Гал юунаас болж гарч болох вэ? Гал гэж юу вэ, яагаад шатдаг вэ? Исэлдэлтийн болон бууралтын бүс

Гэр

Винил

Бүтээлийн текстийг зураг, томъёололгүйгээр нийтэлсэн.
Ажлын бүрэн хувилбарыг "Ажлын файлууд" таб дээрээс PDF форматаар авах боломжтой

Лааны гал, галын гал,

Хүчтэй галын гал.

Гэрэл - тэд бүгд мастерууд юм

Хүмүүст илгээсэн бэлэг.

Танилцуулга

Тэр төрж, хүчирхэгжиж, өсч хөгжих боломжтой. Суларч үхэж болзошгүй. Хүндэтгэлтэй, эелдэг, харгис хэрцгий, шуналтай байж болно. Цохиж, залгиж, иднэ. Та түүнтэй тулалдаж болно, тэр ялагдал хүлээж ухрах болно. Энэ нь таныг аврах эсвэл аймшигтай эмгэнэлт явдал болж хувирах болно.

"Гал!" - энэ бол алдагдсан хүмүүсийн итгэл найдвар, дайснуудад үхэл авчирдаг хатуу тушаал юм.

Галт үс, шатаж буй нүд, ширүүн харц. Гэнэтийн уур, тэсрэлт инээх. Галаар тоглож, бодлоор гал бадра, урам зоригоор гэрэлт, хүсэл тэмүүллээр шат. "Бяцхан оч том дөл төрнө", "Гал ус бүгдийг устгана", "Галанд төмөр хайлж байна", "Гал бол хүний найз, дайсан".

Хангалттай жишээ. Тэд зөвхөн байгалийн энэ бэлэг бидний амьдралд ямар үүрэг гүйцэтгэдэг болохыг сануулах хэрэгтэй. Манай хэлэнд амьд биетийн шинж чанарыг агуулсан байдаг ба эсрэгээр хүний гадаад төрх байдал, сэтгэл хөдлөл нь ихэвчлэн дөлийн шинж чанартай холбоотой байдаг.

Гал бол эрт дээр үеэс хүмүүсийн амьдралын салшгүй хэсэг байсаар ирсэн. Бидний оршин тогтнолыг галгүйгээр төсөөлөх боломжтой юу? Мэдээж үгүй. Орчин үеийн хүн шаталтын процесстой өдөр бүр тулгардаг.

Ажлын зорилго: шаталтын процессыг янз бүрийн үүднээс судлах.

Шаталтын сэдэвтэй холбоотой уран зохиол, интернетийн эх сурвалжийг судлах;

Галыг эзэмшсэн түүхтэй танилцах;

Шаталтын үйл явцтай холбоотой туршилт хийх мэдээлэл, нарийн зааврыг олох.

Жаахан түүх

Шатаах- Энэ бол хүний танилцсан анхны химийн урвал юм.

Домогт өгүүлснээр Зевсийн хоригийг үл харгалзан хөлдсөн, аз жаргалгүй хүмүүст галыг титан Прометей авчирсан. Гэхдээ хамгийн эртний хүн төрөлхтөн галт уулын дэлбэрэлт, аянга буух үед гал түймэртэй тулгарсан байх магадлалтай. Тэд өөрсдөө яаж олборлохыг мэдэхгүй ч үүрч, арчилж чаддаг байв. Хүн галыг ашигласан анхны нотолгоо нь Зүүн Африкийн Чесованья, Өмнөд Африкийн Сварткранс, Хятадын Жоукодиан, Сихоуду, Ява арлын Тринил зэрэг эртний хүмүүсийн археологийн дурсгалуудаас олджээ. 1.5-2 сая жилийн өмнөх галын нүх, үнс, нүүрс, эртний хүмүүсийн шатсан багаж хэрэгсэл, хөхтөн амьтдын яс олджээ.

2008 он хүртэл хүмүүс өөрсдөө гал гаргаж эхэлсэн нь тодорхойгүй байсан бөгөөд Израилийн хэсэг археологичид 790 мянган жилийн өмнөх харьцангуй нарийн он сар өдрийг нэрлэжээ. Эрдэмтэд эртний палеолитын үеийн алдарт Гешер Бнот Яаковын дурсгалд хийсэн малтлагын үр дүнд үндэслэн ийм дүгнэлт хийжээ. Quaternary Science Reviews сэтгүүлд гарсан тайланд дурдсанаар, тэд тухайн газар нутаглаж байсан бараг арван хоёр үеийн туршид хэрэглэж байсан анхдагч галын техникүүдийн ул мөрийг олсон байна. Өмнө нь эндээс олдсон чулуу, чулуун зэвсгийн талаар илүү нарийвчилсан судалгаа хийсний үндсэн дээр дүгнэлт хийсэн.

Хүмүүс бие даан гал гаргах анхны арга бол үрэлт байв. Энэ аргыг бидний цаг үед, жишээлбэл, зуслангийн нөхцөлд хааяа ашигладаг.

Аажмаар хүн төрөлхтөн бидний эргэн тойрон дахь ертөнцийн талаарх практик туршлага, шинэ мэдлэгийг хуримтлуулахын хэрээр гал асаах өөр нэг арга нь гал асаах болсон. Чулуу нь тодорхой ашигт малтмалыг хүчтэй цохиход түүний гадаргуугаас өчүүхэн жижиг хэсгүүд нисч, тэр даруй гал авалцаж, шатамхай материал дээр унаж галд автдаг. Эдгээрт жишээлбэл, пирит (төмрийн (II) дисульфид - FeS 2) орно. Ижил шинж чанартай бусад ашигт малтмалыг мэддэг. Цаг хугацаа өнгөрөхөд энэ арга сайжирсан: илүү түгээмэл, хүртээмжтэй ашигт малтмалын цахиураас төмөр бариулаар оч цацаж гал гаргаж эхлэв. Шатамхай бодис нь нунтаг эсвэл шатсан чиргүүл байв. Европт 19-р зууны дунд үе хүртэл галыг ийм аргаар олж авах. Ашигласан төхөөрөмжийг Орос улсад "цахиур чулуу" гэж нэрлэдэг байв.

Өөр нэг сонирхолтой аргыг Суматра, Жава, Калимантан, Сулавеси арлуудын овгууд эрт дээр үеэс 20-р зууны дунд үе хүртэл хэрэглэж ирсэн: тусгай төхөөрөмжөөр агаарыг огцом шахаж гал гаргах.

Одоогийн байдлаар хүмүүс шаталтын процесстой байнга тулгардаг. Энэ нь хийн зууханд хий шатаах, дизель машины хөдөлгүүрт түлшний бичил дэлбэрэлт, хувийн байшингийн халаалтын систем эсвэл дулааны цахилгаан станцын үйл ажиллагаа гэх мэт байж болно. Цэргийн хэрэгт гал гэдэг нь галт зэвсгээс буудах гэсэн үг юм.

Эрдэмтний нүдээр гал

Гал гэж юу вэ? Химийн үүднээс авч үзвэл энэ нь экзотермик исэлдэлтийн урвал явагддаг бүс бөгөөд заримдаа пиролиз (органик болон олон органик бус нэгдлүүдийн дулааны задрал) дагалддаг. Физикийн үүднээс авч үзвэл энэ нь ийм урвалын бүсээс халсан бодисоор гэрэл цацрах явдал юм.

Бид яагаад галыг хардаг вэ? Шатамхай материал ба шаталтын бүтээгдэхүүний тоосонцор нь өндөр температуртай (ердийн хар биеийн цацраг) байдаг тул гэрэлтдэг. Өндөр температур нь атомыг хэсэг хугацаанд өндөр энергийн төлөвт шилжүүлэх боломжийг олгодог бөгөөд дараа нь анхны төлөвтөө буцаж ирэхэд тухайн элементийн электрон бүрхүүлийн бүтцэд тохирсон тодорхой давтамжийн гэрлийг ялгаруулдаг.

"Гал" ба "шатаах" хоёрын ялгаа юу вэ? Галгэрэл, дулааныг хоёуланг нь ялгаруулдаг хурдан шаталтын хэлбэр юм. Шатаах- экзотермик урвалын үед анхны бодисыг шаталтын бүтээгдэхүүн болгон хувиргах физик-химийн нарийн төвөгтэй процесс. Шатаах процессын хувьд танд дараахь зүйлс хэрэгтэй болно.

Шатамхай бодис (түлш);

Исэлдүүлэгч бодис (ихэнхдээ хүчилтөрөгч);

Галын эх үүсвэр (үргэлж биш)

Исэлдүүлэгч ба шатамхай бодис нийлээд шатамхай системийг бүрдүүлдэг. Энэ нь нэгэн төрлийн ба гетероген байж болно:

Нэг төрлийншатамхай бодис ба исэлдүүлэгч нь хоорондоо жигд холилдсон системүүд (шатамхай хий, уурын хольц). Ийм системийн шаталтыг кинетик шаталт гэж нэрлэдэг. Тодорхой нөхцөлд ийм шаталт нь дэлбэрэлтийн шинж чанартай байж болно.

Нэг төрлийн бус- шатамхай бодис, агаар нь хоорондоо холилдохгүй, интерфейстэй систем (хатуу шатамхай материал ба атомжаагүй шингэн). Нэг төрлийн бус шатамхай системийг шатаах үед агаарын хүчилтөрөгч нь шаталтын бүтээгдэхүүнээр дамжин шатамхай бодис руу нэвтэрч, түүнтэй урвалд ордог. Энэ төрлийн шаталтыг диффузын шаталт гэж нэрлэдэг. Хүчилтөрөгч, хлор, фтор, бром болон бусад бодисууд нь исэлдүүлэгч бодис болж чаддаг.

Гал бол шаталтын үндсэн (чөлөөт шатаах) үе шат бөгөөд энэ нь физик-химийн үзэгдэл бөгөөд үүнийг зөвхөн химийн үүднээс авч үзэх нь үндэслэлгүй гэсэн үг юм. Физикийн үүднээс гал- дараахь үр дүнд ялгардаг халуун хийн багц.

исэлдүүлэгчийн оролцоотойгоор түлшийг (шатамхай бодис) тодорхой температурт дур мэдэн эсвэл албадан халаах;

химийн урвал (жишээлбэл, дэлбэрэлт);

орчинд цахилгаан гүйдлийн урсгал (цахилгаан нум, цахилгаан гагнуур)

Шаталтын үе шатууд

Шаталтын процессыг тодорхой үе шатуудад (үе шат) хуваадаг.

1. Эхний үе шат (өсөлтийн үе шат),

2. Чөлөөт шатаах үе (бүрэн хөгжсөн үе шат),

3. Шатах үе (муудалтын үе).

Эхний үе шатанд хүчилтөрөгчийн урсгал нэмэгдэж, дараа нь буурч эхэлдэг. Тодорхой хэмжээний дулаан үүсдэг бөгөөд шаталтын явцад энэ хэмжээ нэмэгддэг. Дөл нь 5370 хэмээс дээш температурт хүрч болох боловч энэ үе шатанд өрөөний температур бага байж болно.

Чөлөөт шатаах хоёр дахь үе шатанд конвекц нь дулааныг хязгаарлагдмал орон зайн дээд давхаргад хүргэдэг тул хүчилтөрөгчөөр баялаг агаар дөл рүү татдаг. Халуун хий нь дээрээс доошоо хөдөлж, сэрүүн агаарыг доод түвшнийг эрэлхийлэхэд хүргэдэг бөгөөд эцэст нь өрөөний дээд давхарга дахь бүх шатамхай материалыг асаадаг. Энэ үе шатанд дээд давхаргын температур 7000 хэмээс хэтэрч болно. Түлштэй урвалд ороход хангалттай хүчилтөрөгч байхгүй хэмжээнд хүрэх хүртэл гал нь чөлөөт хүчилтөрөгчийг үргэлжлүүлэн зарцуулдаг. Дөл нь шатах үе хүртэл буурч, хурдан гал авалцахын тулд зөвхөн хүчилтөрөгч хэрэгтэй.

Гурав дахь үе шатанд шаталтын хэсэг нь агааргүй бол дөл зогсч болно. Энэ тохиолдолд шаталт нь шатаж буй гал болж буурдаг. Өтгөн утаа, хий ялгарч, илүүдэл даралт үүсдэг. Нүүрс шатсаар, өрөө нь 5370 ° C-ийн температурт өтгөн утаа, шаталтын хийгээр бүрэн дүүрнэ. Хүчтэй дулаан нь хөнгөн түлшний бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг ууршуулна. , өрөөнд байгаа шатамхай материалаас устөрөгч, метан зэрэг . Эдгээр түлшний хий нь галын деривативтай нэгдэж, дахин гал авалцах эрсдэлийг нэмэгдүүлж, буцах магадлалыг бий болгоно.

Шаталтын төрлүүд

Флэш- энэ нь шахсан хий үүсэх дагалддаггүй шатамхай хольцын хурдан шаталт юм.

Гал- гал асаах эх үүсвэрийн нөлөөн дор шаталт үүсэх.

Галын тод жишээ бол эртний Энэтхэгийн тахилч нарын "заль мэх" юм: Эртний Энэтхэгт ариун нандин ёслол үйлдэж байх үед сүм хийдийн бүрэнхий харанхуйд нууцлаг улаан гэрлүүд гэнэт дүрэлзэж, оч цацаж, сүсэгтэн олонд мухар сүсгийн айдас төрүүлдэг байв. Мэдээжийн хэрэг, хүчирхэг Будда үүнд ямар ч хамааралгүй байсан ч түүний үнэнч зарц нар болох тахилч нар нь сүсэгтэн олныг гялалзсан гэрлийн тусламжтайгаар айлгаж, хуурч байсан. Галд улаан өнгө өгсөн стронцийн давсыг нүүрс, хүхэр, калийн хлорат (Бертолле давс) хольсон. Зөв мөчид хольцыг галд авав.

2KClO 3 + S +2C = 2KCl + SO 2 + 2CO 2

Аяндаа шатахгал асаах эх үүсвэр байхгүй үед бодис (материал, хольц) шатахад хүргэдэг экзотермик урвалын хурд огцом нэмэгдэх үзэгдэл юм.

Дулааны аяндаа шаталтбодисууд нь далд эсвэл гадны халаалтын эх үүсвэрийн нөлөөн дор өөрөө халалтын үр дүнд үүсдэг. Авто исэлдэлтийн явцад ялгарах дулааны хэмжээ нь хүрээлэн буй орчны дулаан дамжуулалтаас давсан тохиолдолд л өөрөө гал асаах боломжтой.

Дулааны аяндаа шаталтын жишээ бол халуун цаг агаарт дэгдэмхий эфирийн тос аяндаа шатах явдал юм. Шатаж буй бут буюу Мосегийн бутны тухай алдартай домог нь шинжлэх ухааны үндэслэлтэй бүрэн тайлбартай байдаг: эрдэмтэд үүнийг нарны гэрэлд гэрэлтдэг эфирийн тос ялгаруулдаг диптам бут байсан гэж эрдэмтэд үздэг. Бутны эргэн тойронд тайван цаг агаарт ургамлаас ялгардаг дэгдэмхий эфирийн тосны агууламж нэмэгдэж, тодорхой температурт хүрэхэд гал авалцдаг. Эфир өөрөө шатах химийн урвалын тэгшитгэл:

C 4 H 10 O + 6 O 2 = 4 CO 2 + 5 H 2 O

Дулааны аяндаа шаталт нь мөн оршуулгын газрын гэрлийн харагдах байдлыг тайлбарладаг. Органик үлдэгдэл задрахад өнгөгүй, хортой фосфины хий (PH3) ялгардаг бөгөөд энэ нь агаарт аяндаа гал авалцах шинж чанартай байдаг. хүчилтөрөгчийн дэргэд. Хэрэв энэ хий газраас гарч ирвэл органик үлдэгдэл задарч, өөрөө гал авалцаж, сүм хийдүүд мухар сүсэгтнүүдийг айлгадаг байсан жижиг гялбаа үүсдэг. Энэ үзэгдлийг зөвхөн дулааны улиралд ажиглаж болно, учир нь фосфины өөрөө гал асаах температур = 38 ° C байна. Фосфины өөрөө гал асаах химийн урвалын тэгшитгэл:

2PH 3 + 4O 2 = P 2 O 5 + 3H 2 O

Бодисын масс (материал, хольц) дахь бичил биетний амин чухал үйл ажиллагааны нөлөөн дор аяндаа шаталт үүсч болно.

Шатамхай материал нь микробиологийн аяндаа шатах хандлагатай байдаг, ялангуяа чийгшүүлсэн материалууд нь амин чухал үйл ажиллагаа нь дулаан (хүлэр, модны үртэс) ялгарахтай холбоотой бичил биетний үржлийн үндэс болдог. Энэ тохиолдолд өөрөө халаах температур нь ердийн орчны температураас хэтрэхгүй бөгөөд сөрөг байж болно.

Тиймээс хөдөө аж ахуйн бүтээгдэхүүн (дарш, чийгшүүлсэн өвс) элеваторт хадгалах үед ихэнх гал түймэр, дэлбэрэлт гардаг. Хадгалах үед хадлан (болон үүнтэй төстэй материалыг) өөрөө халаах, өөрөө гал асаахаас зайлсхийх хамгийн түгээмэл арга бол материалыг чийгшүүлэхгүй байх явдал юм.

Шаталтын болон аяндаа шаталтын процессуудын хооронд ялгаа байдаг: шаталт үүсэхийн тулд тухайн бодисын аяндаа гал асаах температураас давсан температуртай дулааны импульсийг шатах системд оруулах шаардлагатай.

Өөрөө халаах температур- орчны хамгийн бага температур, түүнээс дээш таатай нөхцөлд шатамхай бодисын тодорхой эзэлхүүний (масс) дулааны задрал, исэлдэлттэй холбоотой экзотермик өөрөө халаах процесс үүсэх боломжтой.

Автомат гал асаах температур- энэ нь экзотермик урвалын хурд огцом нэмэгдэж, галын шаталт үүсэхэд дуусдаг бодисын хамгийн бага температур юм.

Дэлбэрэлт гэдэг нь дулааны энергийг хурдан ялгаруулж, механик ажил үүсгэх чадвартай шахсан хий үүсгэдэг бодисыг маш хурдан химийн хувиргах явдал юм.

Ихэнх автомашины хөдөлгүүрийн үйл ажиллагааны үндэс нь түлшний механик тэсрэлт байдаг тул орчин үеийн ертөнцийг ийм төрлийн шаталтгүйгээр төсөөлөхөд хэцүү байдаг. Мөн жижиг хэмжээний дэлбэрэлтийг пиротехникийн хэрэгсэлд ашигладаг. Пиротехник (эртний Грекийн πῦρ - гал, дулаан; τεχνικός - урлаг, ур чадвар) нь шатамхай найрлага бэлтгэх, тодорхой үр нөлөө үзүүлэхийн тулд шатаах технологитой холбоотой технологийн салбар юм. Үүнд хуваагдана:

цэргийн (галын буу, утааны бөмбөг)

тусгай (кино тусгай эффект, иргэний дохионы төхөөрөмж)

зугаа цэнгэл (пиротехникийн бүтээгдэхүүн - салют, оч, салют, салют.

Шаталтын бүтээгдэхүүн

Шаталтын явцад шаталтын бүтээгдэхүүн үүсдэг. Тэд шингэн, хатуу, хийн хэлбэртэй байж болно. Тэдний найрлага нь шатаж буй бодисын найрлага, түүний шаталтын нөхцлөөс хамаарна. Органик болон органик бус шатамхай бодисууд нь голчлон нүүрстөрөгч, хүчилтөрөгч, устөрөгч, хүхэр, фосфор, азотоос бүрддэг. Эдгээрээс нүүрстөрөгч, устөрөгч, хүхэр, фосфор нь шаталтын температурт исэлдэж, шаталтын бүтээгдэхүүн үүсгэх чадвартай: CO, CO 2, SO 2, P 2 O 5. Азот нь шаталтын температурт исэлддэггүй бөгөөд чөлөөт төлөвт ялгардаг бөгөөд хүчилтөрөгч нь бодисын шатамхай элементүүдийг исэлдүүлэхэд зарцуулагддаг. Эдгээр бүх шаталтын бүтээгдэхүүнүүд (нүүрстөрөгчийн дутуу ислийн СО-г эс тооцвол) ирээдүйд шатаах боломжгүй.

Бага температур, агаарын хомсдолтой нөхцөлд органик бодис бүрэн шатаагүй тохиолдолд илүү олон төрлийн бүтээгдэхүүн үүсдэг - нүүрстөрөгчийн дутуу исэл (II), спирт, альдегид, хүчил болон бусад нарийн төвөгтэй химийн нэгдлүүд. Эдгээр бүтээгдэхүүн нь хурц, хортой утаа үүсгэдэг. Үүнээс гадна, бүрэн бус шаталтын бүтээгдэхүүн нь өөрөө шатаж, агаартай тэсрэх хольц үүсгэх чадвартай. Ийм дэлбэрэлт нь их хэмжээний шатамхай материал бүхий хонгил, хатаагч, хаалттай орон зайд галыг унтраах үед тохиолддог.

Галын өнгө

Хольцын дөлийг өөр өөр өнгөөр будах чадварыг зөвхөн пиротехникийн салбарт төдийгүй аналитик химийн салбарт ашигладаг: Пирохимийн шинжилгээ нь тодорхой химийн элементүүдийг (жишээлбэл, эрдэс бодис) дөлний өөр өөр өнгөөр илрүүлэх арга юм.

Элемент	Галын өнгө
	Маргад ногоон
Кобальт (Ко)
манган (Mn)	Нил ягаан-наметист
Төмөр (Fe)	Шар хүрэн
Никель (Ни)	Улаан хүрэн
Натри (Na)	Улбар шар
Кальци (Ca)	Хурц улаан

Хийн шатаагч нь нүүрстөрөгчийн дутуу исэл (CO) байгаа тул цэнхэр дөлөөр шатдаг. Шүдэнзний шар улбар шар дөл нь модонд натрийн давс агуулагддагтай холбоотой. Хэвийн нөхцөлд галын дээд хэсгийн шар-улбар шар өнгө нь халуун агаарын урсгалаар дээшээ зөөгдсөн тортогуудын тоосонцороор тайлбарлагддаг.

Дүгнэлт

Сэдвийн ажлын үр дүнд өгөгдсөн даалгавруудыг гүйцэтгэсэн: галын болон шаталтын процессыг эзэмшсэн түүхийн талаархи уран зохиолын эх сурвалж, интернетийн эх сурвалжийг судалсан; шаталтын үйл явцтай холбоотой лабораторийн туршилт, тэдгээрийг хэрэгжүүлэх зааврыг сонгосон.

Ажлын зорилго биелсэн. Орчин үеийн хүмүүст шатаах гэх мэт танил болсон үзэгдэл бол маш нарийн төвөгтэй физик, химийн процесс юм. Энэ бол хүний танилцсан анхны химийн урвал юм! Энэ үйл явц нь бидний амьдралд маш чухал үүрэг гүйцэтгэдэг, гэхдээ заримдаа энэ нь маш их аюул учруулдаг.

Энэхүү бүтээлд үзүүлсэн сонирхолтой баримтууд, лабораторийн туршилтуудыг боловсролын байгууллагуудад оюутнуудыг гал гэх мэт гайхалтай сэдэвтэй танилцуулах зорилгоор ашиглах боломжтой.

Практик хэсэг

Туршлага №1. "Химийн зулын гол".

Бөмбөгний гал хамгаалагчийг алсаас гэрэлтүүлэх энэ аргыг 19-р зууны сүүлчээр ашиглаж байжээ. Энэ нь глицерин нь хүчтэй исэлдүүлэгч бодис (калийн перманганат) -тай урвалд ороход гал авалцах чадвар дээр суурилдаг.

Туршилтын зорилго: гал нь зөвхөн оч биш, харин бие даасан, бүрэн гэм хоргүй зарим бодисыг холих замаар "төрөх" боломжтой гэдгийг батлах явдал юм.

Урвалж ба тоног төхөөрөмж: цаас, калийн перманганат, усгүй глицерин, пипетк.

Ажлын явц, ажиглалт: бага хэмжээний калийн перманганатыг үрчийсэн цаасан дээр асгаж, 3-5 дусал глицерин дуслаарай; Холимог дээр утаа гарч ирэх бөгөөд хэсэг хугацааны дараа (5-15 секунд) хольц болон үрчийсэн хуудас асна.

Туршлага №2. "Бяцхан салют."

Урвалж ба тоног төхөөрөмж: нунтаг нүүрс, болор калийн перманганат, төмрийн үртэс, цаас, тигель, хавчуур, хуурай түлш.

Ажлын явц, ажиглалт: Нилээд буталсан нунтаг гурван ижил жижиг овоолгыг цаасан дээр хийнэ: калийн перманганат, төмрийн үртэс, нүүрс. Үүний дараа цаасыг хагасаар нугалж, нунтаг нь нэг овоолго руу унана. Баримт нь калийн перманганатыг төмрийн үртэсээр үрэх үед хольц нь шатаж болно. Үр хольцыг тигель руу хийнэ. Бид хуурай түлшний дөл рүү авчирч, хэдэн секунд хүлээнэ. Холимог халах үед энэ нь оч шиг гялалзаж эхэлнэ.

Туршлага №3. "Бөхөөшгүй магни."

Магни бол усаар унтраах боломжгүй цөөхөн бодисуудын нэг юм.

Урвалж ба тоног төхөөрөмж: магни, ус, шил, урт иштэй халбага, спиртийн чийдэн.

Ажлын явц, ажиглалт: Спиртийн чийдэнгийн дөлөөс халбагаар бага хэмжээний магни асга. Бид шатаж буй магниг нэг аяга усанд хийж, тэр нь унтардаггүй, харин усны гадаргуу дээр үлдэж, шатаж байгааг ажигладаг.

Туршилт No4 "Кальцийн глюконатаас Фараоны могой".

Фараоны могойнууд нь бага хэмжээний урвалж буй бодисуудаас сүвэрхэг бүтээгдэхүүн үүсэх дагалддаг хэд хэдэн урвал юм. Эдгээр урвалууд нь хийн хурдацтай хувьсал дагалддаг.

Туршилтын зорилго: кальцийн глюконатын дулааны задралыг ажиглах.

Урвалж ба тоног төхөөрөмж: кальцийн глюконатын шахмал, хуурай түлш, хясаа.

Ажлын явц, ажиглалт: Хуурай түлшний асаасан шахмал дээр хясаа ашиглан 1-2 шахмал кальцийн глюконат хийнэ. Кальцийн глюконат нь хэмжээ нь мэдэгдэхүйц нэмэгдэж, "өт хорхой" хэлбэртэй болж, дөлөөс "мөлхөх" болно. Үүссэн "могой" нь маш эмзэг бөгөөд анхны хүрэлтээр нурж унах болно.

Туршлага №5. "Сод могой"

Туршилтын зорилго: Сод ба нунтаг элсэн чихрийн хольцын дулааны задралыг ажиглах.

Урвалж ба тоног төхөөрөмж: элс, сод, нунтаг сахар, спирт.

Ажлын явц, ажиглалт: бага зэрэг элсэнд (4-5 хоолны халбага) асгаж, үүссэн "пирамидын" дээд хэсэгт жижиг хонхорхой үүсгэ. Энэ хөндийд жигд натри, нунтаг элсэн чихрийн холимог хийнэ. Бид бүгдийг нь архи асгаж, галд шатаадаг. Эхлээд бид жижиг бараан бөмбөлгүүд үүсч, дараа нь "сод могой" гарч ирэхийг ажиглаж байна. Өмнөх туршилтын нэгэн адил фараон могойн хэмжээ аажмаар нэмэгддэг.

Туршлага №6. "Хийн хольцын дэлбэрэлт."

Туршилтын зорилго: Агаар, шатамхай хийн хольцын тэсрэлтийг ажиглах.

Урвалж ба тоног төхөөрөмж: цайр, давсны хүчил, хий үйлдвэрлэх төхөөрөмж, аяга ус, аяга таваг угаагч бодис, асдаг хагархай.

Ажлын явц, ажиглалт: аяга ус руу бага зэрэг угаалгын нунтаг асгаж, хөнгөн хөөс үүсгэхийн тулд хутгана. Бид цайр, давсны хүчлийг хий үйлдвэрлэх төхөөрөмжид хольж, хийн гаралтын хоолойг ус, угаалгын нунтагтай шилэнд чиглүүлдэг. Цайр нь давсны хүчилтэй урвалд ороход устөрөгч ялгарч, шилэн дотор хөөс үүсгэдэг. Хангалттай байхад

хөөс гаргаж, хийн гаралтын хоолойг зайлуулж, шатаж буй хэлтэрхийг хөөс рүү авчирч, жижиг дэлбэрэлтийг ажигла.

Туршлага №7. "Өнгөт дөл"

Урвалж ба тоног төхөөрөмж: зэс хлорид, зэс (II) сульфат, хоолны давс, кальцийн фтор, аммонийн хлорид, ус, спиртийн чийдэн, никром утсан гогцоо.

Ажлын явц ба ажиглалт: аммонийн хлоридыг 1:1 харьцаатай урвалж тус бүртэй хольж, усаар шингэлж, үүссэн зутанг холино. Дараа нь бид бага хэмжээний бодис тус бүрийг нихром утастай гогцоотой холбож, дөлийн өнгөний урвалыг ажиглаж, шатаагч дөл рүү нэмнэ. Үр дүн нь: анхны дөл нь ил тод, цэнхэр өнгөтэй; натрийн хлорид (хүснэгт давс) дөлийг шар өнгөтэй болгосон; зэс (II) сульфат - зэсийн сульфат - ногоон; зэсийн хлорид нь цайвар цэнхэр өнгөтэй болж, кальцийн фтор нь дөлийг бараг анзаарагдахгүй улаан өнгөтэй болгожээ.

Лавлагаа

1. .Кэндиван, О.Д.-С. Химичийн нүдээр гайхамшиг / О.Д.-С. Кендиван //Хими. Хими, байгалийн ухааны багш нарт зориулсан сургалт, арга зүйн сэтгүүл No5-6 хэвлэл. Есдүгээр сарын 1 - Москва, 2014. - P.45-52

2. Красицкий, В.А. Хүний гараар хийсэн гал: түүх ба орчин үе / V.A. Красицкий // Хими. Хими, байгалийн ухааны багш нарт зориулсан сургалт, арга зүйн сэтгүүл №1 хэвлэл. Есдүгээр сарын 1 - Москва, 2014. - P.4-8

3. Үл мэдэгдэх. Аналитик хими. Хагас бичил шинжилгээ [Цахим нөөц] / Тодорхойгүй // Аналитик хими - Хандалтын горим: http://analit-himiya.ucoz.com/index/0-13

4. Үл мэдэгдэх. Шатах [Цахим нөөц]/ Үл мэдэгдэх // Үнэгүй нэвтэрхий толь Википедиа - Хандалтын горим: https://ru.wikipedia.org/wiki/Combustion

5. Полтев, М.К. Бүлэг X. Галын аюулгүй байдал. §1. Шаталтын процессууд / M.K. Полтев // Механик инженерийн хөдөлмөрийн аюулгүй байдал, ed. "Дээд сургууль" - Москва, 1980 он.

6. Рюмин, В.В. Агааргүй шаталт / V.V. Рюмин // Хөгжилтэй хими, 7-р хэвлэл. Залуу харуул. - Москва, 1936. - P.58-59

7. Рюмин, В.В. Өөрөө гал асаах / V.V. Рюмин // Хөгжилтэй хими, 7-р хэвлэл. Залуу хамгаалагч. - Москва, 1936. - P.59

8. Степин, Б.Д.; Аликберова, Л.Ю. Гайхамшигтай туршилтууд / B.D. Степин, Л.Ю. Аликберова // Химийн сонирхолтой даалгавар, гайхалтай туршилтууд, ред. Бустард - Москва, 2006. - С.

– исэлдүүлэгч, ихэвчлэн хүчилтөрөгч нь түлшийг исэлдүүлэн нүүрстөрөгчийн давхар исэл, ус, дулаан, гэрэл зэрэг шаталтын бүтээгдэхүүн үүсгэдэг экзотермик урвал болох шаталтыг хамарсан тогтвортой гинжин урвал. Ердийн жишээ бол метаны шаталт юм.

CH 4 + 2 O 2 → CO 2 + 2 H 2 O

Шаталтын үед үүссэн дулааныг шаталтыг өөрөө тэжээхэд ашиглаж болох бөгөөд энэ нь хангалттай бөгөөд шаталтыг хадгалахад нэмэлт эрчим хүч шаардагдахгүй бол гал гардаг. Галыг зогсоохын тулд та түлшийг (зуух дээрх шатаагчийг унтраах), исэлдүүлэгчийг (галыг тусгай материалаар бүрхэх), дулааныг (гал дээр ус цацах) эсвэл урвалыг өөрөө зайлуулж болно.

Шаталт нь зарим талаараа фотосинтезийн эсрэг үйлдэл бөгөөд гэрэл, ус, нүүрстөрөгчийн давхар исэл орж нүүрстөрөгч үүсгэдэг эндотермик урвал юм.

Мод шатаах нь целлюлоз дахь нүүрстөрөгчийг зарцуулдаг гэж таамаглах нь сонирхолтой юм. Гэсэн хэдий ч илүү төвөгтэй зүйл байгаа бололтой. Хэрэв мод халуунд өртөх юм бол пиролиз (хүчилтөрөгч шаарддаггүй шаталтаас ялгаатай), хий гэх мэт илүү шатамхай бодис болгон хувиргадаг бөгөөд эдгээр бодисууд нь галд шатдаг.

Хэрэв мод хангалттай удаан шатвал дөл алга болно, гэхдээ галын шаталт үргэлжилж, ялангуяа мод гэрэлтэх болно. Галт шаталт нь бүрэн шаталтаас ялгаатай нь нүүрстөрөгчийн дутуу ислийг үүсгэдэг бүрэн бус шаталт юм.

Өдөр тутмын объектууд дулааныг байнга ялгаруулдаг бөгөөд ихэнх нь хэт улаан туяаны мужид байдаг. Түүний долгионы урт нь харагдах гэрлээс урт тул тусгай камергүйгээр үзэх боломжгүй юм. Гал нь хэт улаан туяаны цацраг үүсгэдэг ч үзэгдэх гэрлийг бий болгоход хангалттай гэрэлтэй байдаг.

Галд өнгө харагдах өөр нэг механизм бол шатаж буй объектын ялгаралтын спектр юм. Хар биетийн цацрагаас ялгаатай нь цацрагийн спектр нь салангид давтамжтай байдаг. Энэ нь электронууд тодорхой давтамжтайгаар фотон үүсгэж, өндөр энергитэй байдлаас бага энергитэй төлөвт шилждэгтэй холбоотой юм. Эдгээр давтамжийг дээжинд байгаа элементүүдийг тодорхойлоход ашиглаж болно. Үүнтэй төстэй санааг (шингээлтийн спектрийг ашиглан) оддын найрлагыг тодорхойлоход ашигладаг. Мөн ялгаруулалтын спектр нь салют, өнгөт гэрлийн өнгийг хариуцдаг.

Дэлхий дээрх галын хэлбэр нь таталцлаас хамаардаг. Галын эргэн тойрон дахь агаарыг халаахад конвекц үүсдэг: халуун үнс агуулсан халуун агаар гарч, хүйтэн агаар (хүчилтөрөгч агуулсан) живж, галыг дэмжиж, дөлний хэлбэрийг өгдөг. Сансрын станц гэх мэт бага таталцлын үед ийм зүйл тохиолддоггүй. Гал нь хүчилтөрөгчийн тархалтаас болж шатдаг тул илүү удаан, бөмбөрцөг хэлбэрээр шатдаг (Учир нь гал нь хүчилтөрөгч агуулсан агаартай холбогдоход л шатдаг. Бөмбөрцөг дотор хүчилтөрөгч үлдэхгүй).

Хар биеийн цацраг туяа

Хар биетийн цацрагийг квант механиктай холбоотой Планкийн томъёогоор тодорхойлдог. Түүхийн хувьд энэ нь квант механикийн анхны хэрэглээний нэг байв. Үүнийг квант статистикийн механикаас дараах байдлаар гаргаж авч болно.

Бид T температурт фотоны хий дэх давтамжийн тархалтыг тооцоолно. Энэ нь ижил температурт үнэмлэхүй хар биетээс ялгарах фотонуудын давтамжийн тархалттай давхцаж байгаа нь Кирхгофын цацрагийн хуулиас үүдэлтэй. Гол санаа нь хар биеийг фотоны хийтэй температурын тэнцвэрт байдалд оруулж болно (ижил температуртай тул). Фотоны хий нь фотон ялгаруулдаг хар биед шингэдэг тул тэнцвэрт байдлыг хангахын тулд хар бие цацраг ялгаруулах давтамж бүрт ижил хурдаар шингээх шаардлагатай бөгөөд энэ нь давтамжийн тархалтаар тодорхойлогддог. хий.

Статистикийн механикт систем нь T температурт дулааны тэнцвэрт байдалд байгаа бол микро төлөвт байх магадлал нь пропорциональ байна.

Энд E s нь s төлөвийн энерги, β = 1 / k B T, эсвэл термодинамик бета (T нь температур, k B нь Больцманы тогтмол). Энэ бол Больцманы хуваарилалт юм. Үүний нэг тайлбарыг Теренс Таогийн блогт бичсэн байдаг. Энэ нь магадлал тэнцүү гэсэн үг

P s = (1/Z(β)) * e - β E s

Энд Z(β) нь хэвийн болгох тогтмол юм

Z(β) = ∑ s e - β E s

Фотоны хийн төлөвийг тодорхойлохын тулд фотонуудын квант үйлдлийн талаар ямар нэг зүйлийг мэдэх хэрэгтэй. Стандарт цахилгаан соронзон орны квантжуулалтын хувьд талбарыг квант гармоник хэлбэлзлийн багц гэж үзэж болох бөгөөд тус бүр нь өөр өөр өнцгийн давтамж ω дээр хэлбэлздэг. Гармоник осцилляторын хувийн төлөвүүдийн энергийг сөрөг бус бүхэл тоо n ∈ ℤ ≥ 0 гэж тэмдэглэсэн бөгөөд үүнийг ω давтамжтай фотонуудын тоо гэж ойлгож болно. Өвөрмөц төлөвийн энерги (тогтмол хүртэл):

Хариуд нь квант хэвийн болгох тогтмол нь бага давтамжид (температуртай харьцуулахад) сонгодог хариулт ойролцоогоор зөв болохыг таамаглаж байгаа боловч өндөр давтамжтай үед дундаж энерги экспоненциалаар буурч, бага температурт уналт илүү их байдаг. Энэ нь өндөр давтамж, бага температурт квант гармоник осциллятор нь ихэнх цагаа үндсэн төлөвт өнгөрөөж, дараагийн түвшинд амархан шилждэггүй тул тохиолдох магадлал харьцангуй бага байдаг. Физикчид энэ эрх чөлөөний ихэнх хэсгийг (тодорхой давтамжтайгаар осцилляторын хэлбэлзэх эрх чөлөө) "хөлдөөсөн" гэж хэлдэг.

Төлөвийн нягтрал ба Планкийн томъёо

Одоо тодорхой давтамж ω-д юу болж байгааг мэдэж байгаа тул бүх боломжит давтамжийг нэгтгэх шаардлагатай байна. Тооцооллын энэ хэсэг нь сонгодог бөгөөд квантын залруулга хийх шаардлагагүй.

Фотоны хий нь үечилсэн хилийн нөхцлүүдтэй L урттай эзэлхүүнтэй (энэ нь бодит байдал дээр энэ нь хавтгай торус T = ℝ 3 / L ℤ 3) байх болно гэсэн стандарт хялбаршлыг ашигладаг. Боломжит давтамжийг тодорхой хилийн нөхцөл бүхий эзэлхүүн дэх тогтсон долгионы цахилгаан соронзон долгионы тэгшитгэлийн шийдлүүдийн дагуу ангилдаг бөгөөд энэ нь эргээд Лаплацийн Δ-ийн хувийн утгатай нийцдэг. Илүү нарийвчлалтай, хэрэв Δ υ = λ υ, энд υ(x) нь T → ℝ жигд функц бол байнгын долгионы цахилгаан соронзон долгионы тэгшитгэлийн харгалзах шийдэл нь байх болно.

υ(t, x) = e c √λ t υ(x)

Тиймээс, λ нь ихэвчлэн сөрөг байдаг тул √λ нь ихэвчлэн төсөөлөлтэй байдаг тул харгалзах давтамж нь тэнцүү байх болно.

ω = c √(-λ)

Энэ давтамж V λ удаа бүдэгхэн тохиолддог ба V λ нь Лаплацийн λ хувийн утга юм.

Бид үечилсэн хилийн нөхцөл бүхий эзэлхүүнийг ашиглан нөхцлийг хялбаршуулдаг, учир нь энэ тохиолдолд Лаплацийн бүх хувийн функцийг бичихэд маш хялбар байдаг. Хэрэв бид энгийн байхын тулд нийлмэл тоог ашигладаг бол тэдгээрийг дараах байдлаар тодорхойлно

υ k (x) = e i k x

Энд k = (k 1, k 2, k 3) ∈ 2 π / L * ℤ 3, долгионы вектор. Лаплацын харгалзах хувийн утга нь байх болно

λ k = - | к | 2 = - k 2 1 - k 2 2 - k 2 3

Тохирох давтамж нь байх болно

Мөн харгалзах энерги (энэ давтамжийн нэг фотон)

E k = ℏ ω k = ℏ c |k|

Энд бид боломжит давтамжууд дээрх магадлалын тархалтыг ω k, хатуугаар хэлбэл, тасралтгүй магадлалын тархалтаар ойртуулж, g(ω) төлөвүүдийн харгалзах нягтыг тооцоолно. Гол санаа нь g(ω) dω нь ω-ээс ω + dω хүртэлх давтамжтай байгаа төлөвүүдийн тоотой тохирч байх ёстой. Дараа нь бид төлөвийн нягтыг нэгтгэн эцсийн хэвийн болгох тогтмолыг олж авна.

Яагаад ийм ойртуулах үндэслэлтэй вэ? Бүрэн хэвийн болгох тогтмолыг дараах байдлаар тодорхойлж болно. k ∈ 2 π / L * ℤ 3 долгионы дугаар бүрийн хувьд тухайн долгионы дугаартай фотонуудын тоог тодорхойлсон n k ∈ ℤ ≥0 тоо байдаг. Фотонуудын нийт тоо n = ∑ n k нь төгсгөлтэй байна. Фотон бүр нь энергид ℏ ω k = ℏ c |k|-ийг нэмдэг бөгөөд энэ нь гэсэн үг юм

Z(β) = ∏ k Z ω k (β) = ∏ k 1 / (1 - e -βℏc|k|)

K долгионы бүх тооны хувьд түүний логарифмыг нийлбэр гэж бичнэ

Лог Z(β) = ∑ k log 1 / (1 - e -βℏc|k|)

Мөн бид энэ нийлбэрийг интегралаар ойртуулахыг хүсч байна. Тохиромжтой температур, их хэмжээний хувьд интеграл нь k-тэй маш удаан өөрчлөгддөг тул энэ ойролцоо байх болно. Энэ нь Bose-Einstein конденсат үүсдэг хэт бага температурт л ажиллахаа болино.

Мужийн нягтыг дараах байдлаар тооцоолно. Долгионы векторуудыг "фазын орон зай" -д амьдардаг жигд торны цэгүүд гэж дүрсэлж болно, өөрөөр хэлбэл фазын орон зайн тодорхой муж дахь долгионы векторуудын тоо нь түүний эзэлхүүнтэй пропорциональ байна, наад зах нь торны давирхайтай харьцуулахад том бүсүүдийн хувьд 2π/L байна. . Үндсэндээ фазын орон зайн муж дахь долгионы векторуудын тоо нь V/8π 3-тай тэнцүү бөгөөд V = L 3 нь бидний хязгаарлагдмал эзэлхүүн юм.

ω k = c |k| давтамжтай k долгионы векторуудын хувьд фазын орон зайн бүсийн эзэлхүүнийг тооцоолоход л үлддэг. ω-ээс ω + dω хүртэлх мужид. Энэ нь dω/c зузаантай, ω/c радиустай бөмбөрцөг бүрхүүл тул түүний эзэлхүүн

2πω 2 /c 3 dω

Тиймээс фотоны төлөв байдлын нягт

G(ω) dω = V ω 2 / 2 π 2 c 3 dω

Үнэн хэрэгтээ энэ томьёо нь хоёр дахин бага байна: бид фотонуудын туйлшралыг (эсвэл фотоны эргэлдэхүйц) харгалзан үзэхээ мартсан бөгөөд энэ нь өгөгдсөн долгионы тооны төлөвийн тоог хоёр дахин нэмэгдүүлдэг. Зөв нягтрал:

G(ω) dω = V ω 2 / π 2 c 3 dω

V хэмжээн дэх төлөвийн нягт нь шугаман байх нь зөвхөн хавтгай торус дээр ажилладаггүй. Энэ нь Вейлийн хуулийн дагуу Лаплацын хувийн утгуудын өмч юм. Энэ нь хэвийн болгох тогтмолын логарифм гэсэн үг

Log Z = V / π 2 c 3 ∫ ω 2 log 1 / (1 - e - βℏω) dω

β-тэй холбоотой дериватив нь фотоны хийн дундаж энергийг өгдөг

< E >= - ∂/∂β log Z = V / π 2 c 3 ∫ ℏω 3 / (e βℏω - 1) dω

Гэхдээ бидний хувьд хамгийн чухал зүйл бол "энергийн нягт"-ыг өгдөг интеграл юм.

E(ω) dω = Vℏ / π 2 c 3 * ω 3 / (e βℏω - 1) dω

ω-ээс ω + dω хүртэлх давтамжтай фотонуудаас үүсэх фотоны хийн энергийн хэмжээг дүрсэлсэн. Эцсийн үр дүн нь Планкийн томьёоны нэг хэлбэр боловч үүнийг фотоник хийд бус хар биетэд хамаарах томьёо болгон хувиргахад бага зэрэг эргэлзэх шаардлагатай (нэгж эзэлхүүн дэх нягтыг гаргахын тулд та V-д хувааж, хэд хэдэн томъёог хийх хэрэгтэй. Цацрагийн хэмжилтийг авахын тулд илүү олон зүйл).

Планкийн томьёо нь хоёр хязгаарлалттай. βℏω → 0 тохиолдолд хуваагч нь βℏω руу чиглэдэг бөгөөд бид үүнийг авна.

E(ω) dω ≈ V / π 2 c 3 * ω 2 /β dω = V k B T ω 2 / π 2 c 3 dω

Шошго:

гал
квант физик

Шошго нэмэх

Танилцуулга

Сэдвийн хамаарал. Галгүйгээр дэлхий дээрх амьдрал боломжгүй юм. Бид өдөр бүр галыг хардаг - зуух, гал, зуух гэх мэт. Энэ нь хаа сайгүй байдаг - байшин, сургууль, үйлдвэр, үйлдвэр, сансрын хөлөг онгоцны хөдөлгүүрт. Алдрын талбайд мөнхийн гал дүрэлзэж, сүм хийдэд лаа үргэлж асдаг...

Ой хээрийн түймрийг бүх зун зурагтаар харуулсан. Биднийг агаараар хангадаг олон тооны мод нөхөж баршгүй шатсан. Тэд сонирхолтой ном, бидний сургуулийн дэвтэр болж чадна. Амьтад үхсэн. Бүх тосгонууд шатаж, хүмүүс орон гэргүй болжээ.

Энэ гал нь сонирхолтой бөгөөд нууцлаг юм!

Хүүхдэд зориулсан гал түймэр, аюулгүй байдлын талаар олон ном бичсэн, тэр дундаа уран зохиолын бүтээлүүд (С. Михалковын Степа авга, К. Чуковскийн "Төөрөгдөл", С. Маршакийн "Муурын байшин" гэх мэт). Гэхдээ галын шинж чанар, түүний ашиг тусыг нарийвчлан тодорхойлсон ийм эх сурвалж ховор байдаг. Бидний ажил ийм орон зайг нөхөх гэсэн оролдлого юм.

Ажлын зорилго: Хүний хувьд галын утгыг судлах.

Даалгаврууд. Энэ ажилд бид галын шинж чанарыг судалж, асуултанд хариулдаг: Гал гэж юу вэ? Хүмүүс эдгээр шинж чанаруудыг хэрхэн ашигладаг болохыг бид бас ойлгодог. Гал яаж, яагаад хүмүүст тусалж, хор хөнөөл учруулж болох вэ? (Хавсралт 1).

Бид лавлах ном зохиолыг ашигласан: толь бичиг, нэвтэрхий толь, насанд хүрэгчдэд зориулсан зарим ном, интернетээс авсан мэдээлэл.

1. Гал гэж юу вэ? Галын үндсэн шинж чанарууд

Хүүхдийн нэвтэрхий толь бичигт гал, шаталтын тухай дараах тодорхойлолт байдаг: "энэ нь химийн урвалын нэг бодис нь маш их халж, агаар дахь хүчилтөрөгчтэй нийлдэг."

Орос хэлний тайлбар толь бичигт "Гал бол өндөр температурт гэрэлтдэг хийг шатаадаг" гэж уншдаг. Энэхүү мэдээллийг уншсаны дараа энэхүү бүтээлийн зохиогч гал гэж юу болохыг ойлгоогүй хэвээр байгаа бөгөөд бага ангийн сурагчдад ойлгомжтой байхуйц тодорхойлолтыг өгөхөөр шийджээ. Үүнийг хийхийн тулд та түүний үндсэн шинж чанарыг тодорхойлох хэрэгтэй.

Бид туршилтын арга (туршилт) болон ажиглалтыг ашиглан галын үндсэн шинж чанарыг судалдаг. Хэдэн туршилт хийцгээе.

Анхаарна уу. Бүх туршилтыг насанд хүрэгчдийн дэргэд, тусламжтайгаар хийж, аюулгүй байдлын дүрмийг дагаж мөрдсөн: шатдаггүй гадаргуу (шилэн хавтан) хэрэглэж, лонхтой ус бэлтгэсэн.

Туршилтын тодорхойлолт:

Туршилт No 1. Шөнийн цагаар өрөөний гэрлийг унтраасан. Харанхуй болж, юу ч харагдахгүй байв. Тэд лаа асааж, объект, хүмүүсийн тойм харагдах болов.

Жижигхэн лааны дөл ч гэсэн өрөөг гэрэлтүүлж чадна. Тиймээс ээж нь цахилгаан тасарсан тохиолдолд үргэлж лаатай байдаг.

Туршилт No 2. Гараа лааны дөл рүү авчрахыг маш болгоомжтой үзээрэй. 20 см-ийн зайд маш дулаахан, доороос - шатаж буй мэдрэмжээс болж гараа доошлуулах боломжгүй юм.

Дүгнэлт: Үл хөдлөх хөрөнгө 2: Гал нь маш их дулаан ялгаруулдаг! (Хавсралт, слайд 5-ыг үзнэ үү).

Туршилт No3. Шатаж буй лааг шилэн саваар таглана. Хэдэн секундын дараа гал унтарна. Хийн шатаагчтай ижил зүйл тохиолддог. Найдвартай байхын тулд бид туршилтыг 3 удаа давтлаа. Үр дүн нь үргэлж ижил байдаг - дөл шатаахаа болино.

Дүгнэлт: 3-р шинж чанар: Галыг шатаахын тулд агаар, эс тэгвээс түүнд агуулагдах хүчилтөрөгч хэрэгтэй. (Хавсралт, слайд 6-г үзнэ үү).

Тиймээс бид галын үндсэн шинж чанарыг олж мэдсэн бөгөөд асуултанд аль хэдийн хариулж чадна: гал гэж юу вэ?

Гал гэдэг нь хүчилтөрөгчийг зарцуулж, гэрэл, дулаан ялгаруулдаг үйл явц юм.

Галын шинж чанарыг үргэлжлүүлэн судалж үзье.

1) Лааны дөлийг ажигла. Дээш чиглэсэн тайван галын хэлбэр нь конус шиг харагдаж байна. Хэрэв та лааны дөл дээр аажмаар үлээж байвал хэлбэр нь өөрчлөгдөж, агаарын урсгалаас хазайдаг. Хэрэв та бага зэрэг нээлттэй цонхны дэргэд лаа барьвал ижил зүйл тохиолддог.

Дүгнэлт: дөлийн хэлбэрийг агаарын урсгалыг ашиглан өөрчилж болно. Энэ өмчийг гал асаах үед ашигладаг. (Хавсралт, слайд 9,10,11-ийг үзнэ үү).

2) Галын өнгийг анхаарч үзээрэй. Өнгө нь хаа сайгүй ижил биш, дөл нь давхаргатай: хамгийн доод давхарга нь хөхөвтөр, дараа нь цайвар шар давхарга, дараа нь хамгийн дээд улаан улбар шар өнгөтэй. (Хавсралт, слайд 13-ыг үзнэ үү).

Гэхдээ энэ бүхэн өнгөний тухай биш юм.

Гал тогооны өрөөний хий үргэлж цэнхэр, мод нь шар улбар шар өнгөтэй шатдаг болохыг бид анзаарсан. Цахилгааны утаснаас нимгэн зэс утас шатаж байгааг ажиглаж байхдаа дөл ногоон өнгөтэй болсныг олж мэдэв. (Хавсралт, слайд 14, 17, 18, 19-ийг үзнэ үү).

Дүгнэлт: 1. Янз бүрийн бодис, материалууд өөр өөр галын өнгөөр шатдаг. Тиймээс та ийм үзэсгэлэнтэй салютуудыг авах болно! 2. Энэ нь дөлийн өнгөөр үл мэдэгдэх бодисыг тодорхойлж болно гэсэн үг бөгөөд та үүнийг галд оруулахад л хангалттай (аргын нэг болгон).

Туршилтын дугаар 5. Галын температур. Ижил нимгэн зэс утсыг авъя. Ийм утасны үзүүрийг дөл дээр барьж, өөр өөр газар, янз бүрийн өндөрт дөлөөр байрлуулсан бөгөөд бид утсан дээрх дөлний нөлөөг ажиглаж байна. Ажиглалт нь дараахь зүйлийг харуулж байна.

Дөлний доод хэсэгт утас нь гэрэлтдэггүй, шатдаггүй, зөвхөн хар өнгийн бүрээсээр хучигдсан байдаг.
Дунд хэсэгт утас нь улаанаар гэрэлтэж, улаанаар гэрэлтэж эхэлдэг.
Галын хамгийн дээд хэсэгт утас асч, дөл нь ногоон өнгөтэй болно.

Энэ нь дөлийн янз бүрийн давхарга дахь температур өөр өөр байна гэсэн үг юм. Энэ нь гараа дөл рүү ойртуулсан туршлагаар нотлогддог. Хэрэв та дөлийн ёроолд хуруугаа аваачиж өгвөл зөвхөн 1 см-ийн зайд л гараа 20 см-ээр авчирч чадна гэдгийг бид санаж байна.

Дүгнэлт: дөл нь зөвхөн өнгө төдийгүй температурын хувьд ялгаатай хэд хэдэн давхаргатай байдаг. Дөл нь доод хэсэгт хамгийн хүйтэн, дээд хэсэгт нь хамгийн халуун байдаг. (Хавсралт, слайд 20-г үзнэ үү).

2. Галын утга: ашиг тус, хор хөнөөл

Туршилтууд, өөрсдийн ажиглалтууд, түүнчлэн уншсан материалуудын үр дүнд бид галыг амьдралдаа байнга ашигладаг бөгөөд энэ нь тэдэнд маш их ашиг тус авчирдаг гэдэгт бид итгэлтэй болсон.

Өдөр тутмын амьдралд: орон зайг халаах, хоол хийх, ус халаах, гэрэлтүүлэг хийх - хэрэв цахилгаан ажиллахгүй бол. Гал нь бас тав тухыг хангадаг. Жишээлбэл, задгай зуух эсвэл анхилуун үнэртэй лаа.
Үүнээс харахад галын ашигтай шинж чанарыг олон үйлдвэр, үйлдвэрт ашигладаг. Гал нь метал хайлж, дараа нь түүнд ямар нэгэн хэлбэр дүрс өгдөг. Металл нь металыг огтлох, эсвэл эсрэгээр нь гагнахад ашигладаг. Тиймээс, жишээлбэл, янз бүрийн машин, механизм үйлдвэрлэхэд ашигладаг.

Галыг мөн дараахь зорилгоор ашигладаг.

Шил, шавар эдлэл хийх.
Хуванцар, будаг үйлдвэрлэх.
Эм хийх.
Хог хаягдлыг дахин боловсруулах.

Энэ бол галын "сайн" үйлсийн бүх жагсаалт биш юм.

Дүгнэлт: Хүмүүст гал үнэхээр хэрэгтэй. Энэ нь дулаацуулж, тэжээж, гэрэлтүүлдэг. Орчин үеийн хүн галыг байнга ашигладаг. Галгүйгээр амьдралыг төсөөлөхийн аргагүй.

Гэхдээ гал маш аюултай! Үүнийг үргэлж хянаж байх шаардлагатай. Тэр маш их хор хөнөөл учруулах чадвартай. Бид галын тухай ярьж байна. Гал гэдэг нь хүний хүсэлгүй гал дүрэлзэж, бүх зүйлийг сүйтгэхийг хэлдэг.

Гал түймэр манай улс, хүн амд асар их хохирол учруулж байна. Гал бол бүх амьд биетэд дайсагнасан маш аймшигтай, харгис үзэгдэл юм. (Хавсралт, слайд 26-г үзнэ үү).

Гал нь аюултай, учир нь: хүмүүс галын улмаас үхэж, хүнд түлэгдэж, хүмүүс орон гэргүй болж, ой мод түймэрт алга болж, бүх оршин суугчид нь үхдэг: амьтан, шувууд, гал нь хүний хөдөлмөрөөр бүтээсэн бүх зүйлийг устгаж чаддаг.

Зарим статистик. Дэлхий дээр жил бүр 5 сая орчим түймэр гардаг гэж төсөөлөөд үз дээ! Цаг тутамд нэг хүн гал түймэрт нас барж, хоёр хүн бэртэж, түлэгдэж байна. Амиа алдсан гурав дахь хүн бүр хүүхэд байна.

Тэд хэрхэн үүсдэг вэ? Галтай болгоомжгүй харьцсан, аюулгүй байдлын арга хэмжээнд шударга бус хандсанаас болж.

Гал түймэр, гал түймрийн тухай олон ном бичсэн. Үүнд хүүхдийн. Хүүхдэд зориулсан галын тухай яагаад ийм олон ном бичдэг вэ? Хүүхдийн буруугаас болж түймэр гарах нь их байдаг гэж бид боддог.

Бид бүх залууст сануулахыг хүсч байна:

Галаар хэзээ ч бүү тогло!

Зөвхөн насанд хүрэгчдийн дэргэд, тэдний хяналтан дор гал асааж болно.

Гал түймэр гарч байгаа эсвэл бусад тохиолдолд гал унтраагч бодис бэлэн байх ёстой.

Галыг хараа хяналтгүй орхиж болохгүй.

Гал шаардлагагүй болсон үед түүнийг сайн унтраах хэрэгтэй.

Дүгнэлт

Ийнхүү бидний хийсэн ажлын үр дүнд “Гал бол хүчилтөрөгч шингэж, гэрэл, дулаан ялгарах үйл явц юм” гэсэн хүүхдэд ойлгомжтой галын тодорхойлолтыг өгсөн.

Тэд мөн олж мэдсэн: Дөл нь тодорхой хэлбэртэй, хэд хэдэн давхаргатай бөгөөд зөвхөн өнгө төдийгүй температурын хувьд ялгаатай байдаг. Энэ тохиолдолд дөлийн хэлбэрийг агаарын урсгалыг ашиглан өөрчилж болно. Эдгээр шинж чанаруудыг мэдэх нь хүмүүст галыг илүү үр дүнтэй ашиглахад тусалдаг.

Янз бүрийн бодис, материал нь өөр өөр өнгөөр шатдаг. Энэ нь та ямар нэгэн бодисыг дөлийн өнгөөр тодорхойлж болно гэсэн үг бөгөөд та зүгээр л гал асаах хэрэгтэй (аргуудын нэг болгон).

Ерөнхийдөө хүмүүст гал үнэхээр хэрэгтэй, тэр нь дулаацуулж, тэжээж, гэрэлтүүлдэг. Орчин үеийн хүн галыг байнга ашигладаг. Галгүйгээр амьдралыг төсөөлөхийн аргагүй.

Гэхдээ гал маш аюултай! Үүнийг үргэлж хянаж байх ёстой бөгөөд хараа хяналтгүй орхиж болохгүй. Тэр маш их хор хөнөөл учруулах чадвартай. Гал бол бүх амьд биетэд дайсагнасан маш аймшигтай, харгис үзэгдэл юм.

Мэдээжийн хэрэг, бид гал гэх мэт гайхалтай үзэгдлийн талаар бүгдийг судлаагүй байна. Тиймээс ирээдүйд хүмүүс гал асааж сурсан, анхны аргууд нь юу байсан бэ гэсэн асуултуудыг судлах боломжтой. Ямар бодисууд шатдаггүй, яагаад? Галын мэх яаж хийх вэ? "Гал ба зэвсэг" сэдэв нь бас сонирхолтой юм.

Энэхүү ажлын үр дүнг цэцэрлэг, бага сургуулийн бидний эргэн тойрон дахь ертөнц (бидний эргэн тойрон дахь ертөнц) -ийн талаархи хичээлүүдэд туслах материал болгон ашиглаж болно. Галыг сонирхож буй хүүхдүүдэд ийм материал ашигтай байх болно, учир нь энэ нь харааны, маш энгийн байдаг.

Эх сурвалж, уран зохиолын жагсаалт

Жон Фарндон, Иан Жеймс, Жинни Жонсон, Анжела Ройстон гэх мэт нэвтэрхий толь бичиг “Асуулт ба хариулт”.
Англи хэлнээс орчуулга: Э.Куликова, Д.Беленкая болон бусад Аттикус Паблишинг Групп ХХК, 2008. 255 х.
Кайданова О.В (эмхэтгэгч) Гал ба хүн.
Москва, 1912. 98 х.
Ожегов С.И. Орос хэлний толь бичиг: М.: Орос. lang., 1984. 797 х.

Галын элемент. http://salamand.ru/sootvetstviya-stixii-ognya

Оросын статистик. http://www.statp.ru

CH 4 + 2 O 2 → CO 2 + 2 H 2 O

Хар биеийн цацраг туяа

P s = (1/Z(β)) * e - β E s

Энд Z(β) нь хэвийн болгох тогтмол юм

Z(β) = ∑ s e - β E s

Төлөвийн нягтрал ба Планкийн томъёо

υ(t, x) = e c √λ t υ(x)

ω = c √(-λ)

Энэ давтамж V λ удаа бүдэгхэн тохиолддог ба V λ нь Лаплацийн λ хувийн утга юм.

υ k (x) = e i k x

Энд k = (k 1, k 2, k 3) ∈ 2 π / L * ℤ 3, долгионы вектор. Лаплацын харгалзах хувийн утга нь байх болно

λ k = - | к | 2 = - k 2 1 - k 2 2 - k 2 3

Тохирох давтамж нь байх болно

Мөн харгалзах энерги (энэ давтамжийн нэг фотон)

E k = ℏ ω k = ℏ c |k|

Z(β) = ∏ k Z ω k (β) = ∏ k 1 / (1 - e -βℏc|k|)

K долгионы бүх тооны хувьд түүний логарифмыг нийлбэр гэж бичнэ

Лог Z(β) = ∑ k log 1 / (1 - e -βℏc|k|)

2πω 2 /c 3 dω

Тиймээс фотоны төлөв байдлын нягт

G(ω) dω = V ω 2 / 2 π 2 c 3 dω

G(ω) dω = V ω 2 / π 2 c 3 dω

Log Z = V / π 2 c 3 ∫ ω 2 log 1 / (1 - e - βℏω) dω

β-тэй холбоотой дериватив нь фотоны хийн дундаж энергийг өгдөг

< E >= - ∂/∂β log Z = V / π 2 c 3 ∫ ℏω 3 / (e βℏω - 1) dω

Гэхдээ бидний хувьд хамгийн чухал зүйл бол "энергийн нягт"-ыг өгдөг интеграл юм.

E(ω) dω = Vℏ / π 2 c 3 * ω 3 / (e βℏω - 1) dω

E(ω) dω ≈ V / π 2 c 3 * ω 2 /β dω = V k B T ω 2 / π 2 c 3 dω

Шошго: шошго нэмэх

Энэхүү энгийн туршилтыг хийсний дараа хүчилтөрөгчгүй бол дөл унтарна гэдэгт итгэлтэй байх болно. Лаа аваад таваг дээр тавь. Насанд хүрсэн хүн лаа асааж, дараа нь шилэн саваар таглаарай. Хэсэг хугацааны дараа та саванд байгаа хүчилтөрөгч дууссан тул дөл унтарсныг харах болно.

Янз бүрийн төлөвт байгаа бодисыг шатаах явцад дөл үүсдэг - тэдгээр нь хатуу, шингэн, тэр ч байтугай хий хэлбэртэй байж болно. Галын дөл нь зөвхөн шатамхай бодис, хүчилтөрөгч, дулаан байх үед л үүсдэг. Шүдэнзний жишээг ашиглан үйл явцыг авч үзье: хүхэр болон шүдэнз нь өөрөө шатамхай бодис, хайрцагны эсрэг үрэлт; үрэлтийн үр дүнд үүссэн энерги нь дулаан болж, хүчилтөрөгчтэй урвалд ороход шүдэнз шатаж эхэлдэг. Шатаж буй шүдэнзэнд үлээхэд температур буурч, шаталт зогсдог.

Температурыг хэрхэн хэмждэг вэ?

Температурыг хэмжихийн тулд янз бүрийн масштабыг ашигладаг. Хуваарь бүр өөрийн бүтээгчийн нэрийг агуулсан: Цельсий, Фаренгейт, Келвин, Рэнкин. Ихэнх улс орнууд Цельсийн (°C) хэмжүүрийг ашигладаг.
Температурын зарим жишээ энд байна:
250 ° C - модны гал асаах температур;
100 ° C нь ус буцалгах цэг;
37 ° C - хүний биеийн температур;
O ° C - усны хөлдөх цэг;
- 39 ° C - мөнгөн усны хатуурах температур;
- 273 °C - үнэмлэхүй тэг, атомын хөдөлгөөнийг зогсоох температур.

Шаталтын бүтээгдэхүүн

Утаа, үнс, хөө тортог нь шаталтын бүтээгдэхүүн юм. Бодис шатах үед алга болдоггүй, харин өөр бодис болж, дулаан болдог.

Галын хэлбэр

Хүйтэн агаараас хөнгөн халуун агаар дээшээ урсдаг тул дөл нь сунасан хэлбэртэй байдаг.

Түлш, түлш гэж юу вэ?

Хүчилтөрөгчийн дэргэд шатаж, их хэмжээний дулаан ялгаруулдаг бодисыг шатамхай гэж нэрлэдэг бөгөөд янз бүрийн төрлийн энерги үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Мод, нүүрс нь хатуу түлш юм. Бензин, дизель түлш, керосин нь газрын тосноос гаргаж авсан шингэн түлш юм. Метан, этан, пропан, бутанаас бүрдэх байгалийн хий нь хийн түлш юм.

Хэсэгүүд