Вам понадобится
  • Учебник по физике, стеклянная банка с крышкой, газовая конфорка с подключенным газом.
Инструкция
1
Поставьте стеклянную банку на газовую конфорку, закрыв ее предварительно крышкой. Зажгите огонь. В банке находится только воздух. Таким образом, нагревая банку, вы нагреваете воздух, находящийся внутри. Через некоторое время вы увидите, что банка откроется, и крышка оторвется от банки. Суть данного явления заключается в том, что при нагревании воздух расширяется. Расширение воздуха связано с уменьшением его плотности, оно и привело к открытию банки.
2
Откройте учебник по физике 7 класса на параграфе о плотности тела. Как известно, плотность есть отношение массы тела к его объему. То есть фактически плотность равна массе одного кубического метра вещества. Подумайте, от чего зависит масса единицы объёма вещества. Если массу вещества образуют материальные частицы, составляющие его, то это значит, что чем больше таких частиц умещается в единичном объеме, тем больше и плотность вещества.
3
Представьте, что происходит с веществом, когда оно нагревается. Как известно, нагрев какого-либо тела означает придачу частицам вещества еще большей кинетической энергии, ибо, вообще говоря, температура тела характеризует среднюю кинетическую энергию тела. Итак, нагревая тело, вы заставляете частицы его образующие двигаться все быстрее и быстрее, увеличивая таким образом общую температуру тела.
4
Возьмите в качестве примера для мысленного опыта воздух или любой другой газ. Газ устроен так, что его частицы свободно блуждают в пространстве вещества, сталкиваясь друг с другом. Нагревая газ, как в вышеописанном опыте, вы приводите к тому, что скорость частиц растет. Это, в свою очередь, приводит к тому, что атомы газа отлетают друг от друга на все большие и большие расстояния при соударении. Значит, расстояние между частицами увеличивается, и сам газ увеличивается в объеме. Таким образом, при нагревании все меньшее количество частиц приходится на выделенный единичный объем, что приводит к снижению плотности газа.
5
Обратите внимание, что в случае жидкости картина происходящих при нагревании явлений почти не меняется. Молекулы жидкости, в отличие от газа, располагаются более плотно за счет молекулярных сил и не имеют возможности свободно перемещаться, однако они способны колебаться с определенной амплитудой в некоторой области. Чем выше температура жидкости, тем больше амплитуда колебаний молекул. Увеличение амплитуды колебаний приводит к росту расстояния между молекулами, а это приводит к уменьшению плотности жидкости, аналогично случаю с газом.