آموزش درس 1 فصل 2 فیزیک دهم + تدریس ویدیویی

آموزش درس 1 فصل 2 فیزیک دهم به‌صورت تست‌بیس، همراه با تدریس ویدیویی «شهاب نصیری» را، در این پست از رپیتیچ ببینید.

در فصل قبلی با فیزیک و اندازه‌گیری آشنا شدیم. قرار است در درس اول فصل دوم، حالت‌های مختلف ماده را بررسی کنیم.

برای دسترسی به کل مباحث فصل دوم، روی لینک زیر کلیک کنید.

فیلم و جزوه فصل دوم فیزیک دهم

خب، اول از همه بریم که ویدیوی آموزشی این بخش رو ببینیم.

آموزش ویدیویی درس 1 فصل 2 فیزیک دهم

در این قسمت، بخشی از «آموزش درس اول فصل دوم فیزیک دهم» را به‌صورت ویدیویی می‌توانید ببینید. مدرس این قسمت، جناب مهندس شهاب نصیری، مولف برتر آزمون‌های موسسات معتبر هستند.

 

 

در این مبحث قرار است با 4 حالت مختلف ماده آشنا شویم. این حالات جامد، مایع، گاز و پلاسما نام دارند که در ادامه آنها را مورد بررسی قرار می‌دهیم.

حالت‌های ماده؛ درس اول فصل دوم فیزیک دهم

به هر چیزی که فضا را اشغال کند و حجم داشته‌ باشد، ماده می‌گوییم. ذره‌های ریزی به نام اتم یا مولکول، مواد را تشکیل می‌دهند.

اندازه اتم‌ها حدود یک تا چند انگستروم (1Å=10^-10m) است.

اندازه مولکول‌ها به این بستگی دارد که از چند اتم ساخته‌ شده‌ باشند. برخی از درشت مولکول‌ها مانند بسپارها (پلیمرها) می‌توانند تا 1000 انگستروم اندازه داشته‌ باشند.

ذره‌های سازنده مواد همواره در حال حرکت هستند و به یکدیگر نیرو وارد می‌کنند. حالت ماده به چگونگی حرکت این ذره‌ها و اندازه نیروی بین آنها بستگی دارد.

جامد، مایع و گاز سه شکل رایج ماده هستند که برخی از ویژگی‌های فیزیکی آنها را بررسی می‌کنیم.

حالت چهارم ماده، پلاسما نام دارد و معمولا در دماهای خیلی بالا به‌وجود می‌آید. از اجسام و اشیایی که پلاسما در آنها یافت می‌شود، می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• ماده درون ستارگان
• بیشتر فضای بین ستاره‌ای
• آذرخش
• شفق‌های قطبی
• آتش
• ماده داخل لوله تابان لامپ‌های مهتابی

جامد

سابقه استفاده بشر از مواد جامد، بسیار طولانی است. اصطلاح‌های عصر حجر، عصر برنز و عصر آهن اهمیت مواد جامد را نشان می‌دهد. این مواد نقش مهمی در توسعه تمدن‌های پیشین داشته‌اند. جسم جامد، حجم و شکل معینی دارد. ذرات جسم جامد به سبب نیروهای الکتریکی که به یکدیگر وارد می‌کنند، در کنار هم می‌مانند. این ذرات با قرارگیری در مکان‌های معینی نسبت به یکدیگر، تنها نوسان‌های بسیار کوچکی در آن حوالی دارند.

برای درک بهتر ساختار جسم جامد، می‌توان از مدل‌سازی بهره جست. در شکل پایین مدلی از ساختار یک جامد را می‌بینید که از میلیاردها میلیارد بخش مشابه تشکیل شده‌ است.

در این مدل فرض بر این است که ذرات آن، توسط فنرهایی به یکدیگر متصل‌اند. تصور کنید که این ذرات نسبت به وضعیت تعادل، به هم نزدیک‌تر یا از هم دورتر شوند. در این صورت نیروی کشسانی بین فنرها آنها را به وضع تعادل بر می‌گرداند. این گونه جسم جامد، شکل و اندازه اولیه‌اش را حفظ می‌کند.

جامد بلورین

اتم‌های برخی از جامدها در طرح‌های منظمی کنار هم قرار می‌گیرند.

در شکل الف، ساختار بلورین NaCl را می‌بینید. در آن یون‌های سدیم و کلرید به‌صورت یک در میان، در گوشه‌های یک مکعب قرار گرفته‌اند. شکل ب، ذرات سازنده یک جامد بی‌شکل را نشان می‌دهد. این جامد مانند شیشه در طرحی نامنظم کنار هم قرار دارند.

بعضی از جامدها در یک الگوی سه‌بعدی تکرارشونده‌ از واحدهای منظم ساخته‌ می‌شوند. به این مواد، جامد بلورین می‌گوییم. فلزها، نمک‌ها، الماس، یخ و بیشتر مواد معدنی جزو جامدهای بلورین‌اند. وقتی مایعی را به آهستگی سرد کنیم، اغلب جامدهای بلورین تشکیل می‌شوند. در سردسازی آزام، ذرات سازنده مایع فرصت کافی دارند تا در طرح‌های منظم خود را مرتب کنند.

جامدهای بی‌شکل

ذرات سازنده‌ جامدهای بی‌شکل (آمورف) برخلاف جامدهای بلورین، در طرح‌های منظمی کنار هم قرار ندارند. وقتی مایعی به سرعت سرد شود، معمولا جامد بی‌شکل به وجود می‌آید. در سردسازی سریع، ذرات فرصت کافی ندارند تا در طرحی منظم، مرتب شوند. بنابراین در طرح نامنظمی که در حالت مایع داشتند باقی می‌مانند. شیشه، مثالی از یک جامد بی‌شکل است.

فعالیت 2-1

قلم‌زنی یکی از هنرهای صنعتی ایران و با قدمتی چندین هزار ساله است. تحقیق کنید صنعتگران قلم‌زن، چگونه از شل و سفت‌شدن قیر کمک می‌گیرند. این امر چگونه از سوراخ‌شدن فلز هنگام ایجاد نقش و نگار جلوگیری می‌کند؟

پاسخ: هنگام قلم‌زنی و ضربات چکش، ممکن است سطح فلز سوراخ شود. صنعتگران برای جلوگیری از این موضوع، قیر را با گرما دادن‌ شل می‌کنند و داخل ظروف می‌ریزند. این عمل تا جایی ادامه دارد که سطح داخلی فلز را به طور کامل بپوشاند. هر چه قیر داغ‌تر باشد، فلز در حین ضربه بیشتر فرو می‌رود. از قیر سفت‌شده هم برای استحکام بخشی استفاده می‌شود. علاوه بر آن در جلوگیری از فرو رفتن‌ بیش از حد سطح و شکستن‌ فلز در برابر ضربه و کاهش سروصدا کاربرد دارد. در برخی موارد به قیر، گچ اضافه می‌کنند تا ترد و شکننده‌ شده‌ و بعد از کار به آسانی از سطح جدا شود.

مایع

مولکول‌های مایع نظم و تقارن جامدهای بلورین را ندارند. آنها به‌صورت نامنظم و نزدیک به یکدیگر قرار گرفته‌اند. مایع به راحتی جابه‌جا می‌شود و به شکل ظرف خودش درمی‌آید. فاصله ذرات سازنده جامد و مایع تقریبا یکسان و در حدود یک آنگستروم است.

پدیده‌ پخش در مایعات

اگر مقداری نمک را در یک لیوان آب بریزید، پس از مدتی آب، شور می‌شود. اگر چند قطره جوهر را به آب درون لیوانی اضافه کنید، به تدریج رنگ آب تغییر می‌کند.

این نتایج نشان می‌دهند که ذرات سازنده نمک و جوهر، در آب درون لیوان پخش شده‌اند. دلیل پخش ذرات نمک و جوهر در آب، به حرکت مولکول‌های آب مربوط می‌شود. مولکول‌های آب حرکت‌های نامنظم و کاتوره‌ای (تصادفی) دارند. از همین‌رو برخورد آنها با ذرات سازنده نمک و جوهر، باعث پخش آنها در آب می‌شود.

گاز

گاز، ماده‌ای است که شکل مشخصی ندارد. اتم‌ها و مولکول‌های آن آزادانه و با سرعت بسیار زیادی به اطراف حرکت می‌کنند. ممکن است در این مسیر، با دیواره‌های ظرفی که در آن قرار دارند برخورد کنند. فاصله میانگین مولکول‌های گاز در مقایسه با اندازه آنها، خیلی بیشتر است. به طور مثال اندازه مولکول‌های هوا، بین 1 تا 3 آنگستروم است. با این حال فاصله میانگین آنها در شرایط معمولی در حدود 35Å است.

فعالیت 2-2

یک سرنگ، مثلا 10 سی سی، تهیه کنید. پیستون آن را بکشید تا هوا وارد سرنگ شود. انگشت خود را محکم روی دهانه خروجی سرنگ قرار دهید. تا جایی که می‌توانید پیستون را حرکت دهید تا هوای درون سرنگ متراکم شود.

هوای درون سرنگ را خالی و آن را تا نیمه از آب پر کنید. با مسدود نمودن انتهای سرنگ سعی کنید تا جای ممکن مایع درون آن را متراکم کنید. از این آزمایش ساده چه نتیجه‌ای در مورد تراکم‌پذیری گازها و مایعات می‌گیرید؟ توضیح دهید.

پاسخ: فاصله بین مولکولی در مایعات کم و تقریبا به اندازه جامدات است. از این‌رو نیروی دافعه بین مولکولی اجازه نمی‌دهد که این فاصله را با واردکردن‌ فشار، کاهش داد. از آن طرف در گازها، فاصله بین مولکول‌ها بسیار زیاد است. بنابراین می‌توان مولکول‌های گاز را تحت فشار به یکدیگر نزدیک و متراکم کرد. در نتیجه می‌شود گفت که مایعات تراکم ناپذیر و گازها تراکم پذیر هستند.

پرسش 2-1

الف) آیا تا حالا در شیشه عطری را در گوشه‌ای از اتاق باز کرده‌اید؟ پس از چند ثانیه ذرات عطر در همه جای اتاق پخش و بوی آن حس می‌شود. با توجه به شکل پایین، این پدیده را چگونه توجیه می‌کنید؟ چرا پدیده پخش در گازها، سریع‌تر از مایع‌ها رخ می‌دهد؟

پاسخ: ذرات عطر در اثر برخورد با مولکول‌های هوا، در جهات مختلف رانده‌ می‌شوند و پدیده‌ پخش رخ می‌دهد.

پخش در گازها سریع‌تر است و دلیل آن به ماهیت آنها برمی‌گردد. سرعت و طول جابه‌جایی مسافت مولکول‌های گاز نسبت به جامد بیشتر است.

ب) هوای اطراف کره زمین، آمیزه‌ای از موارد زیر است:

• نیتروژن (78 درصد)
• اکسیژن (21 درصد)
• کربن دی اکسید
• بخار آب
• مقدار کمی گازهای بی‌اثر (کریپتون، نئون و هلیم)

این مولکول‌ها به‌طور کاتوره‌ای و با تندی زیاد همواره در حرکت‌اند. برخورد مولکول‌های هوا به یکدیگر سبب پخش آنها می‌شود. اهمیت این پدیده‌ را برای حیات روی کره زمین توضیح دهید.

پاسخ: پدیده‌ پخش باعث توزیع اکسیژن و سایر گازها در کل جو می‌شود. این فرایند از تراکم نوعی گاز مانند اکسیژن در یک منطقه و کم شدن‌ آن در مناطق دیگر جلوگیری می‌کند.

 

 

برای دسترسی به دیگر درس‌های فصل 2 فیزیک 10، روی لینک های زیر کلیک کنید:

• فیلم و جزوه درس دو فصل دو فیزیک ده
• فیلم و جزوه درس سه فصل دو فیزیک ده
• فیلم و جزوه درس چهار فصل دو فیزیک ده
• فیلم و جزوه درس پنج فصل دو فیزیک ده