Eksempler på kemiske og fysiske fænomener i naturen. Fysik er naturvidenskaben

Om verden omkring. Ud over den sædvanlige nysgerrighed skyldtes dette praktiske behov. Når alt kommer til alt, for eksempel hvis du forstår at hæve
og flytte tunge sten, vil du være i stand til at opføre stærke vægge og bygge et hus, hvor det er mere bekvemt at bo end i en hule eller en udgravning. Og lærer du at smelte metaller af malme og lave plove, le, økser, våben osv., vil du bedre kunne pløje marken og få en højere høst, og i tilfælde af fare vil du kunne beskytte din jord .

I oldtiden var der kun én videnskab - den kombinerede al den viden om naturen, som menneskeheden havde akkumuleret på det tidspunkt. I dag kaldes denne videnskab for naturvidenskab.

Lær om fysisk videnskab

Et andet eksempel på et elektromagnetisk felt er lys. Du vil blive bekendt med nogle egenskaber ved lys i studiet af afsnit 3.

3. Genkald fysiske fænomener

Sagen omkring os ændrer sig konstant. Nogle kroppe bevæger sig i forhold til hinanden, nogle af dem kolliderer og bliver muligvis ødelagt, andre er dannet af nogle kroppe ... Listen over sådanne ændringer kan fortsætte og fortsætte - det var ikke for ingenting, at filosoffen Heraclitus bemærkede i oldtiden: "Alt flyder, alt ændrer sig." Ændringer i verden omkring os, det vil sige i naturen, kalder videnskabsmænd et særligt udtryk - fænomener.

Ris. 1.5. Eksempler på naturfænomener

Ris. 1.6. Et komplekst naturfænomen - et tordenvejr kan repræsenteres som en kombination af en række fysiske fænomener

Solopgang og solnedgang, en lavine, et vulkanudbrud, en hest der løber, en panter der springer er alle eksempler på naturfænomener (Figur 1.5).

For bedre at forstå komplekse naturfænomener opdeler videnskabsmænd dem i et sæt fysiske fænomener – fænomener, der kan beskrives ved hjælp af fysiske love.

På fig. 1.6 viser et sæt fysiske fænomener, der danner et komplekst naturfænomen - et tordenvejr. Så lyn - en enorm elektrisk udladning - er et elektromagnetisk fænomen. Hvis lynet rammer et træ, vil det blusse op og begynde at frigive varme - fysikere i dette tilfælde taler om et termisk fænomen. Tordenbrølet og knitren fra brændende træ er lydfænomener.

Eksempler på nogle fysiske fænomener er givet i tabellen. Tag for eksempel et kig på den første række i tabellen. Hvad kan være til fælles mellem en rakets flugt, en stens fald og en hel planets rotation? Svaret er enkelt. Alle eksempler på fænomener givet i denne linje er beskrevet af de samme love - lovene for mekanisk bevægelse. Ved hjælp af disse love er det muligt at beregne koordinaterne for ethvert bevægeligt legeme (hvad enten det er en sten, en raket eller en planet) på et hvilket som helst tidspunkt, der interesserer os.

Ris. 1.7 Eksempler på elektromagnetiske fænomener

Hver af jer, der tog trøjen af ​​eller reder dit hår med en plastikkam, har sandsynligvis været opmærksomme på de små gnister, der dukker op på samme tid. Både disse gnister og lynets mægtige udladning refererer til de samme elektromagnetiske fænomener og adlyder følgelig de samme love. For at studere elektromagnetiske fænomener bør du derfor ikke vente på et tordenvejr. Det er nok at studere, hvordan sikre gnister opfører sig for at forstå, hvad man kan forvente af lyn, og hvordan man undgår mulig fare. For første gang blev sådanne undersøgelser udført af den amerikanske videnskabsmand B. Franklin (1706-1790), som opfandt et effektivt middel til beskyttelse mod lynudladning - en lynafleder.

Ved at studere fysiske fænomener separat etablerer videnskabsmænd deres forhold. En lynudladning (elektromagnetisk fænomen) er således nødvendigvis ledsaget af en betydelig temperaturstigning i lynkanalen (termisk fænomen). Studiet af disse fænomener i deres indbyrdes forhold tillod ikke kun bedre at forstå det naturlige fænomen - et tordenvejr, men også at finde en måde for den praktiske anvendelse af elektromagnetiske og termiske fænomener. Sikkert hver af jer, der gik forbi byggepladsen, så arbejdere i beskyttelsesmasker og blændende glimt af elektrisk svejsning. Elektrisk svejsning (en metode til at forbinde metaldele ved hjælp af en elektrisk udladning) er et eksempel på den praktiske brug af videnskabelig forskning.

4. Bestem hvilke fysikstudier

Nu hvor du har lært, hvad stof og fysiske fænomener er, er det tid til at definere, hvad der er emnet for fysikstudiet. Denne videnskab studerer: stofs struktur og egenskaber; fysiske fænomener og deres indbyrdes sammenhæng.

• opsummering

Verden omkring os består af stof. Der er to typer stof: den substans, som alle fysiske legemer er sammensat af, og feltet.

Verden omkring os ændrer sig konstant. Disse ændringer kaldes fænomener. Termiske, lys-, mekaniske, lyd- og elektromagnetiske fænomener er alle eksempler på fysiske fænomener.

Fysikkens emne er stoffets struktur og egenskaber, fysiske fænomener og deres indbyrdes sammenhæng.

• Kontrolspørgsmål

Hvad studerer fysik? Giv eksempler på fysiske fænomener. Kan begivenheder, der opstår i en drøm eller i fantasien, betragtes som fysiske fænomener? 4. Hvilke stoffer består følgende kroppe af: en lærebog, en blyant, en fodbold, et glas, en bil? Hvilke fysiske legemer kan bestå af glas, metal, træ, plastik?

Fysik. 7. klasse: Lærebog / F. Ya. Bozhinova, N. M. Kiryukhin, E. A. Kiryukhina. - X .: Forlaget "Ranok", 2007. - 192 s.: ill.

Dynamisk forandring er indbygget i naturen selv. Alt ændrer sig på en eller anden måde hvert øjeblik. Hvis man ser godt efter, vil man finde hundredvis af eksempler på fysiske og kemiske fænomener, der er ganske naturlige transformationer.

Forandring er den eneste konstant i universet

Ironisk nok er forandring den eneste konstant i vores univers. For at forstå fysiske og kemiske fænomener (eksempler i naturen findes ved hver tur), er det sædvanligt at klassificere dem i typer, afhængigt af arten af ​​det endelige resultat forårsaget af dem. Der er fysiske, kemiske og blandede ændringer, som indeholder både den første og den anden.

Fysiske og kemiske fænomener: eksempler og betydning

Hvad er et fysisk fænomen? Alle ændringer, der sker i et stof uden at ændre dets kemiske sammensætning, er fysiske. De er karakteriseret ved ændringer i fysiske egenskaber og materialetilstand (fast, flydende eller gasformig), tæthed, temperatur, volumen, som opstår uden at ændre dens grundlæggende kemiske struktur. Der er ingen skabelse af nye kemiske produkter eller ændringer i den samlede masse. Derudover er denne type ændring som regel midlertidig og i nogle tilfælde fuldstændig reversibel.

Når du blander kemikalier i laboratoriet, kan du nemt se reaktionen, men der foregår mange kemiske reaktioner i verden omkring dig hver dag. En kemisk reaktion ændrer molekyler, mens en fysisk ændring kun omarrangerer dem. Hvis vi for eksempel tager klorgas og metallisk natrium og kombinerer dem, får vi bordsalt. Det resulterende stof er meget forskelligt fra nogen af ​​dets bestanddele. Dette er en kemisk reaktion. Hvis vi så opløser dette salt i vand, blander vi blot saltmolekylerne med vandmolekylerne. Der er ingen ændring i disse partikler, det er en fysisk transformation.

Eksempler på fysiske ændringer

Alt er opbygget af atomer. Når atomer kombineres, dannes forskellige molekyler. De forskellige egenskaber, som objekter arver, er resultatet af forskellige molekylære eller atomare strukturer. Et objekts hovedegenskaber afhænger af deres molekylære arrangement. Fysiske ændringer opstår uden at ændre objekters molekylære eller atomare struktur. De transformerer simpelthen et objekts tilstand uden at ændre dets natur. Afsmeltning, kondensation, volumenændring og fordampning er eksempler på fysiske fænomener.

Yderligere eksempler på fysiske ændringer: metal, der udvider sig ved opvarmning, lydtransmission gennem luft, vand fryser til is om vinteren, kobber trækkes ind i ledninger, ler dannes på forskellige genstande, is, der smelter til væske, metalopvarmning og ændres til en anden form, jod sublimering ved opvarmning, fald af enhver genstand under påvirkning af tyngdekraften, blækket absorberes af kridt, magnetisering af jernsøm, en snemand, der smelter i solen, lysende glødelamper, magnetisk levitation af et objekt.

Hvordan skelner man mellem fysiske og kemiske ændringer?

Mange eksempler på kemiske og fysiske fænomener kan findes i livet. Det er ofte svært at kende forskel på de to, især når begge kan forekomme på samme tid. Stil følgende spørgsmål for at identificere fysiske ændringer:

• Er tilstanden af ​​et objekts tilstand en ændring (gasformig, fast og flydende)?
• Er ændringen en rent begrænset fysisk parameter eller karakteristik såsom tæthed, form, temperatur eller volumen?
• Er den kemiske natur af et objekt en ændring?
• Er der kemiske reaktioner, der fører til skabelsen af ​​nye produkter?

Hvis svaret på et af de to første spørgsmål er ja, og der ikke er svar på de efterfølgende spørgsmål, er der højst sandsynligt tale om et fysisk fænomen. Omvendt, hvis svaret på et af de sidste to spørgsmål er ja, mens de to første er nej, så er det bestemt et kemisk fænomen. Tricket er bare at tydeligt observere og analysere, hvad du ser.

Eksempler på kemiske reaktioner i hverdagen

Kemi finder sted i verden omkring dig, ikke kun i laboratoriet. Stof interagerer for at danne nye produkter gennem en proces kaldet kemisk reaktion eller kemisk forandring. Hver gang du laver mad eller gør rent, er det kemi i aktion. Din krop lever og vokser gennem kemiske reaktioner. Der kommer reaktioner, når man tager medicin, tænder en tændstik og sukker. Her er 10 kemiske reaktioner i hverdagen. Dette er blot et lille udpluk af de eksempler på fysiske og kemiske fænomener i livet, som du ser og oplever mange gange hver dag:

1. Fotosyntese. Klorofyl i planteblade omdanner kuldioxid og vand til glukose og ilt. Det er en af ​​de mest almindelige daglige kemiske reaktioner, og også en af ​​de vigtigste, fordi det er, hvordan planter producerer mad til sig selv og dyr og omdanner kuldioxid til ilt.
2. Aerob cellulær respiration er en reaktion med ilt i menneskelige celler. Aerob cellulær respiration er den modsatte proces af fotosyntese. Forskellen er, at energimolekyler kombineres med den ilt, vi indånder, for at frigive den energi, vores celler har brug for, samt kuldioxid og vand. Den energi, som cellerne bruger, er kemisk energi i form af ATP.
3. Anaerob respiration. Anaerob respiration producerer vin og andre gærede fødevarer. Dine muskelceller udfører anaerob respiration, når du løber tør for ilt, såsom under intens eller langvarig træning. Anaerob respiration af gær og bakterier bruges til gæring for at producere ethanol, kuldioxid og andre kemikalier, der producerer ost, vin, øl, yoghurt, brød og mange andre almindelige fødevarer.
4. Forbrænding er en form for kemisk reaktion. Dette er en kemisk reaktion i hverdagen. Hver gang du tænder en tændstik eller et lys, tænder et bål, ser du en forbrændingsreaktion. Forbrænding kombinerer energimolekyler med ilt for at producere kuldioxid og vand.
5. Rust er en almindelig kemisk reaktion. Med tiden udvikler jernet en rød, flagende belægning kaldet rust. Dette er et eksempel på en oxidationsreaktion. Andre dagligdags eksempler omfatter dannelsen af ​​ir på kobber og anløbning af sølv.
6. Blanding af kemikalier forårsager kemiske reaktioner. Bagepulver og bagepulver udfører lignende funktioner i bagning, men de reagerer forskelligt på andre ingredienser, så du kan ikke altid bytte dem ud. Hvis du kombinerer eddike og bagepulver til en kemisk "vulkan" eller mælk med bagepulver i en opskrift, oplever du en dobbelt bias- eller metatesereaktion (plus et par andre). Ingredienserne kombineres igen for at producere kuldioxidgas og vand. Kuldioxiden danner bobler og hjælper bagværket med at "vokse". Disse reaktioner forekommer enkle i praksis, men involverer ofte flere trin.
7. Batterier er eksempler på elektrokemi. Batterier bruger elektrokemiske eller redoxreaktioner til at omdanne kemisk energi til elektrisk energi.
8. Fordøjelse. Tusindvis af kemiske reaktioner finder sted under fordøjelsen. Så snart du putter mad i munden, begynder et enzym i dit spyt kaldet amylase at nedbryde sukker og andre kulhydrater til enklere former, som din krop kan optage. Saltsyren i din mave reagerer med mad for at nedbryde den, og enzymer nedbryder proteiner og fedtstoffer, så de kan optages i blodbanen gennem tarmvæggen.
9. Syre-base reaktioner. Når du blander en syre (f.eks. eddike, citronsaft, svovlsyre, saltsyre) med en alkali (f.eks. bagepulver, sæbe, ammoniak, acetone), udfører du en syre-base-reaktion. Disse processer neutraliserer hinanden og producerer salt og vand. Natriumchlorid er ikke det eneste salt, der kan dannes. For eksempel er her den kemiske ligning for en syre-base reaktion, der producerer kaliumchlorid, en almindelig erstatning for bordsalt: HCl + KOH → KCl + H 2 O.
10. Sæbe og rengøringsmidler. De renses ved kemiske reaktioner. Sæbe emulgerer snavs, hvilket betyder, at oliepletter binder sig til sæben, så de kan fjernes med vand. Rengøringsmidler reducerer vandets overfladespænding, så de kan interagere med olier, binde dem og vaske dem væk.
11. Kemiske reaktioner ved tilberedning af fødevarer. Madlavning er ét stort praktisk kemieksperiment. Madlavning bruger varme til at skabe kemiske ændringer i maden. Når du for eksempel koger et æg hårdt, kan det svovlbrinte, der produceres ved opvarmning af æggehviden, reagere med jernet fra æggeblommen og danne en grågrøn ring omkring blommen. Når du tilbereder kød eller bagværk, producerer Maillard-reaktionen mellem aminosyrer og sukkerarter en brun farve og en ønskværdig smag.

Andre eksempler på kemiske og fysiske fænomener

Fysiske egenskaber beskriver egenskaber, der ikke ændrer et stof. For eksempel kan du ændre farven på papir, men det er stadig papir. Du kan koge vand, men når du samler og kondenserer dampen, er det stadig vand. Du kan bestemme massen af ​​et ark papir, og det er stadig papir.

Kemiske egenskaber er dem, der angiver, hvordan et stof reagerer eller ikke reagerer med andre stoffer. Når natriummetal anbringes i vand, reagerer det voldsomt og danner natriumhydroxid og brint. Tilstrækkelig varme genereres ved, at brinten slipper ud i flammen ved at reagere med ilten i luften. På den anden side, når du putter et stykke kobbermetal i vand, er der ingen reaktion. Natriums kemiske egenskab er altså, at det reagerer med vand, men kobbers kemiske egenskab er, at det ikke gør det.

Hvilke andre eksempler på kemiske og fysiske fænomener kan gives? Kemiske reaktioner finder altid sted mellem elektroner i valensskallene af grundstoffernes atomer i det periodiske system. Fysiske fænomener ved lave energiniveauer involverer simpelthen mekaniske interaktioner - tilfældige kollisioner af atomer uden kemiske reaktioner, såsom atomer eller gasmolekyler. Når kollisionsenergierne er meget høje, brydes integriteten af ​​kernen af ​​atomer, hvilket fører til deling eller fusion af de involverede arter. Spontan radioaktivt henfald betragtes normalt som et fysisk fænomen.

Jeg vil vædde på, at du har bemærket mere end én gang, at noget som mors sølvring bliver mørkere med tiden. Eller hvordan et søm ruster. Eller hvordan træstammer brænder til aske. Nå, okay, hvis mor ikke kan lide sølv, og du aldrig gik på vandretur, så du præcis, hvordan en tepose brygges i en kop.

Hvad har alle disse eksempler til fælles? Og det faktum, at de alle er kemiske fænomener.

Et kemisk fænomen opstår, når nogle stoffer omdannes til andre: nye stoffer har en anden sammensætning og nye egenskaber. Hvis du også husker fysik, så husk, at kemiske fænomener opstår på molekylært og atomært niveau, men ikke påvirker sammensætningen af ​​atomkernerne.

Fra et kemisynspunkt er dette ikke andet end en kemisk reaktion. Og for hver kemisk reaktion er det nødvendigvis muligt at identificere karakteristiske træk:

• et bundfald kan dannes under reaktionen;
• stoffets farve kan ændre sig;
• konsekvensen af ​​reaktionen kan være udvikling af gas;
• varme kan frigives eller absorberes;
• reaktionen kan også være ledsaget af frigivelse af lys.

Også en liste over betingelser, der er nødvendige for, at en kemisk reaktion kan forekomme, har længe været defineret:

• kontakt: For at reagere skal stofferne komme i kontakt.
• slibning: for det vellykkede forløb af reaktionen skal de stoffer, der indgår i den, knuses så fint som muligt, ideelt set - opløses;
• temperatur: rigtig mange reaktioner afhænger direkte af stoffernes temperatur (oftest skal de opvarmes, men nogle omvendt - afkøles til en bestemt temperatur).

Ved at nedskrive ligningen for en kemisk reaktion i bogstaver og tal, beskriver du dermed essensen af ​​et kemisk fænomen. Og loven om bevarelse af masse er en af ​​de vigtigste regler ved udarbejdelse af sådanne beskrivelser.

Kemiske fænomener i naturen

Selvfølgelig forstår du, at kemi ikke kun foregår i reagensglas i skolens laboratorium. De mest imponerende kemiske fænomener, du kan observere i naturen. Og deres betydning er så stor, at der ikke ville være noget liv på jorden, hvis det ikke var for nogle af de naturlige kemiske fænomener.

Så lad os først og fremmest tale om fotosyntese. Dette er den proces, hvorved planter absorberer kuldioxid fra atmosfæren og producerer ilt, når de udsættes for sollys. Vi indånder denne ilt.

Generelt forløber fotosyntesen i to faser, og belysning er kun nødvendig for én. Forskere udførte forskellige eksperimenter og fandt ud af, at fotosyntesen forløber selv i svagt lys. Men med en stigning i mængden af ​​lys accelereres processen kraftigt. Det er også blevet observeret, at hvis plantens lys og temperatur begge øges på samme tid, øges fotosyntesehastigheden endnu mere. Dette sker op til en vis grænse, hvorefter en yderligere stigning i belysningen ophører med at accelerere fotosyntesen.

Processen med fotosyntese involverer fotoner udsendt af solen og specielle pigmentmolekyler af planter - klorofyl. I planteceller findes det i kloroplaster, som er det, der gør bladene grønne.

Fra et kemisk synspunkt er fotosyntese en kæde af transformationer, der resulterer i ilt, vand og kulhydrater som et energilager.

I starten mente man, at ilt dannes som følge af spaltningen af ​​kuldioxid. Senere fandt Cornelius Van Niel dog ud af, at ilt dannes som følge af fotolyse af vand. Nylige undersøgelser har bekræftet denne hypotese.

Essensen af ​​fotosyntese kan beskrives ved hjælp af følgende ligning: 6CO 2 + 12H 2 O + lys \u003d C 6 H 12 O 6 + 6O 2 + 6H 2 O.

Åndedrag inklusive vores med dig, – det er også et kemisk fænomen. Vi inhalerer ilten produceret af planter og udånder kuldioxid.

Men ikke kun kuldioxid dannes som følge af respiration. Det vigtigste i denne proces er, at der på grund af vejrtrækning frigives en stor mængde energi, og denne metode til at opnå det er meget effektiv.

Derudover er mellemresultatet af forskellige stadier af respiration et stort antal forskellige forbindelser. Og disse tjener til gengæld som grundlag for syntesen af ​​aminosyrer, proteiner, vitaminer, fedtstoffer og fedtsyrer.

Åndedrætsprocessen er kompleks og opdelt i flere stadier. Hver af dem bruger et stort antal enzymer, der fungerer som katalysatorer. Skemaet for kemiske reaktioner af respiration er næsten det samme i dyr, planter og endda bakterier.

Fra et kemisynspunkt er respiration processen med oxidation af kulhydrater (som en mulighed: proteiner, fedtstoffer) ved hjælp af oxygen, som et resultat af reaktionen opnås vand, kuldioxid og energi, som celler lagrer i ATP: C 6 H 12 O 6 + 6O 2 \u003d CO 2 + 6H 2 O + 2,87 * 10 6 J.

Forresten sagde vi ovenfor, at kemiske reaktioner kan ledsages af emission af lys. I tilfælde af vejrtrækning og de kemiske reaktioner, der følger med, er dette også sandt. Glød (luminescerer) kan nogle mikroorganismer. Selvom vejrtrækningens energieffektivitet falder.

Forbrænding sker også med deltagelse af ilt. Som et resultat bliver træ (og andre faste brændstoffer) til aske, et stof med en helt anden sammensætning og egenskaber. Derudover frigives der under forbrændingsprocessen en stor mængde varme og lys samt gas.

Selvfølgelig brænder ikke kun faste stoffer, men med deres hjælp var det mere bekvemt at give et eksempel i dette tilfælde.

Fra et kemisk synspunkt er forbrænding en oxidativ reaktion, der forløber med meget høj hastighed. Og med en meget, meget høj reaktionshastighed kan der opstå en eksplosion.

Skematisk kan reaktionen skrives således: stof + O 2 → oxider + energi.

Som et naturligt kemisk fænomen betragter vi og henfald.

Faktisk er dette den samme proces som forbrænding, men den forløber meget langsommere. Henfald er vekselvirkningen af ​​komplekse nitrogenholdige stoffer med ilt med deltagelse af mikroorganismer. Tilstedeværelsen af ​​fugt er en af ​​de faktorer, der bidrager til forekomsten af ​​forrådnelse.

Som et resultat af kemiske reaktioner dannes ammoniak, flygtige fedtsyrer, kuldioxid, hydroxysyrer, alkoholer, aminer, skatol, indol, hydrogensulfid, mercaptaner fra protein. Nogle af de nitrogenholdige forbindelser, der dannes som følge af henfald, er giftige.

Hvis vi igen vender tilbage til vores liste over tegn på en kemisk reaktion, vil vi også finde mange af dem i dette tilfælde. Især er der et startstof, et reagens, reaktionsprodukter. Af de karakteristiske træk bemærker vi frigivelse af varme, gasser (stærkt lugtende), en ændring i farve.

For cirkulationen af ​​stoffer i naturen er henfald meget vigtigt: det gør det muligt at forarbejde proteiner fra døde organismer til forbindelser, der er egnede til absorption af planter. Og cirklen starter forfra.

Jeg er sikker på, at du har lagt mærke til, hvor let det er at trække vejret om sommeren efter et tordenvejr. Og luften bliver også ekstra frisk og får en karakteristisk lugt. Hver gang efter et sommertordenvejr kan du observere et andet kemisk fænomen, der er almindeligt i naturen - ozondannelse.

Ozon (O 3) i sin rene form er en blå gas. I naturen er den højeste koncentration af ozon i den øvre atmosfære. Der fungerer han som et skjold for vores planet. Hvilket beskytter den mod solstråling fra rummet og ikke lader Jorden køle ned, da den også absorberer sin infrarøde stråling.

I naturen dannes ozon for det meste på grund af luftens bestråling med solens ultraviolette stråler (3O 2 + UV-lys → 2O 3). Og også med elektriske udladninger af lyn under et tordenvejr.

I et tordenvejr, under påvirkning af lynnedslag, brydes en del af iltmolekylerne op i atomer, molekylært og atomært ilt kombineres, og der dannes O 3.

Derfor mærker vi en særlig friskhed efter et tordenvejr, vi trækker vejret lettere, luften virker mere gennemsigtig. Faktum er, at ozon er et meget stærkere oxidationsmiddel end oxygen. Og i en lille koncentration (som efter et tordenvejr) er sikkert. Og endda nyttigt, fordi det nedbryder skadelige stoffer i luften. Faktisk desinficerer det det.

Men i store doser er ozon meget farligt for mennesker, dyr og endda planter, for dem er det giftigt.

Forresten er de desinficerende egenskaber af ozon opnået i laboratoriet meget brugt til ozonisering af vand, beskyttelse af produkter mod fordærv, i medicin og kosmetologi.

Selvfølgelig er dette ikke en komplet liste over fantastiske kemiske fænomener i naturen, der gør livet på planeten så mangfoldigt og smukt. Du kan lære mere om dem, hvis du ser dig omhyggeligt omkring og holder ørerne åbne. Der er en masse fantastiske fænomener rundt omkring, som bare venter på, at du bliver interesseret i dem.

Kemiske fænomener i hverdagen

Disse omfatter dem, der kan observeres i det moderne menneskes daglige liv. Nogle af dem er ganske enkle og indlysende, alle kan observere dem i deres køkken: for eksempel at brygge te. Tebladene opvarmet med kogende vand ændrer deres egenskaber, som følge heraf ændres vandets sammensætning også: det får en anden farve, smag og egenskaber. Det vil sige, at der opnås et nyt stof.

Hvis sukker hældes i den samme te, som et resultat af en kemisk reaktion, opnås en opløsning, som igen vil have et sæt nye egenskaber. Først og fremmest ny, sød, smag.

Ved at bruge eksemplet med stærk (koncentreret) tebrygning kan du selvstændigt udføre et andet eksperiment: lysne te med en skive citron. På grund af de syrer, der er indeholdt i citronsaft, vil væsken igen ændre sin sammensætning.

Hvilke andre fænomener kan du observere i hverdagen? For eksempel omfatter kemiske fænomener processen brændstofforbrænding i motoren.

For at forenkle kan reaktionen af ​​brændstofforbrænding i motoren beskrives som følger: ilt + brændstof = vand + kuldioxid.

Generelt finder flere reaktioner sted i kammeret i en forbrændingsmotor, hvori brændstof (kulbrinter), luft og en tændingsgnist er involveret. Eller rettere, ikke bare brændstof - en brændstof-luft-blanding af kulbrinter, ilt, nitrogen. Før antændelse komprimeres blandingen og opvarmes.

Forbrændingen af ​​blandingen sker på en brøkdel af et sekund, som et resultat ødelægges bindingen mellem brint- og carbonatomerne. På grund af dette frigives en stor mængde energi, som sætter stemplet i bevægelse, og det - krumtapakslen.

Efterfølgende kombineres brint- og kulstofatomer med oxygenatomer, vand og kuldioxid dannes.

Ideelt set bør reaktionen ved fuldstændig forbrænding af brændstof se sådan ud: C n H 2n+2 + (1,5n+0,5) O 2 = nCO 2 + (n+1) H 2 O. I virkeligheden er forbrændingsmotorer ikke så effektive. Antag, at hvis ilt ikke er nok under reaktionen, dannes CO som følge af reaktionen. Og ved større mangel på ilt dannes der sod (C).

Plakdannelse på metaller som følge af oxidation (rust på jern, patina på kobber, mørkfarvning af sølv) - også fra kategorien husholdningskemiske fænomener.

Lad os tage jern som et eksempel. Rustning (oxidation) opstår under påvirkning af fugt (luftfugtighed, direkte kontakt med vand). Resultatet af denne proces er jernhydroxid Fe 2 O 3 (mere præcist Fe 2 O 3 * H 2 O). Du kan se det som en løs, ru, orange eller rødbrun belægning på overfladen af ​​metalprodukter.

Et andet eksempel er den grønne belægning (patina) på overfladen af ​​kobber- og bronzegenstande. Det dannes over tid under påvirkning af atmosfærisk ilt og fugtighed: 2Cu + O 2 + H 2 O + CO 2 \u003d Cu 2 CO 5 H 2 (eller CuCO 3 * Cu (OH) 2). Det resulterende basiske kobbercarbonat findes også i naturen i form af mineralet malakit.

Og et andet eksempel på en langsom oxidativ reaktion af et metal under husholdningsforhold er dannelsen af ​​en mørk belægning af sølvsulfid Ag 2 S på overfladen af ​​sølvgenstande: smykker, bestik osv.

"Ansvaret" for dets forekomst bæres af svovlpartikler, som er til stede i form af svovlbrinte i den luft, vi indånder. Sølv kan også blive mørkere ved kontakt med svovlholdige fødevarer (f.eks. æg). Reaktionen ser således ud: 4Ag + 2H 2 S + O 2 = 2Ag 2 S + 2H 2 O.

Lad os gå tilbage til køkkenet. Her kan du overveje et par mere interessante kemiske fænomener: skældannelse i elkedlen en af ​​dem.

Under husholdningsforhold er der ikke noget kemisk rent vand; metalsalte og andre stoffer er altid opløst i det i forskellige koncentrationer. Hvis vandet er mættet med calcium- og magnesiumsalte (hydrocarbonater), kaldes det hårdt. Jo højere saltkoncentrationen er, jo hårdere er vandet.

Når sådant vand opvarmes, nedbrydes disse salte til kuldioxid og et uopløseligt bundfald (CaCO 3 ogmgCO 3). Du kan observere disse faste aflejringer ved at kigge ind i elkedlen (og også ved at se på varmeelementerne i vaskemaskiner, opvaskemaskiner og strygejern).

Udover calcium og magnesium (hvoraf der dannes karbonatskaller) er jern også ofte til stede i vand. Under de kemiske reaktioner af hydrolyse og oxidation dannes der hydroxider fra det.

Når du i øvrigt er ved at slippe af med kalk i kedlen, kan du iagttage endnu et eksempel på underholdende kemi i hverdagen: almindelig bordeddike og citronsyre klarer sig godt med aflejringer. En kedel med en opløsning af eddike/citronsyre og vand koges, hvorefter belægningen forsvinder.

Og uden et andet kemisk fænomen ville der ikke være nogen lækre mors tærter og boller: vi taler om slukningssodavand med eddike.

Når mor slukker sodavand i en ske med eddike, opstår følgende reaktion: NaHCO 3 + CH 3 COOH=CH 3 COONa + H 2 O + CO 2 . Den resulterende kuldioxid har en tendens til at forlade dejen - og ændrer derved dens struktur, gør den porøs og løs.

Du kan i øvrigt sige til din mor, at det slet ikke er nødvendigt at slukke sodavanden – hun reagerer alligevel, når dejen kommer i ovnen. Reaktionen vil dog gå lidt værre, end når sodavand er slukket. Men ved en temperatur på 60 grader (og helst 200) nedbrydes sodavand til natriumkarbonat, vand og samme kuldioxid. Sandt nok kan smagen af ​​færdiglavede tærter og boller være værre.

Listen over husholdningskemiske fænomener er ikke mindre imponerende end listen over sådanne fænomener i naturen. Takket være dem har vi veje (asfaltfremstilling er et kemisk fænomen), huse (murstensbrænding), smukke stoffer til tøj (farvning). Hvis man tænker over det, bliver det tydeligt, hvor mangefacetteret og interessant kemividenskaben er. Og hvor meget fordel kan man få ved at forstå dens love.

Blandt de mange, mange fænomener, som naturen og mennesket har opfundet, er der særlige, som er svære at beskrive og forklare. De omfatter også brændende vand. Hvordan kan det være, spørger du, fordi vand ikke brænder, det slukker ild? Hvordan kan hun brænde? Og her er sagen.

Afbrænding af vand er et kemisk fænomen, hvor ilt-brintbindinger brydes i vand med en blanding af salte under påvirkning af radiobølger. Resultatet er ilt og brint. Og det er selvfølgelig ikke vandet i sig selv, der brænder, men brint.

Samtidig når den en meget høj forbrændingstemperatur (mere end halvanden tusinde grader), plus at der igen dannes vand under reaktionen.

Dette fænomen har længe været interessant for forskere, der drømmer om at lære at bruge vand som brændstof. For eksempel til biler. Indtil videre er dette noget fra fantasiens område, men hvem ved, hvad videnskabsmænd vil være i stand til at opfinde meget snart. En af de største problemer er, at når vandet brænder, frigives der mere energi, end der bruges på reaktionen.

I øvrigt kan noget lignende observeres i naturen. Ifølge en teori er store enkeltbølger, der ser ud som om fra ingenting, faktisk resultatet af en brinteksplosion. Elektrolysen af ​​vand, som fører til det, udføres på grund af indtrængen af ​​elektriske udladninger (lyn) på overfladen af ​​saltvandet i havene og oceanerne.

Men ikke kun i vand, men også på land, kan man observere fantastiske kemiske fænomener. Hvis du havde en chance for at besøge en naturlig hule, ville du helt sikkert kunne se bizarre, smukke naturlige "istapper" hænge fra loftet - drypsten. Hvordan og hvorfor de optræder, forklares af et andet interessant kemisk fænomen.

En kemiker, der ser på en drypsten, ser selvfølgelig ikke en istap, men calciumcarbonat CaCO 3. Grundlaget for dets dannelse er spildevand, naturlig kalksten, og selve drypsten er bygget på grund af udfældningen af ​​calciumcarbonat (nedvækst) og atomernes adhæsionskraft i krystalgitteret (vækst i bredden).

Forresten kan lignende formationer stige fra gulvet til loftet - de kaldes stalagmitter. Og hvis drypsten og stalagmitter mødes og smelter sammen til solide søjler, får de et navn stalagnerer.

Konklusion

Mange fantastiske, smukke såvel som farlige og skræmmende kemiske fænomener opstår i verden hver dag. Fra mange har folk lært at drage nytte: de skaber byggematerialer, laver mad, får køretøjer til at rejse lange afstande og meget mere.

Uden mange kemiske fænomener ville eksistensen af ​​liv på jorden ikke være mulig: Uden ozonlaget ville mennesker, dyr, planter ikke overleve på grund af ultraviolette stråler. Uden plantefotosyntese ville dyr og mennesker ikke have noget at trække vejret, og uden respirationens kemiske reaktioner ville dette spørgsmål slet ikke være relevant.

Fermentering gør det muligt at lave mad, og det lignende kemiske fænomen forrådnelse nedbryder proteiner til enklere forbindelser og returnerer dem til kredsløbet af stoffer i naturen.

Dannelsen af ​​oxid, når kobber opvarmes, ledsaget af en lys glød, forbrænding af magnesium, smeltning af sukker osv., betragtes også som kemiske fænomener. Og find dem en nyttig brug.

site, med hel eller delvis kopiering af materialet, kræves et link til kilden.

Alt, hvad der omgiver os: både levende og livløs natur, er i konstant bevægelse og ændrer sig konstant: planeter og stjerner bevæger sig, det regner, træer vokser. Og en person, som vi kender fra biologien, gennemgår konstant nogle udviklingsstadier. Formaling af korn til mel, faldende sten, kogende vand, lyn, glødende pærer, opløsning af sukker i te, flytning af køretøjer, lyn, regnbuer er eksempler på fysiske fænomener.

Og med stoffer (jern, vand, luft, salt osv.) sker der forskellige ændringer eller fænomener. Stoffet kan krystalliseres, smeltes, knuses, opløses og igen skilles fra opløsningen. Dens sammensætning vil dog forblive den samme.

Så granuleret sukker kan males til et pulver så fint, at det ved den mindste vejrtrækning vil stige til vejrs som støv. Sukkerpletter kan kun ses under et mikroskop. Sukker kan deles i endnu mindre dele ved at opløse det i vand. Hvis vand fordampes fra sukkeropløsningen, vil sukkermolekylerne igen kombineres med hinanden til krystaller. Men når det er opløst i vand, og når det knuses, forbliver sukker sukker.

I naturen danner vand floder og have, skyer og gletsjere. Under fordampning bliver vand til damp. Vanddamp er vand i gasform. Når det udsættes for lave temperaturer (under 0˚С), bliver vand til en fast tilstand - det bliver til is. Den mindste partikel af vand er et vandmolekyle. Vandmolekylet er også den mindste partikel af damp eller is. Vand, is og damp er ikke forskellige stoffer, men det samme stof (vand) i forskellige aggregeringstilstande.

Ligesom vand kan andre stoffer også overføres fra en aggregeringstilstand til en anden.

Ved at karakterisere et eller andet stof som en gas, væske eller fast stof, betyder de stoffets tilstand under normale forhold. Ethvert metal kan ikke kun smeltes (oversættes til flydende tilstand), men også omdannes til en gas. Men dette kræver meget høje temperaturer. I Solens ydre skal er metaller i gasform, fordi temperaturen der er 6000 ° C. Og for eksempel kan kuldioxid omdannes til "tøris" ved afkøling.

Fænomener, hvor der ikke er nogen omdannelse af et stof til et andet, kaldes fysiske fænomener. Fysiske fænomener kan føre til en ændring, for eksempel i tilstanden af ​​aggregering eller temperatur, men sammensætningen af ​​stoffer vil forblive den samme.

Alle fysiske fænomener kan opdeles i flere grupper.

Mekaniske fænomener er fænomener, der opstår med fysiske kroppe, når de bevæger sig i forhold til hinanden (Jordens omdrejning omkring Solen, bevægelsen af ​​biler, en faldskærmsudspringers flugt).

Elektriske fænomener er fænomener, der opstår under fremkomsten, eksistensen, bevægelsen og interaktionen af ​​elektriske ladninger (elektrisk strøm, telegrafi, lyn under et tordenvejr).

Magnetiske fænomener er fænomener forbundet med forekomsten af ​​magnetiske egenskaber i fysiske legemer (tiltrækning af jerngenstande med en magnet, drejning af kompasnålen mod nord).

Optiske fænomener er fænomener, der opstår under lysets udbredelse, brydning og refleksion (regnbue, luftspejlinger, refleksion af lys fra et spejl, udseendet af en skygge).

Termiske fænomener er fænomener, der opstår, når fysiske legemer opvarmes og afkøles (smeltende sne, kogende vand, tåge, frysende vand).

Atomfænomener er fænomener, der opstår, når den indre struktur af stoffet i fysiske kroppe ændres (Solens og stjernernes skær, en atomeksplosion).

site, med hel eller delvis kopiering af materialet, kræves et link til kilden.

Fysiske kroppe er "aktører" af fysiske fænomener. Lad os stifte bekendtskab med nogle af dem.

mekaniske fænomener

Mekaniske fænomener er kroppes bevægelse (fig. 1.3) og deres indvirkning på hinanden, for eksempel frastødning eller tiltrækning. Organernes indvirkning på hinanden kaldes interaktion.

Vi vil stifte nærmere bekendtskab med mekaniske fænomener i dette akademiske år.

Ris. 1.3. Eksempler på mekaniske fænomener: bevægelse og interaktion af kroppe under sportskonkurrencer (a, b. c); Jordens bevægelse omkring Solen og dens rotation omkring sin egen akse (r)

lydfænomener

Lydfænomener er, som navnet antyder, fænomener forbundet med lyd. Disse omfatter for eksempel udbredelse af lyd i luft eller vand, samt refleksion af lyd fra forskellige forhindringer - f.eks. bjerge eller bygninger. Når lyd reflekteres, frembringes et velkendt ekko.

termiske fænomener

Termiske fænomener er opvarmning og afkøling af legemer samt for eksempel fordampning (forvandling af en væske til damp) og smeltning (omdannelse af et fast stof til en væske).

Termiske fænomener er ekstremt udbredte: for eksempel forårsager de vandets kredsløb i naturen (fig. 1.4).

Ris. 1.4. Vandets kredsløb i naturen

Vandet i oceanerne og havene, der opvarmes af solens stråler, fordamper. Stiger, dampen afkøles og bliver til vanddråber eller iskrystaller. De danner skyer, hvorfra vandet vender tilbage til Jorden i form af regn eller sne.

Det virkelige "laboratorium" for termiske fænomener er køkkenet: om suppe koges på komfuret, om vand koger i en kedel, om mad er frosset i køleskabet - det er alle eksempler på termiske fænomener.

Termiske fænomener bestemmer også driften af ​​en bilmotor: Når benzin forbrændes, dannes en meget varm gas, der skubber et stempel (en del af motoren). Og stemplets bevægelse gennem specielle mekanismer overføres til bilens hjul.

Elektriske og magnetiske fænomener

Det mest slående (i ordets bogstavelige betydning) eksempel på et elektrisk fænomen er lyn (fig. 1.5, a). Elektrisk belysning og elektrisk transport (Fig. 1.5, b) blev mulig ved brug af elektriske fænomener. Eksempler på magnetiske fænomener er tiltrækningen af ​​jern- og stålgenstande ved hjælp af permanente magneter, samt interaktionen af ​​permanente magneter.

Ris. 1.5. Elektriske og magnetiske fænomener og deres anvendelser

Kompasnålen (fig. 1.5, c) drejer, så dens "nordlige" ende peger mod nord, netop fordi nålen er en lille permanent magnet, og Jorden er en enorm magnet. Nordlyset (fig. 1.5, d) er forårsaget af, at elektrisk ladede partikler, der flyver fra rummet, interagerer med Jorden som med en magnet. Elektriske og magnetiske fænomener bestemmer driften af ​​fjernsyn og computere (fig. 1.5, e, f).

optiske fænomener

Hvor vi end ser hen, vil vi se optiske fænomener overalt (fig. 1.6). Disse er fænomener forbundet med lys.

Et eksempel på et optisk fænomen er refleksion af lys fra forskellige objekter. Stråler af lys, der reflekteres af objekter, kommer ind i vores øjne, takket være hvilke vi ser disse objekter.

Ris. 1.6. Eksempler på optiske fænomener: Solen udsender lys (a); Månen reflekterer sollys (b); især godt reflektere lyset fra spejlet (c); et af de smukkeste optiske fænomener - en regnbue (d)