Контрольные работы, курсовые, дипломные, рефераты, а также подготовка докладов, чертежей, лабораторных работ, презентаций и еще много всего. Недорого и быстро.

Узнать больше...

Главная страница сайта Шпаргалки для учащихся
Помощь в решении задач по предметам Убойные фотки по химии
Сочинения (больше 4000) Жестяной юмор из жизни учащихся
Вернуться в меню книги об истории открытия химических элементов

Из жизни газов

По мнению неспециалиста, газы кажутся самой трудноописуемой формой материи, если не учитывать четвертого агрегатного состояния вещества — плазмы. И все же с газами мы встречаемся на каждом шагу. Это воздух, которым мы дышим, городской газ, горящий в наших газовых плитах, множество запахов, которыми обильно снабжает нас химия, и многое другое. Но чтобы исследовать все эти газы и сделать их полезными для людей, требуется особый талант экспериментатора и специальная аппаратура, похожая на ту, которую изображают в научно-фантастических романах. Напротив, твердые и жидкие вещества — нечто повседневное для нас, и поэтому напрашивается мысль, что они относятся к наиболее исследованным веществам. В действительности же ни твердое, ни жидкое агрегатные состояния (даже для ученых сегодняшнего дня) не стали наиболее изученными состояниями материи. Газы обладают такими свойствами, которых нет ни у твердых, ни у жидких тел. Энергия связи между молекулами у газов (у инертных газов между атомами) настолько мала, что не только взаимное расположение молекул и атомов, но и расстояния между ними могут изменяться, любым образом. Это в значительной степени облегчает изучение газообразного состояния материи, так как взаимное влияние частиц газа одна на другую невелико.

Для количественного описания "условий жизни" газа достаточно четырех величин: давления, объема, числа частиц в единице объема и абсолютной температуры. Эти величины связаны между собой простыми закономерностями, которые в ясной и наглядной форме описывают физическое поведение газа. И несмотря на это, мы вновь и вновь удивляемся, когда физики рассказывают нам об астрономически больших числах частиц в единице объема газа, о невообразимо малых или почти бесконечно больших значе-

ниях "длины свободного пробега", соответствующих определенным давлениям. Посмотрим на эти цифры. Сейчас принято разделять область давлений от атмосферного до вакуума на следующие области (все цифры — мм

рт. ст.):

Низкий вакуум..................... 760-1

Средний вакуум..................... 1-Ю"3

Обычный глубокий вакуум.............. 10" 3 -10" 6

Очень глубокий вакуум................ 10~ 6 -10" 9

Сверхглубокий вакуум................ Менее 10"9

Атмосферному давлению 760 мм рт.ст. соответствует число частиц в 1 см3, равное 2,5•1O19 (при 25 0C). Средняя длина свободного пробега составляет около Ю-15 см, т.е. именно такой крохотный участок проходит частица до встречи с другой частицей. Можно подумать, что при очень глубоком вакууме молекул и атомов газа в единице объема окажется немного. Но не тут-то было! При разрежении 10"6-10""7 мм рт.ст. в 1 см3 все еще остается 1010 частиц, а средняя длина свободного пробега увеличивается всего до 50—100 м. Теперь отправимся мысленно в межпланетное пространство, где на 1 см3 объема приходится всего 3 частицы; здесь средняя длина свободного пробега возрастает до 150 млн. км. Это практически абсолютный вакуум, тот самый, которого, по мнению последователей Аристотеля, природа не терпит. "Боязнь пустоты" была идеологической опорой в борьбе со сторонниками атомной теории, предполагавшей существование пустоты.

После Аристотеля должно было пройти еще два тысячелетия, пока не начались серьезные экспериментальные исследования газов. Первым на этом поприще стал итальянский физик и астроном Галилео Галилей (1564-1642 гг.), установивший, что воздух имеет вес (массу). Его ученик и последователь, придворный математик великого герцога Тосканского Эвангелиста Торричелли в 1643 г. изобрел ртутный барометр, которым можно было измерять давление воздуха. Французский, ученый Б лез Паскаль (1623-1662 гг.) установил, что атмосферное давление соответствует давлению столба воды высотой

около 10 м. Инженер бургомистр Газометр Гальса (1727 г.) г. Магдебурга Отто фон Герике (1602-1686 гг.) сконструировал первый воздушный поршневой насос и проводил эффективные эксперименты "с вакуумом". Современником всех этих исследователей был бельгийский физик и химик ван Гельмонт. Он также экспериментировал с материей, которую нельзя "ни хранить в сосуде, ни превратить в видимую форму". Для обозначения этого "необузданного духа" он предложил название "газ" от греческого слова "хаос". Гельмонт первым выявил, что, кроме воз-

духа, существуют и другие воздухообразные вещества. Но исследовать их ему не удалось, так как он не мог уловить газ в какой-либо сосуд. Это смог сделать английский теолог и естествоиспытатель С.Гейлз (1677— 1761 гг.), который изобрел "пневматическую ванну". Он получил множество разных газов, нагревая самые различные растительные, животные и минеральные вещества. Но точно исследовать ни один из полученных им газов Гейлз не смог, да и не считал нужным, ибо, по его мнению, все эти газы были обычным атмосферным воздухом, загрязненным посторонними веществами. Такого взгляда на природу газов придерживались и другие исследователи в течение нескольких десятилетий после работ Гейлза.

Важный этап развития химии как науки наступил только после открытия водорода, а также выявления физического состава воздуха и химического состава воды. Эти открытия произошли во второй половине XVIII века и связаны с именами самых выдающихся естествоиспытателей того времени: Михаила Васильевича Ломоносова (1711—1765 гг.), Генри Кавенди-ша (1731-1810 гг.), Джозефа Пристли (1733-1804 гг.), Карла Вильгельма Шееле (1742-1786 п\) и Антуана Лорана Лавуазье (1743-1794 гг.).

Все эти исследователи жили во время, когда прогрессивные силы поднялись на борьбу с абсолютистскими и феодальными режимами. В Англии, на родине Кавендиша и Пристли, благодатную почву нашли идеи французских просветителей,Влияние французской революции 1789 г. способствовало развитию демократического движения в Англии и поддерживало демократов в борьбе с дворянством и частью контрреволюционной буржуазии. В Швеции, ставшей родиной Шееле, развивались первичные формы капиталистической экономики на базе горного дела, металлургии и судостроения. Во Франции, на родине Лавуазье, идеи французских просветителей подготовили свержение феодально-клерикального порядка. Россия во времена Ломоносова жила под влиянием петровских реформ, направленных на развитие промышленности и торговли, а также на улучшение образования. Благодаря этим реформам Россия выходила из вековой экономической и культурной отсталости.

 

 

Вы находитесь на сайте Xenoid v2.0:
если вам нужно быстро, подробно и недорого
решить контрольную - обращайтесь. Возможны консультации
онлайн. См. раздел "Решение задач".

 

 

 

Copyright © 2005-2013 Xenoid v2.0

Использование материалов сайта возможно при условии указания активной ссылки
Химия: решение задач