172735 Тверская обл., г.Осташков, пер.Советский, д.З

Версия для слабовидящих

Администрация МО

Город Осташков

Тверская область

Телефон:
+7 (48235) 5-68-17

[email protected]

Тема 5.2. Агрегатные состояния вещества. Мука агрегатное состояние

Тема 5.2. Агрегатные состояния вещества — Мегаобучалка

Агрегатные состояния веществ. Их общая характеристика. Газообразное состояние веществ. Идеальные газы. Основные законы идеального газа. Реальные газы. Критическое состояние. Изотерма реального газа. Сжижение газов, значение и применение этого явления. Замораживание пищевых продуктов. Влияние содержание CO2 и О2 и др. газовых сред на хранение плодов.

Жидкое состояние вещества. Свойства жидкостей: изотропность, внутреннее строение, ассоциация. Поверхностное натяжение. Свободная поверхностная энергия. Поверхностно-активные вещества, их роль в технологии приготовления пищи. Измерение поверхностного натяжения. Вязкость жидкостей, ее зависимость от различных факторов. Относительная вязкость. Изменение вязкости. Влияние вязкости на качество и вкусовые свойства пищевых продуктов: супов, студней, каш, пюре, желированных блюд, изделий из теста.

Твёрдое состояние вещества. Кристаллическое и аморфное состояние. Свойства: анизотропия и изотропность. Типы кристаллических решеток. Образование и разрушение кристаллов, сублимация, её значение в консервировании пищевых продуктов.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Обратите внимание на то, что, в результате изменения расстояния между частицами и сил взаимодействия между ними вещество может находиться в твердом, жидком или газообразном состоянии. Агрегатное состояние вещества зависит от температуры и давления. При переходе вещества из одного состояния в другое меняются расстояния между молекулами и силами межмолекулярного взаимодействия. Но не все вещества могут находиться во всех трех агрегатных состояниях. Для некоторых возможно только одно или два агрегатных состояния, например, крахмал, находится только в твердом, а жир - в жидком и твердом состояниях. Другие вещества при определенных условиях могут находиться одновременно в двух или даже в трех агрегатных состояниях. Так вода при давлении 610,6Па и температуре 0,01С° находится в устойчивом равновесии в трех состояниях; твердом (лёд), жидком (жидкая вода), и газообразном (водяной пар), что можно записать как: лед - вода - пар.

Переходя к характеристике газообразного состояния, повторите понятие об идеальном газе, свойства которого определяются температурой и давлением, при которых он находиться в данный момент. Рассматривая законы идеальных газов, обратите особое внимание на опытные данные, формулировки, математическое и графическое выражение законов Бойля - Мариотта, Шарля, Гей-Люссака, Авогадро. Расчетное уравнение для приведения газов к нормальным условиям имеет следующий вид:

( 1 )

Важно помнить, что данное уравнение (1) обобщает газовые законы Бойля-Мариотта, Шарля, Гей-Люссака и используется при решении задач (с.220-221 учебника). Поскольку p0, V0 , T0 уравнение (1) - величины постоянные, то отношение есть также величина постоянная для всех газов, независимо от их химической природы. Ее обозначают буквой R и называют молярной газовой постоянной. С учетом этого уравнение (1) преобразуется:

или

( 2 )

Уравнение (2) справедливо для 1 моля газа. Если в объеме газа будет содержаться «n» молей, то уравнение будет иметь общий вид:

PV = nRT ( 3 )

Уравнение (3) является уравнением состояния идеального газа и называется уравнением Менделеева-Клапейрона.

Число молей «n» можно рассчитать по формуле: где m – масса газа (кг), содержащегося в объеме V при давлении P, и температуре Т.

Подставив значение «n» в уравнение (3), получим уравнение для вычисления М (4) откуда (5)

В единицах системы СИ: Р0 = 101325 н/м2 (105 Па), V0 = 22,4 м3, Т0 = 273О К.

megaobuchalka.ru

Агрегатное состояние — WiKi

Агрега́тное состоя́ние вещества (от лат. aggrego «присоединяю») — физическое состояние вещества, зависящее от соответствующего сочетания температуры и давления. Изменение агрегатного состояния может сопровождаться скачкообразным изменением свободной энергии, энтропии, плотности и других физических величин.[1]

Традиционно выделяют три агрегатных состояния: твёрдое тело, жидкость и газ. К агрегатным состояниям принято причислять также плазму[2], в которую переходят газы при повышении температуры и фиксированном давлении. Отличительной особенностью является отсутствие резкой границы перехода к плазменному состоянию. Существуют и другие агрегатные состояния.

Определения агрегатных состояний не всегда являются строгими. Так, существуют аморфные тела, сохраняющие структуру жидкости и обладающие небольшой текучестью и способностью сохранять форму; жидкие кристаллы текучи, но при этом обладают некоторыми свойствами твёрдых тел, в частности, могут поляризовать проходящее через них электромагнитное излучение.

Для описания различных состояний в физике используется более широкое понятие термодинамической фазы. Явления, описывающие переходы от одной фазы к другой, называют критическими явлениями.

Основным термодинамическим (феноменологическим) признаком различия видов агрегатного состояния вещества является наличие энергетической границы между фазами: теплота испарения как граница между жидкостью и её паром и теплота плавления как граница между твёрдым веществом и жидкостью[3].

Четыре основных состояния

Твёрдое тело

Кристаллические вещества: атомное разрешение изображения титаната стронция. Яркие атомы — Sr, темнее их Ti.

В твёрдом состоянии вещество сохраняет как форму, так и объём. При низких температурах все вещества замерзают — превращаются в твёрдые тела. Температура затвердевания может быть несколько повышена при увеличении давления. Твёрдые тела делятся на кристаллические и аморфные. С микроскопической точки зрения твёрдые тела характерны тем, что молекулы или атомы в них в течение длительного времени сохраняют своё среднее положение неизменным, только совершая колебания с небольшой амплитудой вокруг них. В кристаллах средние положения атомов или молекул строго упорядочены. Кристаллы характеризуются пространственной периодичностью в расположении равновесных положений атомов, которая достигается наличием дальнего порядка и носит название кристаллической решётки. Естественная форма кристаллов — правильные многогранники.

В аморфных телах атомы колеблются вокруг хаотически расположенных точек, у них отсутствует дальний порядок, но сохраняется ближний, при котором молекулы расположены согласованно на расстоянии, сравнимом с их размерами. Согласно классическим представлениям, устойчивым состоянием (с минимумом потенциальной энергии) твёрдого тела является кристаллическое. Частным случаем аморфного состояния является стеклообразное состояние. Аморфное тело находится в метастабильном состоянии и с течением времени должно перейти в кристаллическое состояние, однако время кристаллизации часто столь велико, что метастабильность вовсе не проявляется. Аморфное тело можно рассматривать как жидкость с очень большой (часто бесконечно большой) вязкостью. Кристаллические твёрдые тела имеют анизотропные свойства, то есть их отклик на приложенные внешние силы зависит от ориентации сил относительно кристаллографических осей. В твердотельном состоянии вещества могут иметь много фаз, которые отличаются составлением атомов или другими характеристиками, такими как упорядочение спинов в ферромагнетиках.

Жидкость

Структура классической одноатомной жидкости.

В жидком состоянии вещество сохраняет объём, но не сохраняет форму. Это означает, что жидкость может занимать только часть объёма сосуда, но также может свободно перетекать по всей поверхности сосуда. Жидкое состояние обычно считают промежуточным между твёрдым телом и газом. Форма жидких тел может полностью или отчасти определяться тем, что их поверхность ведёт себя как упругая мембрана. Так, вода может собираться в капли. Но жидкость способна течь даже под своей неподвижной поверхностью, и это тоже означает изменение формы (внутренних частей жидкого тела). Молекулы жидкости не имеют определённого положения, но в то же время им недоступна полная свобода перемещений. Между ними существует притяжение, достаточно сильное, чтобы удержать их на близком расстоянии. Вещество в жидком состоянии существует в определённом интервале температур, ниже которого переходит в твёрдое состояние (происходит кристаллизация либо превращение в твердотельное аморфное состояние — стекло), выше — в газообразное (происходит испарение). Границы этого интервала зависят от давления. Как правило, вещество в жидком состоянии имеет только одну модификацию. (Наиболее важные исключения — это квантовые жидкости и жидкие кристаллы.) Поэтому в большинстве случаев жидкость является не только агрегатным состоянием, но и термодинамической фазой (жидкая фаза). Все жидкости принято делить на чистые жидкости и смеси. Некоторые смеси жидкостей имеют большое значение для жизни: кровь, морская вода и др. Жидкости могут выполнять функцию растворителей. Как и газ, жидкости тоже в основном изотропные. Однако, существуют жидкости с анизотропными свойствами — жидкие кристаллы. Кроме изотропной, так называемой нормальной фазы, эти вещества, мезогены, имеют одну или несколько упорядоченных термодинамических фаз, которые называют мезофазы. Составление в мезофазы происходит благодаря особой форме молекул жидких кристаллов. Обычно это длинные узкие молекулы, которым выгодно укладываться так, чтобы их оси совпадали.

Газ

Основная статья: Газ

Промежутки между молекулами газа очень большие. Молекулы газа обладают очень слабыми связями. Молекулы в газе могут перемещаться свободно и быстро.

Газообразное состояние характерно тем, что оно не сохраняет ни форму, ни объём. Газ заполняет всё доступное пространство и проникает в любые его закоулки. Это состояние, свойственное веществам с малой плотностью. Переход из жидкого в газообразное состояние называют испарением, а противоположный ему переход из газообразного состояния в жидкое — конденсацией. Переход из твёрдого состояния в газообразное, минуя жидкое, называют сублимацией или возгонкой. С микроскопической точки зрения газ — это состояние вещества, в котором его отдельные молекулы взаимодействуют слабо и движутся хаотически. Взаимодействие между ними сводится к спорадическим столкновениям. Кинетическая энергия молекул превышает потенциальную. Подобно жидкостям, газы обладают текучестью и сопротивляются деформации. В отличие от жидкостей, газы не имеют фиксированного объёма и не образуют свободной поверхности, а стремятся заполнить весь доступный объём (например, сосуда). По химическим свойствам газы и их смеси весьма разнообразны — от малоактивных инертных газов до взрывчатых газовых смесей. Понятие «газ» иногда распространяют не только на совокупности атомов и молекул, но и на совокупности других частиц — фотонов, электронов, броуновских частиц, а также плазму. Некоторые вещества не имеют газообразного состояния. Это вещества со сложным химическим строением, которые при повышении температуры распадаются вследствие химических реакций раньше, чем становятся газом. Не существует различных газообразных термодинамических фаз одного вещества. Газам свойственна изотропия, то есть независимость характеристик от направления. В привычных для человека земных условиях, газ имеет одинаковую плотность в любой точке, однако это не является универсальным законом, во внешних полях, например в поле тяготения Земли, или в условиях различных температур плотность газа может меняться от точки к точке. Газообразное состояние вещества в условиях, когда возможно существование устойчивой жидкой или твёрдой фазы этого же вещества, обычно называется паром.

Плазма

Плазменная декоративная лампа.

Четвёртым агрегатным состоянием вещества часто называют плазму. Плазма является частично или полностью ионизированным газом и в равновесном состоянии обычно возникает при высокой температуре, от нескольких тысяч К[1] и выше. В земных условиях плазма образуется в газовых разрядах. В общем, её свойства напоминают свойства газообразного состояния вещества, за исключением того факта, что для плазмы принципиальную роль играет электродинамика, то есть равноправной с ионами и электронами составляющей плазмы является электромагнитное поле.

Плазма — самое распространённое во Вселенной агрегатное состояние вещества. В этом состоянии находится вещество звёзд и вещество, наполняющее межпланетное, межзвёздное и межгалактическое пространство. Большая часть барионного вещества (по массе около 99,9 %) во Вселенной находится в состоянии плазмы.[4].

Фазовый переход

Низкотемпературные состояния

Сверхтекучесть

Способность вещества в особом состоянии (квантовой жидкости), возникающем при понижении температуры к абсолютному нулю (термодинамическая фаза), протекать через узкие щели и капилляры без трения. До недавнего времени сверхтекучесть была известна только у жидкого гелия, однако в последние годы сверхтекучесть была обнаружена и в других системах: в разреженных атомных бозе-конденсатах, твёрдом гелии.

Сверхтекучесть объясняется следующим образом. Поскольку атомы гелия являются бозонами, квантовая механика допускает нахождение в одном состоянии произвольного числа частиц. Вблизи абсолютного нуля температур все атомы гелия оказываются в основном энергетическом состоянии. Поскольку энергия состояний дискретна, атом может получить не любую энергию, а только такую, которая равна энергетическому зазору между соседними уровнями энергии. Но при низкой температуре энергия столкновений может оказаться меньше этой величины, в результате чего рассеяния энергии попросту не будет происходить. Жидкость будет течь без трения.

Конденсат Бозе — Эйнштейна

Получается в результате охлаждения бозе-газа до температур, близких к абсолютному нулю. В таком сильно охлаждённом состоянии достаточно большое число атомов оказывается в своих минимально возможных квантовых состояниях и квантовые эффекты начинают проявляться на макроскопическом уровне. Конденсат Бозе — Эйнштейна проявляет ряд квантовых свойств, таких как сверхтекучесть и резонанс Фишбаха.

Фермионный конденсат

Представляет собой Бозе-конденсацию в режиме БКШ «атомных куперовских пар» в газах состоящих из атомов-фермионов. (В отличие от традиционного режима бозе-эйнштейновской конденсации составных бозонов).

Такие фермионные атомные конденсаты являются «родственниками» сверхпроводников, но с критической температурой порядка комнатной и выше. [5]

Вырожденный газ

Газ, на свойства которого существенно влияют квантовомеханические эффекты, возникающие вследствие тождественности его частиц. Вырождение наступает в условиях, когда расстояния между частицами газа становятся соизмеримыми с длиной волны де Бройля; в зависимости от спина частиц выделяются два типа вырожденных газов — ферми-газ, образованный фермионами (частицами с полуцелым спином) и бозе-газ, образованный бозонами (частицами с целым спином).

Сверхтекучее твёрдое тело

Термодинамическая фаза квантовой жидкости, представляющей собой твёрдое тело со свойствами сверхтекучей жидкости.

Высокоэнергетические состояния

Глазма

Состояние адронного поля[6], предшествующее при столкновениях кварк-глюонной плазме. Состоит из цветных токовых трубок.[7] Глазма является особенностью теоретической модели «конденсата цветового стекла» (англ. color glass condensate) — подхода к описанию сильного взаимодействия в условиях высоких плотностей[8].

Глазма образуется при столкновении адронов друг с другом (например, протонов с протонами, ионов с ионами, ионов с протонами). Считается также, что в эволюции Вселенной состояние глазмы предшествовало кварк-глюонной плазме, которая существовала в первые миллионные доли секунды сразу после Большого взрыва. Время существования глазмы — несколько иоктосекунд[9].

Кварк-глюонная плазма

Состояние вещества в физике высоких энергий и физике элементарных частиц, при котором адронное вещество переходит в состояние, аналогичное состоянию, в котором находятся электроны и ионы в обычной плазме. Ему предшествует состояние глазмы[10] (глазма термализуется, то есть разрушается, порождая множество хаотично движущихся кварков, антикварков и глюонов: кварк-глюонную плазму[11]).

Состояния при большом давлении

Нейтронное состояние

Принципиально отличное от других состояние вещества, состоящее только из нейтронов. В нейтронное состояние вещество переходит при сверхвысоком давлении, недоступном пока в лаборатории, но которое существует внутри нейтронных звезд. При переходе в нейтронное состояние, электроны вещества объединяются с протонами и превращаются в нейтроны. Для этого необходимо, чтобы силы гравитации сжали вещество настолько, чтобы преодолеть отталкивание электронов, обусловленное принципом Паули. В результате, в нейтронном состоянии, вещество полностью состоит из нейтронов и имеет плотность порядка ядерной. Температура вещества при этом не должна быть очень высокой (в энергетическом эквиваленте, в пределах от сотни МэВ).

Другие состояния

Тёмная материя

Форма материи, которая не испускает электромагнитного излучения и не взаимодействует с ним. Это свойство данной формы вещества делает невозможным её прямое наблюдение. Однако возможно обнаружить присутствие тёмной материи по создаваемым ею гравитационным эффектам.

Обнаружение природы тёмной материи поможет решить проблему скрытой массы, которая, в частности, заключается в аномально высокой скорости вращения внешних областей галактик.

Сверхкритический флюид

Состояние вещества, при котором исчезает различие между жидкой и газовой фазой. Любое вещество, находящееся при температуре и давлении выше критической точки, является сверхкритической жидкостью. Свойства вещества в сверхкритическом состоянии промежуточные между его свойствами в газовой и жидкой фазе. Так, СКФ обладает высокой плотностью, близкой к жидкости, низкой вязкостью и при отсутствии межфазных границ поверхностное натяжение также исчезает. Коэффициент диффузии при этом имеет промежуточное между жидкостью и газом значение. Вещества в сверхкритическом состоянии могут применяться в качестве заменителей органических растворителей в лабораторных и промышленных процессах. Наибольший интерес и распространение в связи с определёнными свойствами получили сверхкритическая вода и сверхкритический диоксид углерода.

Вырожденная материя

Ферми-газ 1-я стадия Электронно-вырожденный газ, наблюдается в белых карликах, играет важную роль в эволюции звёзд.
2-я стадия нейтронное состояние в него вещество переходит при сверхвысоком давлении, недостижимом пока в лаборатории, но существующем внутри нейтронных звёзд. При переходе в нейтронное состояние электроны вещества взаимодействуют с протонами и превращаются в нейтроны. В результате вещество в нейтронном состоянии полностью состоит из нейтронов и обладает плотностью порядка ядерной. Температура вещества при этом не должна быть слишком высока (в энергетическом эквиваленте не более сотни МэВ).
при сильном повышении температуры (сотни МэВ и выше) в нейтронном состоянии начинают рождаться и аннигилировать разнообразные мезоны. При дальнейшем повышении температуры происходит деконфайнмент, и вещество переходит в состояние кварк-глюонной плазмы. Оно состоит уже не из адронов, а из постоянно рождающихся и исчезающих кварков и глюонов. Возможно[12], деконфайнмент происходит в два этапа.
При дальнейшем неограниченном повышении давления без повышения температуры вещество коллапсирует в чёрную дыру.
При одновременном повышении и давления, и температуры к кваркам и глюонам добавляются иные частицы. Что происходит с веществом, пространством и временем при температурах, близких к планковской, пока неизвестно.

См. также

Примечания

Литература

Шульц М. М., Мазурин О. В. Современное представление о строении стёкол и их свойствах. — Л.: Наука. 1988 ISBN 5-02-024564-X

ru-wiki.org

Агрегатное состояние вещества — Циклопедия

Изменение агрегатных состояний вещества

Физика 9. Вещества в трёх агрегатных состояниях // Академия занимательных наук [13:53]

Агрегатное состояние — состояние вещества, характеризующееся способностью или неспособностью сохранять объём и форму, наличием или отсутствием дальнего и ближнего порядка и другими.

Выделяют три основных агрегатных состояния: твёрдое тело, жидкость и газ. К агрегатным состояниям также часто относят плазму. Могут выделяться неосновные агрегатные состояния такие как стекло, жидкие кристаллы, низкотемпературные состояния (например, конденсат Бозе—Эйнштейна) и другие.

Состояние, характеризующееся способностью сохранять объём и форму. Атомы твёрдого тела совершают лишь небольшие колебания вокруг состояния равновесия. Присутствует как дальний, так и ближний порядок.

Состояние вещества, при котором оно обладает малой сжимаемостью, то есть хорошо сохраняет объём, однако не способно сохранять форму. Жидкость легко принимает форму сосуда, в который она помещена. Атомы или молекулы жидкости совершают колебания вблизи состояния равновесия, запертые другими атомами, и часто перескакивают на другие свободные места. Присутствует только ближний порядок.

Состояние, характеризующееся хорошей сжимаемостью, отсутствием способности сохранять как объём, так и форму. Газ стремится занять весь объём, ему предоставленный. Атомы или молекулы газа ведут себя относительно свободно, расстояния между ними гораздо больше их размеров.

cyclowiki.org

Агрегатное состояние - это... Что такое Агрегатное состояние?

Агрега́тное состоя́ние — состояние вещества, характеризующееся определёнными качественными свойствами: способностью или неспособностью сохранять объём и форму, наличием или отсутствием дальнего и ближнего порядка и другими. Изменение агрегатного состояния может сопровождаться скачкообразным изменением свободной энергии, энтропии, плотности и других основных физических свойств.[1].

Выделяют три основных агрегатных состояния: твёрдое тело, жидкость и газ. Иногда не совсем корректно к агрегатным состояниям причисляют плазму. Существуют и другие агрегатные состояния, например, жидкие кристаллы или конденсат Бозе — Эйнштейна.

Изменения агрегатного состояния это термодинамические процессы, называемые фазовыми переходами. Выделяют следующие их разновидности: из твёрдого в жидкое — плавление; из жидкого в газообразное — испарение и кипение; из твёрдого в газообразное — сублимация; из газообразного в жидкое или твёрдое — конденсация; из жидкого в твёрдое — кристаллизация. Отличительной особенностью является отсутствие резкой границы перехода к плазменному состоянию.

Для описания различных состояний в физике используется более широкое понятие термодинамической фазы.

Явления, описывающие переходы от одной фазы к другой, называют критическими явлениями.

Твёрдое тело

Жидкость

Газ

Основная статья: Газ

Плазма

Плазменная декоративная лампа.

Часто причисляемая к агрегатным состояниям вещества плазма отличается от газа большой степенью ионизации атомов. Большая часть барионного вещества (по массе ок. 99,9 %) во Вселенной находится в состоянии плазмы.[2]

Сверхкритический флюид

Возникает при одновременном повышении температуры и давления до критической точки, в которой плотность газа сравнивается с плотностью жидкости; при этом исчезает граница между жидкой и газообразной фазами. Сверхкритический флюид отличается исключительно высокой растворяющей способностью.

Конденсат Бозе — Эйнштейна

Получается в результате охлаждения бозе-газа до температур, близких к абсолютному нулю. В результате этого часть атомов оказывается в состоянии со строго нулевой энергией (то есть в низшем из возможных квантовом состоянии). Конденсат Бозе — Эйнштейна проявляет ряд квантовых свойств, таких как сверхтекучесть и резонанс Фишбаха.

Фермионный конденсат

Такие фермионные атомные конденсаты являются «родственниками» сверхпроводников, но с критической температурой порядка комнатной и выше. [3]

Вырожденная материя

Ферми-газ 1-я стадия Электронно-вырожденный газ, наблюдается в белых карликах, играет важную роль в эволюции звёзд.
2-я стадия нейтронное состояние в него вещество переходит при сверхвысоком давлении, недостижимом пока в лаборатории, но существующем внутри нейтронных звёзд. При переходе в нейтронное состояние электроны вещества взаимодействуют с протонами и превращаются в нейтроны. В результате вещество в нейтронном состоянии полностью состоит из нейтронов и обладает плотностью порядка ядерной. Температура вещества при этом не должна быть слишком высока (в энергетическом эквиваленте не более сотни МэВ).
при сильном повышении температуры (сотни МэВ и выше) в нейтронном состоянии начинают рождаться и аннигилировать разнообразные мезоны. При дальнейшем повышении температуры происходит деконфайнмент, и вещество переходит в состояние кварк-глюонной плазмы. Оно состоит уже не из адронов, а из постоянно рождающихся и исчезающих кварков и глюонов. Возможно[4], деконфайнмент происходит в два этапа.
При дальнейшем неограниченном повышении давления без повышения температуры вещество коллапсирует в чёрную дыру.
При одновременном повышении и давления, и температуры к кваркам и глюонам добавляются иные частицы. Что происходит с веществом, пространством и временем при температурах, близких к планковской, пока неизвестно.

Другие состояния

При глубоком охлаждении некоторые (далеко не все) вещества переходят в сверхпроводящее или сверхтекучее состояние. Эти состояния, безусловно, являются отдельными термодинамическими фазами, однако их вряд ли стоит называть новыми агрегатными состояниями вещества в силу их неуниверсальности.

Неоднородные вещества типа паст, гелей, суспензий, аэрозолей и т. д., которые при определённых условиях демонстрируют свойства как твёрдых тел, так и жидкостей и даже газов, обычно относят к классу дисперсных материалов, а не к каким-либо конкретным агрегатным состояниям вещества.

Примечания

См. также

dic.academic.ru

Методическое объединение учителей школы №24 г.Старый Оскол

ИНТЕГРИРОВАННЫЙ УРОК «ТЕХНОЛОГИЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ БЛЮД ИЗ ПРЕСНОГО ТЕСТА С УЧЁТОМ ПЕРВОНАЧАЛЬНЫХ СВЕДЕНИЙ ПО ФИЗИКЕ О СТРОЕНИИ ВЕЩЕСТВА»

автор Медведева Г.И. Агапова С.В.

Вид урока: Интегрированный урок-исследование «технология + физика» с использованием компьютерных технологий. Тип урока: урок практического применения знаний. Цель урока: познакомить учащихся с инструментами, приспособ¬лениями и продуктами, используемыми при приготовлении мучных изделий; в ходе практической деятельности обучающихся повторить и обобщить начальные знания о строении вещества, сформировать навыки работы с измерительными приборами. Образовательные задачи: 1. Обучение способам проверки качества продуктов, используя физические знания. 2. Формирование технологических умений в приготовлении блюд из пресного теста. 3. Создание условий для развития творческих способностей и познавательной активности учащихся, расширения их умений при работе с разными материалами и физическими приборами в быту. Воспитательные задачи: 1. Развитие навыков коммуникативного общения. 2. Воспитывать бережное отношение к хлебу, чувство ответственности, трудолюбие. Развивающие задачи: Развитие аналитических способностей обучающихся в ходе практической в ходе практической деятельности. Оборудование: Мультимедиапроектор, интерактивная доска, компьютер, инструктивно - технологические карты. Инструменты и приспособления: сито, мерный стакан, миски, кастрюли, миксер, деревянная ложечка, доска разделочная, скалка, формочки для печенья, противень, листы, формы для выпечки, кондитерский шприц, сковорода, продукты для приготовления пресного теста, рабочая тетрадь, учебник «Технология, 7-й класс», весы с разновесами, учебник «Физика, 7-й класс». Словарь: разрыхлитель, клейковина, пресное тесто, бисквитное, слоеное, заварное, песочное, молекула, диффузия, масса, миллиграмм.

Ход урока: I. Организация урока. 1. Проверка готовности учащихся к уроку. 2. Сообщение темы и целей урока. Организация «открытой карты». «Карточка »– ведомость оценок, полученных ученицей в ходе урока за выполненные задания. Каждый правильный ответ оценивается в один балл. Учитель в конце урока их суммирует и выставляет итоговую оценку. II. Повторение пройденного материала. Опрос учащихся по карточкам: - Назовите основные продукты, используемые для приготовле¬ния теста. - Зачем необходимо просеивать муку? В чём заключается физическая суть данного процесса? III. Вводный инструктаж. Изучение нового материала. Санитарно-гигиенические требования. 1.Спецодежда для выполнения практических работ должна быть чистой. 2. Волосы должны быть убраны под косынку, руки вымыты с мылом. 3. К работе с пищевыми продуктами не допускаются учащиеся с ожогами, порезами на руках. Вступительное слово учителя технологии. Есть в русском языке слово, которому трудно найти аналоги в языках других народов. Слово это – хлебосольство. Его произносят обычно, когда хотят подчеркнуть гостеприимство, радушие при угощении. Русские люди верили, что обласканный в доме гость не сделает хозяевам плохого. Ученик Не напрасно народ С давних пор и поныне Хлеб насущный зовет Самой первой святыней. Золотые слова Забывать мы не вправе: Хлеб — всему голова В поле, в доме, в державе.

Об изделиях из теста - важнейшем продукте питания че¬ловека, у нас сегодня и будет урок. Вступительное слово учителя физики. Вспомним, что физика-это наука о природе; а любой предмет, изучаемый в физике называют телом. Тело состоит из вещества. Основные свойства веществ на основе молекулярного строения выделим в кухне, в процессе приготовления блюд из пресного теста. В ходе работы попытаемся объяснить следующие явления: 1) соединение ингредиентов разных по строению; 2) изготовление из теста изделий разной формы и невозможность изменения формы с сохранением целостности в готовом твёрдом состоянии. Итак, изучаемым телом на этом уроке у нас будут хлебобулочные изделия.

Хлебобулочные изделия Питательная ценность изделий из муки (сообщение учителя технологии) Хлеб и хлебобулочные изделия содержат белки, углеводы, аминокислоты, витамины, минеральные вещества. Показателями питательной ценности этих изделий является доста¬точно высокая калорийность и хорошая усвояемость организмом. Приступая к работе с пищевыми продуктами, вначале необходимо подготовить посуду и инструменты. Для замеса теста используют сито, мерный стакан, миски эма¬лированные или пластмассовые, кастрюли, деревянные ложки, миксер, взбивалки различной формы. Для разделки теста необходимы кухонные доски, скалка, фор¬мочки для печенья, дисковый нож. Для выпечки теста нужно иметь противень, листы и формочки. Для отделки изделий из теста используют кондитерский шприц. Учитель физики: 1. Какие физические приборы мы здесь используем? 2. Что называют физическими приборами? 3. О каких физических величинах пойдет речь? 4. что значит измерить величину?

Физкультминутка

Учитель технологии: Основным продуктом в приготовлении теста является мука. Мука – порошкообразный продукт, который получается в резуль¬тате измельчения зерен пшеницы, ржи, кукурузы. В зависи¬мости от вида зерна различают ржаную, пшенич¬ную, овсяную, гречневую муку. У муки пшеничной высшего сорта цвет должен быть белым с кремовым оттенком, у муки ржаной - серовато-белым. Мука не должна иметь привкуса. Мука будет нормальной влажности, если, сжатая в горсти, она рассыпается при разжимании ладони. В зависимости от вида теста при приготовлении мучных блюд используются различные жидкости: вода, молоко, кефир. Поваренная соль является важнейшим вкусовым веществом, поэтому ее добавляют в небольших количествах даже в сладкое тесто. Яйца должны быть свежими, без трещин. Учитель физики: Ученики с помощью учителя физики объясняют: свежее яйцо тонет, потому что большая плотность; несвежее - заполнено воздухом, поэтому его плотность стала меньше, чем плотность воды. Слово учителя технологии: Виды разрыхлителей Углекислый газ, выделяе¬мый содой при нагревании, разрыхляет тесто. Учитель физики: Какие агрегатные состояния имеют исходные продукты теста? Учитель технологии: Сегодня на уроке вы познакомитесь с технологией приготовле¬ния изделий из пресного теста. Пресным называют тесто, приготовленное без дрожжей. Разрыхлителем для него служит сода. Из пресного теста приготавливают печенье, пирожные, торты, блинчики, пряники. Краткая характеристика некоторых видов пресного теста. изделие из песочного теста Технология приготовления теста: масло, сахар и соль растирают до пышного состояния, вводят муку и в качестве разрыхлителя - соду. Быстро замешивают тесто, раскатывают и выпекают либо пластом, либо отдельными фигурками. изделие из заварного теста Технология приготовления теста: тесто готовят из яиц, масла и заваренной в воде муки и используют для изготовления пирожных. изделие из бисквитного теста Технология приготовления теста: его готовят без разрыхлителя. В его состав входят мука, сахар, яйца. Белки, взбивают с сахаром, желтки растирают с сахаром, а после соединяются с мукой. изделие из слоёного теста Технология приготовления теста: масло соединяют с мукой, рубят ножом. Вливают воду с растворённой в ней солью, лимонной кислотой, добавляют яйцо и замешивают тесто. Скатывают шар, накрывают тканью и убирают в холодильник на 30-40 минут.

Физкультминутка

IV. Практическая работа Правила безопасности труда при пользовании жарочным шкафом 1. Перед включением жарочный шкафа проверить, открыв на 2-3 мин. 2. Во избежание ожогов не прикасаться к корпусу плиты. 3. Вынимать изделие из жарочного шкафа только после выключения плиты. 4. Время и режим тепловой обработки в жарочном шкафу задаются учителем. Класс делится на две бригады, каждая из которых получает инструкционную карту с заданиями. Первая бригада получает практическое задание приготовить тесто для домашнего печенья, технологическую карту и пакет с набором продуктов (мука - 300г, яйцо - 70 г, сахар -100 г, соль - 2 г, маргарин- 200 г, сода - 2г, сахарная пудра - 20г.). Технология выполнения работы: 1. Просейте муку через сито. 2. Масло разомните так, чтобы оно стало мягким, но не растекалось. 3. Яйца взбейте с сахаром. Для этого отделите желтки от белков. Белки поставьте в холодильник на то время, пока вы растираете желтки с сахаром. Растирайте их до тех пор, пока смесь не побелеет, а сахар растворится. Затем взбейте белки в крутую пену и соедините с растертыми желтками. 4. Соедините размягченное масло и взбитые с сахаром яйца, все перемешайте, чтобы образовалась однородная масса. 5. В полученную массу добавьте соду, ванилин и муку. Тесто должно стать крутым. 6. Раскатайте готовое тесто. С помощью форм вырежьте фигурки печенья, разложите их на противне. 7. Выпекайте в течение 15—20 мин. 8. Готовое печенье посыпьте сахарной пудрой.

Вторая бригада получает практическое задание приготовить хворост, технологическую карту и пакет с набором продуктов (мука - 300 г, яйцо - 70 г, сахар -100 г, соль - 2 г, жир для жарки - 250 г, кефир - 100 г, сахарная пудра-20г.).

Технология выполнения работы: 1. Замесить крутое тесто из муки, сахара, соли, желтков. 2. Раскатать тесто тонким слоем. 3. Нарезать тонкими полосками длиной 10 - 12 см, переплести их. 4. Разделочное тесто опустить в разогретый жир, прожарить до образования румяной корочки. 5. Шумовкой вынуть хворост из жира и положить их на сито, дав стечь жиру. 6. Готовый хворост посыпать сахарной пудрой.

Перед выполнением работы обучающиеся должны получить «допуск»: 1. Блиц-опрос на проверку основных физических понятий и явлений по теме «Строение вещества» (по 5 вопросов каждой бригаде).

I бригада 1) Из чего состоит мука? (из молекул) 2) Агрегатное состояние муки? (твердое) 3) Растворение соли в молоке – это… (диффузия) 4) Что из предложенных ингредиентов сохраняет объём, но не сохраняет форму? (желток) 5) Сколько килограммов в 200 граммах маргарина? (0,2) II бригада 1) Кристаллик сахара - это тело или вещество? (тело) 2) Агрегатное состояние молока? (жидкое) 3) Что будет с объёмом молока при нагревании? (увеличится) 4) Что сохраняет жир: объём или форму? (и то, и другое) 5) Сколько килограммов в 20 граммах сахарной пудры?(0,02)

2. Определить цену деления весов. Определить цену деления мерного стакана. Бригады замешивают тесто, взвешивая все составляющие. Затем определяют массу всего теста, сравнивая её с вычисленной суммой используемых продуктов. Полученное тесто делится на порции равной массы и из 3-х частей в каждой бригаде формируется изделие в виде круга с помощью стаканов одинакового диаметра. Остальные порции произвольной формы. В процессе работы учитель технологии проводит текущий инструктаж. Учащиеся изучают технологию приготовления теста домашнего печенья и хвороста и отвечают на вопросы учителя. - Какой разрыхлитель используется в данном виде теста? - Расскажите порядок приготовления теста? - Духовой шкаф включают до приготовления теста или после и почему? - С какими опасными инструментами и оборудованием вы се¬годня будете работать и чем они опасны? - Что нужно сделать в первую очередь, если вы получили ожог? За каждый правильный ответ ученик ставит себе балл. Готовка бригадами заданных блюд, на что потребуется 10-15 минут. В это время проводится физическая разминка:

1. «Советы физиков» (домашняя заготовка) I бригада Кстати, чтобы печенье дольше оставалось теплым советуем выложить его на деревянную поверхность и накрыть полотняной салфеткой (дерево и ткань плохо проводят тепло). II бригада Кстати, чтобы чай дольше оставался горячим, в него кладут сахар сразу, как только налили (Чем выше температура тела, тем большее количество теплоты оно отдает окружающей среде. Если сахар положить сразу, то температура чая понизится, и тепла будет отдано окружающей среде меньше).

2. Занимательные опыты. I бригада II бригада По окончании приготовления блюд, учащиеся сервируют столы и проводят дегустацию хвороста и печенья. Учитель физики: 1. Сравните массу и объём готовой продукции одинаковой формы 2. Ответьте на вопрос: почему легко соединяются кусочки теста и не соединяются куски печенья или хвороста? Вывод: а) при одинаковой массе объём различен, так как молекулы хвороста расположены дальше друг от друга, чем молекулы печенья; б) молекулы теста можно приблизить на такие расстояния, на которых действуют силы взаимодействия между молекулами, а в твёрдом состоянии (готовая продукция) нельзя. VI.Заключительный инструктаж. 1. Самоанализ деятельности учащихся. Проводя самоанализ, учащиеся должны ответить на вопросы: - Чему научились сегодня на уроке? - Сможете ли вы применить свои знания дома? - Насколько вкусными получились у вас мучные изделия? - Какие трудности были при приготовлении выбранных блюд и как вы их преодолели? 2. Выставление оценок, их аргументация. 3.Убрать рабочее место, сдать дежурному. VII. Домашнее задание: учебник «Технология, 7 класс»: § 7, с. 36-40; учебник «Физика, 7 класс»: §§ 7-12, стр. 16-29(повторить).

mo-school24.narod.ru

2014_03_04_ru

Л.М.-Х. БИККИНИНА, кандидат сельскохозяйственных наук, зав. лабораторией Ш.А. АЛИЕВ, доктор сельскохозяйственных наук, профессор, зам. директора Татарский НИИ агрохимии и почвоведения Россельхозакадемии

E-mail: Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Резюме. Сохранение и восстановление агрономически ценной структуры почвы при сельскохозяйственном использовании осуществляется такими агротехническими приемами, как посев многолетних трав, уменьшение интенсивности оборота пласта, внесение органических и минеральных удобрений, известкование и др. Наибольшая эффективность известкования достигается при равномерном контакте частиц мелиоранта с почвенными агрегатами по всей глубине пахотного слоя. Однако традиционная технология внесения и заделки известковых материалов (под вспашку) в первые 1-2 года не всегда обеспечивает полный эффект от их применения. Исследования по изучению влияния различных способов известкования доломитовой мукой на структурно-агрегатный состав выщелоченного чернозема проводили на базе стационарного полевого опыта. В случае плужной заделки мелиоранта основное его количество попадало в нижнюю часть пахотного горизонта (10…20 см). При этом доля малоценных в агрономическом отношении структурных агрегатов – крупных комков и мелких частиц в этом случае уменьшалась, а агрономически ценных (фракция 0,25...10,0 мм) увеличивалась, по сравнению с контролем, на 7,2%. При поверхнотной заделке мелиорант в основном располагался в верхнем слое почвы (0…10 см). Количество агрономически ценных частиц в этом слое возростало на 14,1%, по сравнению с контрольным вариантом. Доля водопрочных агрегатов размером более 0,25 мм при плужной заделке доломитовой муки в слое почвы 10…20 см увеличивалось, по сравнению с контролем, на 50,0%, 0…10 см – на 32,0%; при поверхностной – на 18,2 и 50,2% соответственно. Поверхностная заделка доломитовой муки повышала содержание агрономически ценных агрегатов в верхнем слое почвы. Внесение мелиоранта оказало влияние на увеличение общего количества водопрочных частиц благодаря вновь образованным агрегатам размером 0,5…0,25 мм, способы заделки – на их количественное распределение в слоях почвы. Значения коэффициентов структурности (Кс) в вариантах с применением известкования были значительно выше, чем в контроле, и закономерно изменялись по слоям почвы в зависимости от распределения агрономически ценных частиц.

Ключевые слова: известкование, известковое удобрение, доломитовая мука, мелиорант, структурно-агрегатный состав, выщелоченный чернозем.

agroapk.ru

Агрегатное состояние вещества

Состояние вещества обладает характерными качествами. Возможность или отсутствие вероятности сохранения формы и объема, существование либо отсутствие ближнего и дальнего порядка и др. – это «агрегатное состояние».

При изменении агрегатной формы могут происходить резкие изменения плотности, энтропии, свободной энергии и прочих физических свойств.

Вещества могут пребывать в трех основных состояниях: газообразном, твердом и жидком. Но не все способны преобразовываться в каждое из них. Для некоторых характерны лишь два или одно агрегатное состояние.

Газообразная форма вещества характеризируется слабосвязанными или не связанными при помощи сил взаимодействия частицами, кинетическая энергия движения которых в несколько раз больше потенциальной энергии их взаимодействия. Ввиду этого частицы имеют свободу движения и полностью заполняют емкость, в которой находятся, приобретая ее форму.

Вещество в жидкой форме имеет очень подвижные частицы, между которыми небольшие промежутки. Его плотность превышает плотность в газообразном состоянии. Жидкости свойственна текучесть.

Для твердых тел характерна стабильность формы и определенное тепловое движение атомов, вызванное их колебанием. Сравнительно с промежутками между атомами их амплитуда колебания незначительна. Например, агрегатное состояние железа - твердое. Оно имеет устойчивую форму. Сыпучие, но твердые вещества тоже относятся к этой группе. Некоторые люди не знают, какое агрегатное состояние сахара или соли. Ответ: «Твердое».

Еще выделяют такие состояния, как полиморфизм (более двух полиморфных модификаций) и плазма (полностью либо частично ионизированный газ).

Всем простым веществам или химическим соединениям присуща одна форма жидкого состояния и одна – газообразного (за исключением жидких кристаллов).

А вот твердое состояние того же вещества может обладать двумя или больше модификациями, которые отличаются свойствами и внутренним строением. Существование нескольких форм твердого состояния определенного соединения либо простого материала приобрело название «полиморфизм».

На относительную стойкость определенной модификации или фазы влияют условия окружающей среды: давление и температура. Агрегатное состояние и полиморфная форма вещества зависят от их показателей.

Процесс перехода из жидкой формы в газообразную именуется парообразованием. А если парообразование осуществляется лишь с поверхности жидкости - это называется испарением. Преобразование вещества из газообразного состояния обратно в жидкое именуется сжижением.

Сублимацией (возгонкой) называется превращение из твердого в газообразное состояние, а обратный процесс носит название «десублимация». Сублимацию можно рассмотреть на примере замерзания оконных стекол в помещении, выпадения на почву инея и других явлений природы.

Процесс преобразования газообразной формы в жидкую (сжижение) или твердую (десублимация) определяют как единое понятие – конденсация пара. Исходя из этого, такое состояние рассматривают как конденсированное.

Переход в жидкую форму из твердой именуется плавлением, а обратная трансформация – отвердеванием, а под воздействием низких температур – замерзанием. Осуществление преобразования модификации твердой формы в иную носит название «полиморфное превращение» (переход).

В то время, как изменяется агрегатное состояние вещества или осуществляется полиморфное преобразование, выделяется или поглощается теплота. Так происходит, например, при сублимации, парообразовании, плавлении, испарении и т.д.

По тому, поглощается тепло или выделяется, можно сделать выводы об устойчивости полиморфной формы или агрегатного состояния вещества в тех или иных температурных условиях. Формы, в которые переход сопровождается поглощением тепла, более устойчивы при высоких температурах. А низкие температуры больше подходят тем, в которые переходу сопутствует выделение тепла. Испарение и плавление протекает в сопровождении поглощения тепла, вследствие чего гораздо устойчивее твердого в условиях высоких температур жидкое состояние. А в среде более высокого показателя температуры газообразная форма будет более устойчивой, чем жидкая.

fb.ru