детский вопрос по физике ХD

[axel_blackmar]

Дано:
Читаю я задачник по физике за 7 класс. И тут...
Задачка 1. "Летним вечером над болотом образовался туман. Какое
это состояние воды?"
Задачка 2. "В зимний морозный день над полыньёй в реке образовался туман. Какое это состояние воды?"

Мои вопросы:
На первую задачку не мудрствуя лукаво думаю: "парообразное". Прочла текст второй и засомневалась.
Дошло до того, что я не уверена даже, что там не "мельчайшие летающие кусочки вод в твёрдом состоянии" или что-то в этом духе. Ребят,это ведь в обеих случаях же просто пар, да?... И просто составители умело морочат голову?)
И кстати. Почему от воды вообще поднимается пар?А в мороз?

Извините,что задаю здесь такие глупые вопросы.Но в серьёзное соо по физике лезть как-то неловко, гугл такие формулировки не жуёт, а ИРЛ спросить не у кого.
И если кто готов время от времени отвечать на глупые и дотошные вопросы от меня такого рода в дальнейшем, моя благодарность не будет знать границ

@темы: Природа, Физика

Comments

[C@es@r]

Задачка 1. "Летним вечером над болотом образовался туман. Какое это состояние воды?"

Аэрозоль - мелкодисперсная жидкая фаза, распределённая в объёме газообразной.

[Навия]

парообразное

жикое - знаю, твердое - знаю, газообразное - знаю... парообразное - не слышал!

Вики глаголет:
туман - это...
Т.е. в летний день - жидкое, в зимний - твердое.

[Kevo]

ну да, вода же может быть только в 3х состояниях оО.. твёрдом, жидком и газообразном.. лёд, вода, пар/туман..
если это не так, то школа прожита зря =-= а в учебниках всегда странные задачки пишут

[C@es@r]

если это не так, то школа прожита зря

школа прожита зря.

[axel_blackmar]

C@es@r, но что-что, но насчёт трёх состояний вещества я помню ещё со школы(ахах, что-то всё же помню).
Но... их не три,значит?

Газообразное состояние, а не парообразное,конечно, ок.

[Имандри]

Я не физик, я метеоролог. Поэтому попробую ответить на Ваши "кстати":
Образуется туман тогда, когда холодный воздух соприкасается с теплой поверхностью земли или воды.
Структура тумана напрямую зависит от температуры воздуха. Туман может состоять из мелких капель воды, из смеси капель воды и кристаллов льда, или же просто из ледяных кристаллов. Соответственно, летом над болотом туман состоит из капель, т.е. состояние воды жидкое. Зимой - либо из смеси капель воды и кристаллов, либо просто из ледяных кристаллов. Тогда, видимо, состояние воды твердое.

ЗЫ. :

вот нашла цитату

Образование туманов начинается с конденсации или сублимации водяного пара на ядрах конденсации — жидких или твёрдых частицах, взвешенных в атмосфере.Туманы из водяных капель наблюдаются главным образом при температурах воздуха выше -20 °С, но может встречаться даже и при температурах ниже -40 °С. При температуре ниже -20 °С преобладают ледяные туманы

[axel_blackmar]

Решебник(один из) глаголет:
"Туман — это взвесь капелек воды в воздухе.Следовательно, это жидкое состояние воды.
"Жидкое или твёрдое"(замёрзшие капельки)".

Я это и подозревала, но всё же сейчас мой мозг взорвало. Окей, но что такое в таком случае парообразное состояние воды?
И какого чёрта эти твёрдые или жидкие кусочки воды держатся в воздухе и не падают?
извините><

[C@es@r]

Но... их не три,значит?

Ммм...
Для воды известно не менее 15 разновидностей одного только льда. И всё это - разные состояния вещества.

[C@es@r]

И какого чёрта эти твёрдые или жидкие кусочки воды держатся в воздухе и не падают?

Они слишком мелкие и лёгкие.

[Kevo]

C@es@r,

известно не менее 15 разновидностей одного только льда

но ведь весь этот лёд является водой в твёрдом состоянии? =.=

[Навия]

разные состояния вещества

C@es@r, подозреваю, это для школьного курса физики пока немного слишком. Хотя я бы не возражала, если бы оно там было...

axel_blackmar,

И какого чёрта эти твёрдые или жидкие кусочки воды держатся в воздухе и не падают?

Слишком маленькие и легкие, видимо

Окей, но что такое в таком случае парообразное состояние воды?

Если мне не изменяет склероз, связи между молекулами воды при нагревании активно разрываются, отдельные молекулы воды - и есть водяной пар. Собственно, не только при нагревании (испарение - процесс хоть и медленный, но естественный), но при нагревании - наглядно.

[C@es@r]

но ведь весь этот лёд является водой в твёрдом состоянии?

Ммм... ну хорошо, а куда вы припишете аморфный лёд и сверхкритическую воду?

[Kevo]

C@es@r, эмм.. такого не помню, но.. из вики "Аморфный лёд — вода в форме твердого аморфного вещества", значит он всё таки твёрдый.. а вот второе.. не знаю =-= наверно жидкое.. ну если не протекает, то уже не жидкое .. да уж, исключения есть везде ..где такое в природе можно увидеть? ну, помимо лабораторий.. и вулканов..

[Навия]

.где такое в природе можно увидеть? ну, помимо лабораторий

Kevo,
В природе существует громадный естественный сверхкритический реактор. Это — земные недра, в которых на глубине более 50 км вода находится в сверхкритических условиях. Вода — основа „гидротермального флюида" (геологический термин), то есть горячего, сильно сжатого водного раствора, содержащего много компонентов.
fluidolit.ucoz.ru/publ/publikacii/sverkhkritich...

[C@es@r]

из вики "Аморфный лёд — вода в форме твердого аморфного вещества", значит он всё таки твёрдый..

Граница между аморфным телом и жидкостью весьма размыта.

[Talie]

axel_blackmar,
И какого чёрта эти твёрдые или жидкие кусочки воды держатся в воздухе и не падают?
Их "держит" строго определённая влажность воздуха.

«...Для образования тумана, кроме насыщенного водяного пара и быстрого понижения температуры, необходимо еще одно условие. В воздухе должно содержаться достаточное количество взвешенных или ионизированных частиц. При относительной влажности воздуха, близкой к 100 процентам, на этих пылинках начинается конденсация. Обычно в кубическом сантиметре воздуха содержится от нескольких сотен до сотен тысяч таких микроскопических частиц, которые называют ядрами конденсации. Особенно много их в больших индустриальных центрах, и вероятность образования тумана там значительно выше, чем в окрестностях города. Образовавшиеся капли тумана не остаются неизменными. Сталкиваясь друг с другом, они сливаются, увеличиваются в размерах, под действием силы тяжести быстро осаждаются. Если же пар недостаточно насыщен, капли испаряются и туман рассеивается.» (це)

«Дождитесь, пока закипит чайник, или в морозный день приоткройте форточку из теплой комнаты на улицу, и вы увидите процесс образования тумана. Известно, что воздух содержит водяные пары, в наших широтах—это примерно 0,3—2,5 процента от его веса. При каждой температуре свой предел влажности, насыщенности. Чем воздух теплее, тем больше может он удержать водяного пара. Например, при температуре минус 40°С в одном кубометре воздуха может содержаться 0,2 г влаги, а при плюс 40°С — почти в 250 раз больше! Понятно, что если температура понизится, то часть насыщенного пара должна сконденсироваться, выделиться в виде воды.
Это и происходит, когда воздух из хорошо натопленной комнаты вырывается на мороз, то есть резко охлаждается. Клубы пара, которые мы видим,— это множество мельчайших капелек. Количество выделившейся при этом воды — разность влажности при комнатной температуре и при температуре воздуха на улице. Чем морознее день, тем плотнее будет туман.
Величина капелек тумана колеблется в достаточно широких пределах — от 0,1 до 100 микрометров. Чаще всего туманы состоят из капель средних размеров. Напомним, что капли слабого дождя примерно в 5 раз, умеренного—в 10, а сильного—в 15 раз крупнее. Если в тумане преобладают капли-карлики (радиусом менее 1 микрометра), то говорят, что это не туман, а дымка. Если же они так велики, что видны невооруженным глазом, то это морось.
В тумане одновременно могут быть очень мелкие и очень крупные капли. Одних больше, других меньше. Установлена интересная зависимость. Преобладание крупных' или мелких капель в тумане зависит от температуры воздуха: чем она выше, тем больше крупных капель. При положительных температурах преобладают капельки радиусом 7—12 микрометров, при отрицательных—2—5. Теплый туман состоит из более “толстых” капелек, холодный— из “худосочных”.
Не только размеры капель определяют водность туманов, но и то, как плотно они “упакованы”. В одном кубическом сантиметре в слабом тумане насчитывается 50— 100 капелек, а в густом — 500—600, то есть почти в десять раз больше.
Кроме водяных туманов, бывают еще ледяные. Они состоят из мельчайших ледяных кристалликов, имеющих форму столбиков. Число кристаллов в кубическом сантиметре ледяного тумана обычно меньше 100. Поэтому ледяные туманы, как правило, не бывают очень густыми.
При умеренных морозах обычно образуются капельно - жидкие, переохлажденные туманы. При температуре ниже минус 20°С преобладают ледяные туманы. Они хорошо знакомы жителям Сибири и Аляски» (це)

[Седьмая Вода]

Кстати, водяной пар в физическом смысле, по-моему, вообще невидим. Ну, в смысле, прозрачен, газ и газ, никто его на глазок от воздуха не отличит. А то, что называется паром в быту, - это как раз туман, даже если он не клубится над болотом, а шурует из чайника. Конденсирующиеся капельки делают его видимым. Понятно, что собственно пара в этой смеси тоже более чем достаточно, иначе нечему было бы конденсироваться, но видимая фракция - это только признак наличия пара, не он сам.

[yulia_shabunio]

axel_blackmar, в целом вам уже всё рассказали (правильный ответ во втором же комментарии ). Но если в голове всё ещё путаница, то дальше я расписала всё подробно:


Вода, как многие другие вещества может находиться в огромном количестве фазовых состояний (это вот то, что говорили про 15 видов льда и т.д.).
Но все эти состояния разделяются на большие три группы агрегатных состояний: твёрдое, жидкое и газообразное (вообще-то есть ещё "плазма", но к воде она отношения не имеет, потому что вода в таком состоянии водой быть перестаёт).

Итак, чем отличается вода в разных агрегатных состояниях? Она отличается свойствами микроскопической структуры, то есть структуры, которую можно увидеть только в микроскоп (причём не любой).

В твёрдом агрегатном состоянии молекулы воды занимают более-менее фиксированные положения относительно друг друга. Если близкие молекулы а-б-с образовывали вот такой треугольник, то через какое-то время они с очень большой вероятностью будут образовывать практически такой же треугольник. (поэтому пресловутый "аморфный лёд" - это вода в твёрдом агрегатном состоянии, хотя по многим другим свойствами он похож на жидкую воду)

В жидком агрегатном состоянии молекулы воды находятся близко друг к другу, но сохраняют подвижность относительно друг друга. То есть если вы в воде заметили близкие молекулы а-б-с, то через какое-то время все три могу оказаться очень далеко друг от друга, но поблизости от молекул других.

Ну и наконец газообразное (не парообразное!) состояние - это когда молекулы находятся в "свободном полёте". Т. е. одиночные молекулы вещества никак не связаны между собой большую часть времени.


Теперь, как их отличить без микроскопа и линейки? Так вот, газообразное агрегатное состояние воды определить очень легко. Одиночную молекулу воды не видно. Даже если она есть. Вот вы в ясный день на улицу выгляните, в воздухе воду видите? А она там есть, как суслик, синоптики регулярно докладывают "влажность столько-то процентов".
А всё, что вы можете увидеть - это уже не газообразное состояние воды, это что-то другое.

Да, пресловутый пар, который поднимается из носика чайника - это не газообразное состояние воды. Это жидкое состояние воды . При кипении, как известно, вода переходит из жидкой фазы в газообразную... но при этом в воздухе над чайником получается слишком много молекул воды. Слегка остывших, грубо говоря, после вылетания из родной стихии. И когда эти молекулы сталкиваются друг с другом - они могут слипнуться. А потом к ним прилипнут ещё такие же молекулы - и мы получим над кипящей водой маааааленькую капельку. Она настолько мала, что сохраняет полученное при"старте" движение вверх, плюс её чувствительно толкают молекулы воздуха, мешая лететь ровно, но это капелька. То есть кучка молекул, которые подвижные, но близкие - по определению это вода в жидком агрегатном состоянии. И именно из таких жидких капель состоит пар над чайником, который мы видим.
Потом этот пар отлетит далеко от источника, молекул воды вокруг станет мало, новые добавляться к капельке перестанут, а старые потихоньку разлетятся прочь - пар развеется, а вода перейдёт из жидкого в газообразное состояние.

От воды над болотом пар поднимается по похожей причине - вода же всё время испаряется, даже без кипения, и при некоторых условиях этой испарившейся воды становится слишком много, чтобы над болотом она начала собираться обратно в крошечные капли - и получался туман. Часто ещё туман происходит из обычной атмосферной воды (газообразная то вода в ней есть практически всегда) - когда вдруг резко холодает, например, и для этой температуры газообразной воды в воздухе становится многовато... вода слипается в крошечные капельки и выходит туман. Потом этот туман тихонько оседает вниз (точно так же, как оседает мелкая пыль) - и получается роса. Или иней, если было очень уж холодно.

Соответственно, туман в зимний морозный день над рекой будет состоять из крошечных снежинок. Ну просто потому, что получившиеся по той же точно схеме капельки в мороз очень быстро замёрзнут, и потеряют относительную подвижность. И это уже будет твёрдое агрегатное состояние.


Если это объяснение понятно и интересно - то можно меня спрашивать ещё Я закончила физфак, и объяснять такие задачки люблю.

[Сигурд Лис]

axel_blackmar, ну если они пропустили в условии слово "фазовый" то можете считать задачу некорректно составленой, если вы его пропустили то ответ выше

[axel_blackmar]

yulia_shabunio, спасибо!
Вы попали,ждите писем с дурацкими вопросами

Сигурд Лис, условие я переписала дословно.

[yulia_shabunio]

axel_blackmar, буду ждать!

[Навия]

Сигурд Лис, задачка для 7 класса. Я так подозреваю, ученик 7 класса в самом лучшем случае знает 4 агрегатных состояния вещества. О худшем говорить не будем, да-с...

[axel_blackmar]

Навия, поясните,какие 4.Я со школьных времён помню(и то же читаю в учебнике за 7 класс), что их три.
Я — худшее

[Навия]

axel_blackmar, твердое, жидкое, газообразное и плазма. В лучшем - потому, что плазму, как правило, учитель упоминает один раз, слегка увлекшись

Я — худшее

Неее... Худшее - это когда на слова "агрегатное состояние" следует реакция "чё?!"

[axel_blackmar]

Навия, точно! Кажется,примерно так и было

Ну,что я не худшее,однако же, даёт надежду.)

[yulia_shabunio]

axel_blackmar, ага, мой трактат под more вы таки не читали ))))))

[C@es@r]

Навия, поясните,какие 4

Твёрдое
Жидкое
Газообразное
Плазма
Сверхкритическое*
Жидкие кристаллы*
Стекло*
Вырожденный газ*
Сверхтекучее твёрдое тело*
Конденсат Бозе-Эйнштейна
Фермионный конденсат
Конденсат цветового стекла**
Кварк-глюонная плазма**

* - неосновные, промежуточные и пограничные состояния
** - теоретические состояния, экспериментально не подтверждённые

[Навия]

C@es@r, вы от меня слишком многого хотите, право слово. Либо я основательно забыла то, что нам читали в универе, либо нам о таком даже не упоминали. С высокой вероятностью - последнее таки...

[yulia_shabunio]

C@es@r, вы как-то свалили в кучу фазовые и агрегатные состояния.

Твёрдое

- агрегатное (фазово бывает очень разным, кристаллическим или нет, кристаллическим с разной решёткой... 15 видов льда. графит и алмаз как фазы углерода)

Жидкое

- агрегатное, тоже бывает разное.

Газообразное

- агрегатное.

Плазма

- агрегатное.

Сверхкритическое

- сверхкритическое чего? Скорее всего - даже не отдельная фаза, а просто вещество в фазе, нехарактерной для данных параметров давления-температуры...

Жидкие кристаллы

- фаза, жидкое агрегатное состояние.

Стекло*

- аморфная фаза, твёрдое агрегатное состояние

Вырожденный газ

- нуууу... можно рассматривать, как отдельное агрегатное состояние, с натяжкой, но можно... Но такие штуки в обычной природе не встречаются и в учебниках 7 класса не рассматриваются.

Сверхтекучее твёрдое тело

- частный случай вырожденного газа

Конденсат Бозе-Эйнштейна

- частный случай вырожденного газа

Фермионный конденсат

- частный случай вырожденного газа

Конденсат цветового стекла

- порождение теоретической модели, в глаза ЭТО никто не видел.

Кварк-глюонная плазма

- а вот это видели, да... я плохо знаю это состояние вещества, если честно, но если я помню правильно - по параметрам агрегатного состояния это таки плазма.

[C@es@r]

C@es@r, вы как-то свалили в кучу фазовые и агрегатные состояния.

Каждое из этих состояний обладает своими уникальными свойствами.
Кварк-глюонная плазма и обычная ионизированная - это две очень разные плазмы.