Контрольні запитання
1. Чи можна стверджувати, що ртуть — завжди рідина, а повітря — завжди газ?
Ні, ртуть замерзає при температурі -39°C і стає твердим тілом, а повітря можна зрідити при низьких температурах і високому тиску, перетворивши на рідину.
2. Чи відрізняються одна від одної молекули водяної пари та льоду?
Ні, молекули в обох випадках однакові — це H₂O, але в парі вони рухаються вільно як газ, а в льоду утворюють упорядковану кристалічну структуру.
3. У якому стані перебуває речовина в надрах зір?
Речовина в надрах зір перебуває в стані плазми, де атоми іонізовані через високу температуру та тиск.
4. Чому тверді тіла зберігають об’єм і форму?
Тверді тіла зберігають об’єм і форму завдяки сильним зв’язкам між молекулами, які утворюють сталу кристалічну ґратку і не дозволяють їм легко зміщуватися.
5. У чому подібність і в чому відмінність кристалічних та аморфних речовин?
Подібність полягає в тому, що обидва типи є твердими тілами з фіксованим об’ємом; відмінність — кристалічні мають упорядковану структуру молекул у вигляді ґратки, а аморфні — хаотичне розташування, подібне до рідин.
6. Як рухаються і як розташовані молекули в рідинах?
Молекули в рідинах розташовані щільно одна до одної, але рухаються хаотично, переміщуючись на короткі відстані та ковзаючи повз сусідні.
7. Яку рідину називають ненью-тонівською? Які властивості вона має?
Неньютонівською називають рідину, в’язкість якої змінюється залежно від швидкості зсуву; наприклад, при швидкому змішуванні вона може ставати густішою або рідшою, на відміну від ньютонівських, де в’язкість стала.
8. Чому гази займають весь наданий об’єм?
Гази займають весь наданий об’єм, бо молекули в них розташовані далеко одна від одної з великими проміжками, рухаються хаотично і заповнюють простір рівномірно через слабкі сили взаємодії.
9. Наведіть приклади нанооб’єктів.
Прикладами нанооб’єктів є графен (шар атомів вуглецю завтовшки в один атом), наночастинки (частинки розміром до 100 нанометрів) та нанотрубки (циліндричні структури діаметром від одного нанометра).
10. Які властивості наноматеріалів забезпечують їхнє широке використання?
Широке використання наноматеріалів забезпечують їхні унікальні властивості, такі як велика поверхнева площа, підвищена міцність, особливі оптичні та електричні характеристики на нанорівні, що дозволяє застосовувати їх у медицині, електроніці та екології.
Вправа
1. Виберіть правильне закінчення речення. Якщо перелити рідину з однієї посудини в іншу, рідина…
в) збереже об’єм, але змінить форму;
2. Вода випарувалась і перетворилася на пару. Чи змінилися при цьому молекули води? Як змінилися розташування молекул і характер їхнього руху?
Молекули води не змінилися під час випаровування. Змінилося лише розташування молекул і характер їхнього руху: молекули пари розташовані набагато далі одна від одної, ніж у рідині, і рухаються хаотично з великою швидкістю в різних напрямках.
3. Чи може газ заповнити банку наполовину?
Ні, газ не може заповнити банку наполовину. Молекули газу рухаються вільно і хаотично, тому газ завжди займає весь доступний об’єм посудини повністю.
4. Чи можна стверджувати, що в закритій посудині, яка частково заповнена водою, над поверхнею рідини води немає?
Ні, це неправильне твердження. Над поверхнею рідини в закритій посудині знаходиться водяна пара, тому що частина молекул води випаровується з поверхні рідини і переходить у газоподібний стан.
5. Скориставшись додатковими джерелами інформації, дізнайтеся про нанороботів та галузі їх майбутнього застосування.
Нанороботи — це мікроскопічні пристрої нанометрового розміру (близько $10^{-9}$ метра), здатні виконувати певні завдання на молекулярному рівні.
Галузі застосування нанороботів:
Медицина: доставка ліків безпосередньо до уражених клітин, знищення ракових пухлин, очищення судин від холестеринових бляшок, точна діагностика захворювань на ранніх стадіях.
Хірургія: проведення мікрооперацій, що мінімізує пошкодження тканин і прискорює відновлення пацієнтів.
Фармацевтика: створення “розумних” ліків у наноносіях, які підвищують ефективність лікування й обходять механізми резистентності до препаратів.
Біотехнології: використання наноматеріалів для покращення властивостей антимікробних полімерних нанокомпозитів.
Електроніка та промисловість: розробка гнучких датчиків для носимої електроніки, контроль вологості в різних галузях виробництва.