Теория
Строение вещества. Тепловое движение
Всё вокруг — вода, воздух, металл провода — состоит из молекул (или атомов), между которыми есть промежутки. Эти частицы никогда не стоят на месте: они непрерывно и беспорядочно движутся. Это движение называют тепловым, потому что его скорость связана с температурой. Из этой простой картинки выводится почти вся «качественная» физика ОГЭ: диффузия, тепловое расширение, давление газа и даже поведение плотности.
Главное
- Тепловое движение — непрерывное беспорядочное (хаотическое) движение молекул. Чем выше температура, тем больше средняя скорость и кинетическая энергия молекул. При охлаждении движение замедляется, но никогда не прекращается.
- Диффузия — самопроизвольное перемешивание веществ: молекулы одного вещества проникают в промежутки между молекулами другого. Запах духов в дальнем углу комнаты, чернила, окрасившие воду без перемешивания, — всё это диффузия. При нагревании она идёт быстрее (молекулы движутся быстрее); в газах — быстрее всего, в твёрдых телах — очень медленно.
- Броуновское движение — беспорядочное движение мелких видимых частиц (пылинок, крупинок краски) в жидкости или газе под ударами невидимых молекул. Это доказательство теплового движения, но НЕ диффузия.
- Тепловое расширение — при нагревании тела расширяются, при охлаждении сжимаются: молекулы движутся энергичнее и промежутки между ними растут. Поэтому провода ЛЭП летом провисают сильнее — металл удлинился.
- Плотность: ρ = m/V, где m — масса (кг), V — объём (м³), ρ — плотность (кг/м³). Плотность — характеристика вещества, а не порции: отлил половину воды — масса уменьшилась, а плотность осталась 1000 кг/м³. Полезно помнить: вода — 1000 кг/м³, лёд — 900 кг/м³, бензин — 710 кг/м³.
- Давление газа создаётся ударами молекул о стенки. Охладили газ → молекулы бьют реже и слабее → давление падает → внешнее атмосферное давление сжимает оболочку (шарик на морозе «сдувается»).
Как решать
- Определи, о каком явлении речь. Ключевые слова: «перемешалось само, запах распространился» → диффузия; «видимые частицы дрожат под микроскопом» → броуновское движение; «нагрели — стало длиннее/больше» → тепловое расширение.
- Свяжи явление с молекулами: любое объяснение строй по цепочке «температура → скорость (энергия) молекул → следствие». Пример: нагрели воду → молекулы движутся быстрее → диффузия чернил идёт быстрее.
- В задачах «как изменится величина» проверяй, что за величина: свойство вещества (плотность) — не меняется от количества; количество (масса, объём порции) — меняется.
- В развёрнутом ответе (№19) пиши ДВА пункта: сначала краткий ответ («вода тонет в бензине, он всплывает и горит»), затем физическое обоснование с числами или законом («плотность бензина 710 кг/м³ меньше плотности воды 1000 кг/м³, поэтому…»).
Ловушки ОГЭ
- Диффузия ≠ броуновское движение ≠ конвекция. Диффузия — молекулы одного вещества проникают между молекулами другого; конвекция — перенос потоков вещества (тёплый воздух поднимается). «Воздух неподвижен» в условии — прямой намёк, что это НЕ конвекция.
- «Отлили половину — плотность уменьшилась вдвое» — нет! Плотность порции воды не зависит от её количества.
- «На морозе молекулы останавливаются» — неверно: они лишь движутся медленнее, тепловое движение непрерывно.
- В №19 ответ без обоснования почти не оценивается: обязательно доведи объяснение до молекул или сравнения плотностей.
Где пригодится
Задания №3, №4, №5, №12 и развёрнутый ответ №19.
Попробуй решить
Реши задачу этого типа прямо здесь — проверю сразу и покажу разбор:
- <p>Газ в цилиндре медленно сжали поршнем; температура газа осталась прежней.</p> <p>Как в результате изменятся следующие величины?</p> <p>А) давление газа<br>Б) средняя кинетическая энергия молекул газа</p> <p>Для каждой величины определите характер изменения:</p> <ol><li>увеличится</li><li>уменьшится</li><li>не изменится</li></ol> <p>Запишите две цифры в порядке А, Б (цифры могут повторяться).</p>
- <p>Прочитайте текст и вставьте на места пропусков слова (словосочетания) из приведённого списка.</p> <p>Если капнуть каплю чернил в стакан с водой, то через некоторое время вся вода окрасится, даже если её не перемешивать. Это явление называется (А)_____. Оно объясняется тем, что молекулы чернил и воды участвуют в непрерывном (Б)_____ движении. При повышении температуры окрашивание происходит (В)_____, так как скорость движения молекул (Г)_____.</p> <p>Список слов и словосочетаний:</p> <ol><li>медленнее</li><li>конвекцией</li><li>упорядоченном</li><li>быстрее</li><li>уменьшается</li><li>диффузией</li><li>беспорядочном (тепловом)</li><li>увеличивается</li></ol> <p>Запишите четыре цифры в порядке А, Б, В, Г (без пробелов и запятых). Каждое слово может быть использовано один раз.</p>
- <p>Из стакана с водой отлили половину воды.</p> <p>Как в результате изменятся следующие величины?</p> <p>А) плотность воды<br>Б) масса воды в стакане</p> <p>Для каждой величины определите характер изменения:</p> <ol><li>увеличится</li><li>уменьшится</li><li>не изменится</li></ol> <p>Запишите две цифры в порядке А, Б (цифры могут повторяться).</p>
- <p>Прочитайте текст и вставьте на места пропусков слова (словосочетания) из приведённого списка.</p> <p>Если капнуть каплю чернил в стакан с водой, то через некоторое время вся вода окрасится, даже если её не перемешивать. Это явление называется (А)_____. Оно объясняется тем, что молекулы чернил и воды участвуют в непрерывном (Б)_____ движении. При повышении температуры окрашивание происходит (В)_____, так как скорость движения молекул (Г)_____.</p> <p>Список слов и словосочетаний:</p> <ol><li>беспорядочном (тепловом)</li><li>быстрее</li><li>упорядоченном</li><li>конвекцией</li><li>медленнее</li><li>увеличивается</li><li>диффузией</li><li>уменьшается</li></ol> <p>Запишите четыре цифры в порядке А, Б, В, Г (без пробелов и запятых). Каждое слово может быть использовано один раз.</p>
- <p>Закрытый стальной баллон с газом внесли с мороза в тёплое помещение.</p> <p>Как в результате изменятся следующие величины?</p> <p>А) давление газа в баллоне<br>Б) масса газа в баллоне</p> <p>Для каждой величины определите характер изменения:</p> <ol><li>увеличится</li><li>уменьшится</li><li>не изменится</li></ol> <p>Запишите две цифры в порядке А, Б (цифры могут повторяться).</p>
- <p>Провода линий электропередачи летом провисают заметно сильнее, чем зимой. Почему?</p> <p>Выберите верное утверждение с объяснением.</p>
- Зимой провода сжимаются под тяжестью снега и становятся короче.
- При нагревании провода удлиняются из-за теплового расширения.
- Летом воздух плотнее и сильнее давит на провода сверху.
- Летом ток в проводах всегда больше, и они растягиваются под действием магнитных сил.
Разбор заданий
Взяли три одинаковых стакана и налили в каждый по 200 миллилитров воды: в первый воду 10 градусов, во второй 30 градусов, в третий 50 градусов Цельсия. В каждый стакан осторожно опустили по одинаковому кристаллику медного купороса и, не перемешивая воду, засекли время, за которое вся вода окрасилась равномерно: в первом стакане 30 минут, во втором 12 минут, в третьем 5 минут.
Из предложенного перечня выберите два утверждения, которые соответствуют результатам этих наблюдений, и запишите их номера.
- В газах диффузия идёт быстрее, чем в жидкостях.
- Чем выше температура воды, тем быстрее идёт диффузия.
- Нагрев воды с 10 до 50 градусов ускорил перемешивание примерно в 6 раз.
- В спирте кристаллик перемешался бы быстрее, чем в воде.
- Скорость перемешивания кристаллика с водой от температуры не зависит.
Цифры в ответе можно записывать в любом порядке.
Показать решение
— «Чем выше температура воды, тем быстрее идёт диффузия.» — верно: При 10 градусах окрашивание заняло 30 минут, при 30 градусах 12 минут, при 50 градусах всего 5 минут — время падает с ростом температуры..
— «Нагрев воды с 10 до 50 градусов ускорил перемешивание примерно в 6 раз.» — верно: 30 минут разделить на 5 минут получается 6..
Остальные утверждения не подходят:
— «В спирте кристаллик перемешался бы быстрее, чем в воде.» — из опыта не следует: Жидкость во всех трёх стаканах была одна и та же — вода; род жидкости не меняли..
— «В газах диффузия идёт быстрее, чем в жидкостях.» — из опыта не следует: В опыте были только три стакана воды, ни один газ не исследовали..
— «Скорость перемешивания кристаллика с водой от температуры не зависит.» — противоречит опыту: Кроме температуры в опыте ничего не меняли, а время отличается в 6 раз: 30, 12 и 5 минут..
Ответ: 23.
В комнате открыли флакон духов, и через несколько минут запах почувствовали в дальнем углу комнаты, хотя воздух был неподвижен.
Какое физическое явление здесь наблюдается?
- теплопроводность
- конвекция
- диффузия
- испарение
Запишите цифру, соответствующую выбранному ответу.
Показать решение
Молекулы духов из-за хаотического теплового движения проникают между молекулами воздуха без переноса потоков вещества — это диффузия.
Верный вариант — 3) диффузия.
Ответ: 3.
Частые вопросы
Что нужно знать по теме «Строение вещества. Тепловое движение» для ОГЭ по физике?
Всё вокруг — вода, воздух, металл провода — состоит из молекул (или атомов), между которыми есть промежутки. Эти частицы никогда не стоят на месте: они непрерывно и беспорядочно движутся. Это движение называют тепловым, потому что его скорость связана с температурой. Из этой простой картинки… Полный разбор с примерами — выше на этой странице.
В каких заданиях ОГЭ по физике встречается тема «Строение вещества. Тепловое движение»?
Тема «Строение вещества. Тепловое движение» встречается в заданиях №3, №4, №5, №12, №16, №18, №19 — по действующим спецификации и демоверсии ФИПИ.
Где потренироваться в заданиях по теме «Строение вещества. Тепловое движение»?
В тренажёре Совелия — задачи этого типа с мгновенной проверкой, подсказками и разбором именно твоей ошибки. Бесплатно, без рекламы, прогресс сохраняется.