienić.

14. Gazy • Budowa • Odległości pomiędzy atomami w gazach są największe. Atomy odpychają się od siebie. Mogą swobodnie sie przemieszczać, wykonują ruchy postępowe. • Właściwości • Gazy zajmują całą dostępną przestrzeń. Są ściśliwe, można zmienić ich objętość.

15. Oddziaływania międzycząsteczkowe

16. Siły spójności i przylegania • Siły spójności • - to siły działające między cząsteczkami tej samej substancji. • Siły przylegania • - to siły działające między różnymi substancjami.

17. Menisk • Menisk – zakrzywienie powierzchni cieczy w miejscu zetknięcia się cieczy z ciałem stałym. Rodzaj menisku zależy od rodzaju cieczy i materiału, z którego wykonano naczynie. • Menisk: • wklęsły (obrazek "A") - występuje gdy siły przylegania pomiędzy cieczą a szkłem są większe niż siły spójności drobin cieczy • wypukły (obrazek "B") - występuje gdy siły spójności cząsteczek cieczy są większe niż siły przylegania między drobinami tej cieczy a szkłem.

18. Napięcie powierzchniowe wody • Napięcie powierzchniowe – zjawisko powstawania „cienkiej błony” na powierzchni cieczy. • Na co dzień z napięciem powierzchniowym mamy do czynienia podczas mycia i prania. Brud, który chcemy usunąć, sklejony jest tłuszczem. Dodanie do wody detergentu sprawia, że maleje spójność cząsteczek wody. Równocześnie cząsteczki wody łatwiej przylegają do tłuszczu. Cząsteczki wody oblepiają grudki tłuszczu obecne w tkaninie lub na naszej skórze i w ten sposób oddzielają je od podłoża. Dodatek detergentu powoduje zmniejszenie napięcia powierzchniowego wody. Napięcie powierzchniowe można zmniejszyć przez podgrzanie wody, dlatego pranie w ciepłej wodzie z detergentem daje lepsze rezultaty.

19. Napięcie powierzchniowe wody: nadaje kształt przepływającej wodzie utrzymuje na powierzchni kwiat utrzymuje na powierzchni monetę

20. Zjawiska cząsteczkowe w ciałach stałych, cieczach i gazach

22. Doświadczenia

23. Doświadczenie 1 • Cel: • Sprawdzenie hipotezy o cząsteczkowej budowie ciał • Konieczne przyrządy: • probówka, denaturat, woda • Kolejne czynności i obserwacje: • do probówki wlewamy wodę (około połowy jej pojemności) • uważają, by ciecze się nie zmieszały – dolewamy denaturat • zaznaczamy pisakiem górny poziom cieczy i mieszamy obie ciecze • obserwujemy poziom mieszaniny. • wymieszanie spowodowało obniżenie poziomu cieczy. • Wniosek: • Woda i denaturat mają budowę ziarnistą. Podczas mieszania puste miejsca między cząsteczkami denaturatu wypełniły cząsteczki wody.

24. Doświadczenie 2 • Cel: • Sprawdzenie hipotezy o cząsteczkowej budowie ciał za pomocą doświadczenia modelowego • Konieczne przyrządy: • zlewka, kasza i drobne kamyki • Kolejne czynności i obserwacje: • do zlewki wsypujemy kaszę (około połowy jej pojemności) • poczym wsypujemy podobną ilość kamyków • zaznaczamy pisakiem górny poziom substancji i mieszamy • obserwujemy poziom mieszaniny • wymieszanie spowodowało obniżenie poziomu cieczy.

25. Doświadczenie 3 • Cel: • Sprawdzamy zależność szybkość dyfuzji od temperatury • Konieczne przyrządy: • 2 szklanki, woda, herbata • Kolejne czynności i obserwacje: • do jednej szklanki wlewamy zimnej wody, a do drugiej tyle samo gorącej wody • do każdej szklanki wkładamy torebkę herbaty • obserwujemy jak zachowuje się herbata w obu szklankach • zjawisko dyfuzji przebiega znaczniej szybciej w szklance z gorącą wodą. • Wniosek: • W wyższej temperaturze średnie szybkość cząsteczek są większe.

26. Doświadczenie 4 • Cel: • Badamy siły napięcia powierzchniowego • Potrzebne materiały: • Naczynie szklane, woda, zakraplacz • Przebieg: • naczynie napełniamy po brzegi wodą, ale tak żeby nie wypływała • zakraplaczem umieszczamy krople wody • powolne wkraplanie wody nie powoduje wylewania się wody z naczynia. powierzchnia swobodna wody uwypukla się o kilka milimetrów. • Wniosek: • Doświadczenie to świadczy o istnieniu siły, która tworzy i utrzymuje powierzchnię swobodną cieczy.

27. Doświadczenie 5 • Cel: • Badamy siły międzycząsteczkowe • Potrzebne materiały: • Talerz, naczynie szklane, woda z płynem do naczyń, nitka • Przebieg: • Na otworze szklanki wzdłuż jej średnicy kładziemy nitkę. • Na talerz wlewamy wodę z płynem i zanurzamy odwróconą szklankę z nitką, tak aby po jej wyjęciu powstała błonka • Przebijamy błonkę z jednej strony i puszczamy nitkę, • Po czym ciągnąc delikatnie za końce nitki „naciągamy” błonę ponownie na całą powierzchnię otworu szklanki.

28. WYKONAWCY: • Dorota Balcer • Michał Bis • Marta Daniel • Barbara Dzieżyc • Dorota Garnek • Iwona Kłos • Monika Rygielska • Kinga Strugaru • Bartosz Twardowski • Agnieszka Wilczyńska • Opiekun: Agnieszka Petzel