ФИЗИКА

Учебник для 7 класса

§ 7.1. Газы

Вы уже знаете, что вещество может находиться в газообразном, жидком и твердом состоянии. Рассмотрим сначала вещества в газообразном состоянии, то есть газы. Пример газа — окружающий нас воздух.

Воздушный океан. Мы живем на дне огромного воздушного океана: он покрывает всю поверхность Земли (рис. 7.1). «Глубина» этого воздушного океана составляет сотни километров. Воздушную оболочку Земли называют атмосферой (от греч. «атмос» — воздух, дыхание и «сфера» — шар).

Как убедиться в существовании воздуха? Чтобы почувствовать воздух, дуньте на руку или подставьте лицо ветру. В том, что воздух окружает нас, можно убедиться также с помощью следующего простого опыта.

Рис. 7.1. Мы дышим воздухом, он наполняет паруса кораблей, а на восходящих потоках воздуха парят облака, птицы и дельтапланы

Поставим опыт

Переверните пустую банку вверх дном и медленно опускайте ее в воду, держа вертикально (рис. 7.2). Вы увидите, что уровень воды внутри банки понижается, как будто что-то мешает воде заполнять банку. Это воздух, который остался в банке. Если наклонить банку, воздух начнет выходить из нее пузырьками, а уровень воды внутри банки начнет подниматься. Так что пустая банка не совсем пуста: она наполнена воздухом!

Рис. 7.2. Опыт, который доказывает, что «пустая» банка наполнена воздухом

Какие еще опыты и наблюдения доказывают существование воздуха?

Главное свойство газа. Можно ли наполнить воздухом только половину воздушного шарика или мяча, если внутри него нет перегородок? Каждый, кто надувал шарик или накачивал мяч, знает, что нельзя: воздух заполняет весь шар или мяч. А вот заполнить, например, стакан водой только до половины — можно. Итак, газ занимает весь предоставленный ему объем.

Сжимаемость газа. Мы уже отмечали, что сжать твердое тело или жидкость очень трудно. А газ сжать легко: в этом можно убедиться, сжимая руками не сильно накачанный мяч или воздушный шарик (рис. 7.3, а). Вот второе отличие газов от жидкостей и твердых тел: газы легко сжимаемы.

Туго накачанный футбольный мяч трудно сжать руками. Как убедиться, , что он все-таки наполнен воздухом? Подсказка: мяч старый - ради опыта его не жалко.

Рис. 7.3. Сжимаемость газов и ее объяснение: а — опыт показывает, что газ легко сжимаем; б — это свойство газа объясняется его молекулярным строением: расстояния между молекулами намного больше самих молекул

Чем объясняются свойства газа? Сжимаемость газа означает, что молекулы в газах расположены не вплотную друг к другу, а на некотором расстоянии. Поэтому при сжатии сосуда с газом молекулы не «упираются» друг в друга, а уменьшаются только расстояния между молекулами.

А то, что газ заполняет весь предоставленный ему объем, означает, что молекулы в газах хаотически движутся и слабо взаимодействуют друг с другом.

Действительно, не будучи связаны друг с другом и двигаясь хаотически во всех направлениях, молекулы газа разлетаются по всему сосуду.

На рис. 7.3, б схематически изображено расположение молекул в воздухе: опыты показывают, что среднее расстояние между молекулами примерно в 10 раз больше самих молекул.