Тема уроку
Які властивості у твердих тіл
Лід і цегла крихкі, гума пружна, дріт міцний. Але всі вони мають власну форму і зберігають об’єм. Це тому що частинки речовини у твердих тілах щільно упаковані і сильно притягуються між собою.
1. Чому тверді тіла зберігають форму та об’єм. Тверді тіла мають власну форму (мал. 37), бо частинки, з яких вони складаються, сильно притягуються між собою. Вони не можуть вільно переміщатися, лише коливаються (мал. 38).
Мал. 37. Тверді тіла
Запитання
Із чого складаються ці тіла? Опиши їхні властивості.
Форма твердих тіл зберігається за умови, що немає зовнішніх впливів. Наприклад, папір можна розірвати, намочити, спалити, глину - зім’яти, а мідний дріт скрутити у клубок.
Мал. 38. Модель твердого тіла
Завдання
Подивись відео за QR-кодом та озвуч його
Ще одна особливість твердих тіл - нестисливість. Спробуйте стиснути шматок дерева або металу, і відчуєте опір тіла. Молекули у твердих тілах розташовані так щільно, що зблизити їх звичайними зусиллями не вдасться. Тому тверді тіла зберігають об’єм.
Дослідження
Виконай дослід і переконайся, що тверді тіла зберігають об’єм.
1. Познач фломастером рівень води у посудині.
2. Опусти шматок пластиліну в посудину. Зроби помітку нового рівня води.
3. Обережно вийми пластилін з води за допомогою палички. Спостерігай за зміною рівня води.
4. Зміни форму пластиліну та опусти у воду.
5. Знову познач рівень води іншим кольором.
Це цікаво
Хоч як щільно упаковані частинки у твердих тілах, між ними є проміжки. Під час випробування апаратури для космічних кораблів з’ясувалося, що газ проникає крізь товщу металу, якщо його попередньо не прокатати і відкувати.
2. Які механічні властивості мають тверді тіла. З досвіду ти знаєш, що тверді тіла чинять опір, якщо намагатися змінити їхню форму або зруйнувати. Вони міцні.
Але не завжди можна покладатися лише на міцність. Що твердіша деталь і повільніше зношується, то вона довговічніша. Є спеціальна шкала, за якою порівнюють твердість (мал. 39). За цією шкалою найтвердіший - алмаз, а найм’якіший - тальк. Ти можеш самотужки порівняти твердість будь-яких матеріалів: твердіший залишає на м’якшому подряпину. Наприклад, залізо залишає подряпину на міді, але мідь не подряпає залізо. Отже, залізо твердіше, ніж мідь. Мідь подряпає срібло, але й срібло подряпає мідь. Їхня твердість приблизно однакова. Твій ніготь залишає подряпину на гіпсі, а сталеве лезо ножика подряпає скло.
Мал. 39. Шкала твердості
Завдання
Підбери декілька твердих тіл і запропонуй свою шкалу твердості.
Вироби з пластиліну, мокрої глини, теплий бджолиний віск - пластичні. Не докладаючи великих зусиль, ти можеш змінювати їхню форму і вона не відновлюється. Свинець - пластичний метал.
Водночас гума, пружинка в ручці, еспандер мають пружні властивості і відновлюють свою форму. Є речі, з якими треба поводитися дуже обережно. Склянка, фарфорова чашка, крейда, камінь - крихкі.
Твердість, міцність, пружність, крихкість, пластичність - механічні властивості тіл.
Це цікаво
Гума із часом старіє. Під дією кисню, що є у повітрі, вона стає або пластичною, або крихкою. Пластичні тіла теж змінюють свої властивості від температури і з часом.
Тверді тіла можуть бути кристалічними та аморфними (мал. 40). І в тих, і в інших частинки розміщені дуже щільно. Але у кристалах вони впорядковані, а в аморфних тілах розташовані хаотично. Метали, кухонна сіль, лід, алмаз - кристалічні тіла. Смола, гума, скло, янтар - аморфні.
Мал. 40. Аморфні та кристалічні тіла: 1 - бурштин, 2 - кварц, 3 - лід
Запитання
Порівняй бурштин і кварц. Чим ззовні схожі кварц і лід? Чим відрізняються їхні властивості?
3. Що таке магнітні властивості. Деякі тверді тіла, наприклад із сталі, заліза, нікелю чи кобальту, мають магнітні властивості. Такі тіла притягує магніт (мал. 41). Однак більшість речовин не має магнітних властивостей. Серед них - алюміній, мідь, дерево, скло, гума.
Мал. 41. Магнітні властивості тіл
Кожен магніт має два полюси - північний N та південний S. Магніти притягуються між собою різнойменними полюсами і відштовхуються однойменними (мал. 42). Магніти є різної форми: підковоподібні, штабові, кільцеподібні.
Мал. 42. Кожен магніт має два полюси - північний N і південний S
Якщо магніт розрізати навпіл, кожна частина знову матиме північний та південний полюси. Як таке може бути? Річ у тім, що намагнічені тіла складаються з мільярдів дрібнесеньких магнітиків мікроскопічних розмірів. Навіть якщо їх подрібнити на ошурки, кожний шматочок буде маленьким магнітиком.
Дослідження
Скільки скріпок підійме твій магніт?
Це цікаво
На малюнку 43 зображено давній китайський компас. Якщо штовхнути ложку, вона починає обертатися. Після того, як вона заспокоюється, держак показує на південь. Форму компаса вибрано не випадково. На думку давніх китайців, вона нагадувала сузір’я, яке вони називали Небесним ковшем. А як ми називаємо це сузір’я?
Мал. 43. Китайський компас у вигляді ковшика з магнетиту. Приблизно 2600 років до нашої ери
4. Як використовують властивості твердих тіл. Добираючи речовини для виробів, враховують їхні властивості. Для ресор та амортизаторів автомобіля важливі пружні властивості. З пружних матеріалів виготовляють також спортивний інвентар, підошви кросівок, шести для стрибків у висоту, лижі.
Велосипедні рами мають бути міцними та надійними, тому їх виготовляють з твердих сортів сталі або дюралю.
Бетон, з якого зводять будинки, твердий, але крихкий, тому в стінах та стелі можна свердлити отвори. Крихкість зерен перцю, гвоздики (висушені бруньки гвоздичного дерева), кам’яної солі чи рафінованого цукру використовуємо, коли розмелюємо їх млинком у порошок. Твердий, але крихкий шматок граніту під ударами молотка і зубила в руках майстра перетворюється на скульптуру.
Пластична бляха добре вигинається, з неї формують корпуси автомобілів. Дріт вигинають і виготовляють з нього шпильки, канцелярські скріпки, сітки для огорожі.
За допомогою магнітної стрілки компаса можна визначити напрямок на північ. Магніти часто використовують, щоб зібрати дрібні сталеві чи залізні предмети. Їх встановлюють у шафах, щоб закривати дверці, у морозильних камерах, які мають щільно закриватися, в іграшках та конструкторах.
КОРОТКО ПРО ГОЛОВНЕ
• Тверді тіла мають власну форму і зберігають об’єм.
• Пластичні тіла змінюють форму і не відновлюють її; крихкі легко руйнуються; пружні змінюють форму, але потім відновлюють її.
• Магніти мають два полюси - північний та південний. Вони притягують предмети зі сталі, заліза, кобальту.
Д/З Дайте відповіді на запитання письмово
1. Поясни, чому тверді тіла мають власну форму і зберігають об’єм.
2. Наведи 2-3 приклади твердих, пружних, пластичних і крихких тіл.
3. Завдяки яким властивостям нитка зшиває тканину? Добувають вугілля? Ріжуть алмазним різцем скло?
.png)