WŁAŚCIWOŚCI MATERII

Zdjęcie w tle każdego slajdu pochodzi ze strony: http://www.flickr.com/photos/nurpax/sets/72157602040746731/

Oddziaływania

ODDZIAŁYWANIA

grawitacyjne elektromagnetyczne jądrowe

Wszystkie oddziaływania są wzajemne. Miarą wzajemnego oddziaływania ciał jest siła.

Obserwując zjawiska fizyczne, nie widzimy oddziaływań, ale ich skutki.

SKUTKI ODDZIAŁYWAŃ

DYNAMICZNE STATYCZNE

NIETRWAŁE(SPRĘŻYSTE)TRWAŁE

Do dynamicznych skutków oddziaływań zaliczamy zmianę wektora prędkości (prędkość ciała maleje, rośnie lub zmienia kierunek), do statycznych – zmianę kształtu ciała. Skutki oddziaływań mogą być różne dla różnych ciał.Siłą wypadkową nazywamy siłę, której działanie na ciało powoduje taki sam skutek jak działanie kilku sił składowych.

SiłaSiła jest wielkością wektorową. Wektory na rysunkach przedstawiamy za

pomocą strzałek. Jednostką siły jest niuton (N). Symbolem siły jest F.Aby w pełni opisać siłę, należy podać jej cechy:• wartość – symbolizuje ją długość odcinka,• kierunek – wyznacza go prosta, wzdłuż której działa ta siła,• zwrot – pokazuje, w którą stronę działa siła,• punkt przyłożenia – punkt, w którym siła jest przyłożona.

zwrotpunkt przyłożenia

kierunekwektora

wartość wektora

F

Masa i ciężar ciałaMasa to wielkość fizyczna charakteryzująca ilość materii, z której ciało jest

zbudowane. Jednostką masy jest kilogram (kg).Ciężar ciała to siła, z jaką Ziemia przyciąga ciało. Ciężar ciała zależy od miejsca,

w którym ciało się znajduje.Ciężar ciała obliczamy ze wzoru:

Oznaczamy:F – ciężar (N),m – masa (kg)g – przyśpieszenie ziemskie

Przyśpieszenie ziemskie g = 9,81 . Przy rozwiązywaniu zadań przyjmujemy wartość przybliżoną g ~ 10 .

F=m*g

ms2

ms2

ms2

GęstośćGęstość jest wielkością fizyczną, która określa stopień koncentracji materii.

Gęstość substancji obliczamy, dzieląc masę ciała przez jego objętość:

Oznaczamy:d – gęstość , m – masa ciała (kg),V – objętość ciała (m3).

Gęstość danej substancji zależy od stanu skupienia, temperatury i ciśnienia.

d= mV

kgm3

Budowa materiiMateria występuje w trzech stanach skupienia:• stałym,• ciekłym,• gazowym (lotnym).

Stan skupienia zależy od:• rodzaju substancji,• temperatury,• ciśnienia.

Stan stałySubstancja w stanie stałym (ciało stałe) ma określony kształt i objętość. Ciała stałe w większości mają budowę krystaliczną. Atomy (cząsteczki) tworzą

w nich sieć krystaliczną – znajdują się blisko siebie, a ich położenia są uporządkowane. Nie mogą poruszać się swobodnie – wykonują drgania wokół położeń równowagi. W wyższej temperaturze amplituda drgań jest większa.

Model budowy cząsteczkowej – ciało stałe.

Stan ciekłySubstancja w stanie ciekłym (ciecz) ma określoną objętość, którą trudno

zmienić. Ciecz przyjmuje kształt naczynia, jest nieściśliwa, zachowuje swoją objętość tworząc poziomą powierzchnię swobodną.

Siły międzycząsteczkowe są znacznie mniejsze niż w ciele stałym. Odległość między cząsteczkami są porównywalne do odległości w ciele stałym. Cząsteczki cieczy przemieszczają się, wykonują drgania wokół nowych położeń

Model budowy cząsteczkowej - ciecz

Powstawanie meniskuA – woda, menisk wklęsły: Fprzylegania > Fspójności

B – rtęć, menisk wypukły: Fprzylegania < Fspójności

Rysunek pochodzi ze strony: http://pl.wikipedia.org. Utwór na licencji Wikimedia Commons.

Stan lotny (gaz, para)W stanie lotnym substancja jest ściśliwa i rozprężliwa, odległości między

cząsteczkami są duże. Gaz nie ma własnego kształtu ani objętości, wypełnia całą objętość naczynia. Łatwo jest zmienić objętość gazu.

Cząsteczki gazu poruszają się swobodnie od zderzenia do zderzenia ruchem po linii prostej ze średnią szybkością tym większą, im wyższa jest temperatura gazu.

Model budowy cząsteczkowej - gaz

Zmiany stanów skupienia materii

CIECZE

GAZYCIAŁASTAŁE

sublimacja

resublimacja

krze

pnię

cieto

pnien

ieskraplanie

parowanie

Zjawiska cząsteczkowe w ciałach stałych, cieczach i gazach

nazwa zjawiska opis zjawiska przyczyny zjawiska

dyfuzja samorzutne mieszanie się cząsteczek różnych ciał ruch cząsteczek

kontrakcja objętości zmniejszenie się objętości dwóch cieczy po wymieszaniu

różne wielkości cząsteczek

spójność powstawanie menisku wypukłego wzajemne przyciąganie cząsteczek tej samej substancji

przyleganie powstawanie menisku wklęsłego, zwilżanie powierzchni

wzajemne przyciąganie cząsteczek różnych substancji

napięcie powierzchniowe

tworzenie powierzchni cieczy działanie wypadkowych sił spójności na cząsteczki na powierzchni cieczy

włoskowatość zajmowanie prze większość cieczy wyższego poziomu w rurkach kapilarnych niż w rurkach szerokich

siły przylegania

zmiany stanów skupienia

przechodzenie substancji z jednego stanu skupienia w drugi

zmiana energii potencjalnej oddziaływań międzycząsteczkowych

rozszerzalność temperaturowa ciał

zmiany wymiarów ciała przy zmianach temperatury, większość ciał ze wzrostem temperatury zwiększa

swoją objętość

zmiany średnich odległości między cząsteczkami w wyniku zmian

temperatury

CiśnienieCiśnienie mówi nam, jak duża siła nacisku działa na jednostkę powierzchni. Ciśnienie jest wielkością fizyczną, którą obliczamy, dzieląc wartość siły nacisku,

działającej prostopadle do powierzchni, przez pole tej powierzchni.

p= FS

Oznaczamy:F – siła nacisku (N),S – pole powierzchni (m2),p – ciśnienie

N m2

Jednostką ciśnienia w układzie SI jest pascal, oznaczany symbolem Pa.1N

1m21Pa=

Często używamy jednostek większych:1 hPa (hektopascal) = 100 Pa1 kPa (kilopascal) = 1000 Pa

1MPa (megapascal) = 1 000 000 Pa1 GPa (gigapascal) = 1 000 000 000 Pa

Ciśnienie hydrostatyczneCiśnienie panujące w cieczy, wywołane jej ciężarem, nazywamy ciśnieniem

hydrostatycznym. Jest ono tym większe, im głębiej się zanurzymy, czyli im większa jest wysokość słupa cieczy ponad poziomem morza (większy nacisk wywierany przez ciecz znajdującą się powyżej). Zależy ono także od gęstości cieczy i przyspieszenia grawitacyjnego.

Ciśnienie hydrostatyczne obliczamy ze wzoru:

ph=d*h*gOznaczamy:ph - ciśnienie hydrostatyczne (Pa),

h – wysokość słupa cieczy (m),

d – gęstość cieczy ,

g – przyspieszenie ziemskie .

kg m3

N m2

kg m3

Jednostką ciśnienia hydrostatycznego jest paskal (Pa):

1 Pa = 1 * 1 m * 1 = N m2

1N 1m2

Prawo PascalaPrawo Pascala: wzrost ciśnienia wywieranego na ciecz lub gaz wywołuje

takie samo ciśnienie w całej objętości cieczy lub gazu.Prasa hydrauliczna to urządzenie, które działa na zasadzie prawa Pascala:

= F1

S1

F2

S2Oznaczamy:F1 - siła nacisku na mały tłok (N),F2 – siła działająca na duży tłok (N),S1 – pole powierzchni małego tłoka (m2),S2 – pole powierzchni dużego tłoka (m2).

Schemat prasy hydraulicznej ze strony: http://wiki.wolnepodreczniki.pl/Fizyka:Gimnazjum/Hydrostatyka

. Utwór na licencji Creative Commons

Prawo Archimedesa Prawo Archimedesa: na ciało zanurzone w cieczy lub w gazie działa

skierowana do góry siła wyporu, której wartość jest równa ciężarowi cieczy lub gazu wypartego przez to ciało.

Fw=d*V*g

Oznaczamy:

Fw – siła wyporu (N),

d – gęstość wypartej cieczy lub gazu

,

V – objętość wypartej cieczy lub gazu

(m3),

g – przyśpieszenie ziemskie .

kg m3

N m2

Warunki pływania ciał

Gdy ciało pływa częściowo zanurzone w cieczy, to wartość siły ciężkości jest równa wartości siły wyporu F = Fw. Podstawiając F = Vciała* dciała * g oraz Fw = Vczęści zanurzonej * dciała * g, otrzymujemy:

Vciała * dciała * g = Vczęści zanurzonej * dciała * gPo przekształceniu otrzymujemy:

= dciała

dcieczy

Vczęści zanurzonej Vciała

Opracowała:Anna Sawczyszyn kl. III gimnazjum