علوم هفتم فصل 3 : اتم ها الفبای مواد

///علوم هفتم فصل 3 : اتم ها الفبای مواد

خرید PDF این درسنامه

۱,۲۰۰تومانافزودن به سبد خرید

علوم هفتم فصل 3

علوم هفتم فصل 3: اتم ها الفبای مواد

کاربر گرامی پس از مطالعه این فصل می توانید نمونه سوال علوم هفتم 3 را از اینجا دنبال کنید.

پاسخ نمونه سوال نیز در اینجا موجود است و می توانید خود را ارزیابی کنید.

آنچه در اطراف ما وجود دارد را ماده می نامیم.

هوا، چوب، سنگ، مدادی که با آن می نویسید و حتی غذا و آبی که می خورید ماده هستند.
علمی که به مواد و تغییرات آنها می پردازد را علم شیمی یا علم مواد می نامند.
در ارتباط با ماده و ساختار آن از زمان های گذشته تا کنون دانشمندان زیادی تحقیق و بررسی کرده اند.

از آن جمله، می توان دموکریت و دالتون را نام برد.

نظریه دموکریت:

shimi-1-f1-p1

دموکریت متفاوت بودن شکل اتم ها را بر اساس مشاهده خواص ظاهری آنها حدس زد،

مثلاً با چشیدن مواد ترش و تند که باعث سوزش لب و زبان می شدند.

او تصور می کرد که اتمهای این مواد لبه های تیز و برنده(لوزی شکل) دارند.

او با مشاهده قطره های آب آنها را کروی فرض کرد.

نظریه جان دالتون:

shimi-1-f1-p2

سوال: آیا نتایج نظریه دالتون امروزه مورد قبولند.

برای پاسخ به این سؤال یک بار برخی از نتایج نظریه دالتون را از نظر می گذرانیم:
– دالتون عقیده داشت که اتمهای یک عنصر کاملاً شبیه هم هستند.

اما امروزه مشخص شده که ممکن است اینطور نباشد.

مثلاً دو نوع کلر، سه نوع هیدروژن، سه نوع اکسیژن و … وجود دارد.

 این دو نوع از نظر جر م و برخی خواص دیگر با هم فرق دارند، این عناصر را اصطلاحاً (ایزوتوپ) می گویند.
– دالتون می گفت که اتم های یک عنصر را نمی توان شکست و به اتم های دیگر تبدیل کرد.

اما امروزه اتمی مانند اورانیوم را در مراکز هسته ای می شکنند و به اتم های باریم و کریپتون تبدیل می کنند.
– دالتون معتقد بود که اتم ها را نمی توان بوجود آورد اما امروزه برخی اتم ها از جمله تکنسیم را در آزمایشگاه می سازند.

و یا در همجوشی هسته ای از 4 اتم هیدروژن یک اتم هلیم پدید می آورند.
– دالتون اتم را گوی توپر و ساچمه مانند تصور می کرد.

اما امروزه عقیده براین است که داخل اتم فضای خالی وجود دارد و الکترون ها در این فضا حرکت می کنند.

اندازه اتم و مولکول

از اتصال دو یا چند اتم مولکول بوجود می آید.

اتم و مولکول بسیار کوچکند برای آنکه تصور روشنی از اندازه آنها داشته باشید به مثال زیر توجه کنید.

گفته می شود اگر یک قطره آب به بزرگی زمین فرض شود مولکول های آن به بزرگی توپ بسکتبال خواهند بود.

فعالیت:

یک قطره عطر را با احتیاط درون یک بادکنک بچکانید.
سپس بادکنک را درون لیوان تمیزی قرار داده بادکنک را باد کنید و در آن را محکم ببندید

پس از چند لحظه بادکنک را از درون لیوان خارج کنید.

بی درنگ لیوان را بو کنید، لیوان بوی عطر خواهد داد یعنی مولکول های عطر آنقدر کوچکند که از دیواره بادکنک عبور کرده اند.

pc02

ویژگی های ماده

1- همه مواد از ذرات ریزی به نام اتم ساخته شده اند.

علیرغم تصورات دموکریت و دالتون که اتم را تجزیه ناپذیر می دانستند،

اتم از ذرات کوچکتر الکترون، پروتون و نوترون تشکیل شده است .
2- بین ذرات تشکیل دهنده ماده فضایی خالی وجود دارد .

مقدار فضای خالی در مواد مختلف متفاوت است.

حالت های ماده

فاصله بین ذرات(مولکول ها)

جامد

کم

مایع

متوسط

گاز

زیاد

– در گازها فضای خالی بین مولکول ها زیاد است. هنگامی که با تلمبه به درون یک توپ پر از هوا، هوای بیشتری وارد می کنید،فاصله بین مولکول ها کمتر می شود به همین علت می گوییم گازها تراکم پذیرند.

– بین مولکول های مایعات هم فضای خالی وجود دارد اما فضای خالی بین مولکول ها نسبت به گازها کمتر است.

هنگامی که نمک را به آرامی درون یک لیوان پر از آب می ریزیم حجم آب لیوان تغییر چندانی نمی کند.

یعنی نمک در فضای خالی بین مولکول های آب قرار می گیرد.

سؤال : اگر 20 سی سی الکل را با 20 سی سی آب مخلوط کنیم حجم مخلوط حاصل چقدر خواهد شد؟ چرا؟

– در بین مولکول های جامدات فضای خالی از دو حالت دیگر کمتر است.

گفته می شود هنگامی که یک قاشق برنجی را آب نقره می دهند مقداری از نقره در فضای خالی بین مولکول های برنج نفوذ می کند.

بطور کلی :

1_pc00

یعنی:

3- مولکول ها دائما در حال حرکتند.
جنبش و حرکت مولکول ها ی ماده نیز همانند فاصله بین آنها در حالت های مختلف ماده با هم متفاوت است و با آن نسبت مستقیم داد.

هر چه فاصله بین مولکول ها بیشتر باشد جنبش مولکول ها بیشتر است البته در این مورد استثنا هم وجود دارد.

حالت های ماده

حرکت و جنبش مولکول ها

جامد

کم

مایع

متوسط

گاز

خیلی زیاد

هنگامی که در یک شیشه عطر را باز می کنید و یا پیازی را می برید بوی عطر و پیاز در زمان کوتاه احساس می شود.

هنگامی که قطره ای جوهر در آب رها می کنید جوهر در آب پخش می شود حبه قند هم به همین طریق در آب ناپدید می شود.

همه این موارد حکایت از جنبش و حرکت مولکول ها دارند البته گرما حرکت مولکول ها را افزایش می دهد.

p1

tagheri halat ab
بطور کلی:

جنبش و حرکت مولکول ها را بصورت زیر می توان دسته بندی کرد.

N-2-1

1_pc03

اتم ها نیز از ذره های متفاوت و کوچک تری به نام الکترون، پروتون و نوترون ساخته شده اند.

تعداد الکترون ها، پروتون ها و نوترون ها در اتم های مختلف یکسان نیست.

carbon diokcid

جامد شکل مشخص و حجم معینی دارد. مایع به شکل ظرف درمی آید و حجم معینی دارد.

در حالی که گاز به شکل ظرف درمی آید و حجم معینی ندارد.

حال اگر در سه ظرف به مقدار مساوی از سه مادهٔ جامد، مایع و گاز وارد کنیم، خواهیم دید

که مواد جامد و مایع در ته ظرف باقی می مانند، ولی مادهٔ گازی شکل در سراسر ظرف پخش می شود و همهٔ حجم ظرف را اشغال می کند.

pc01

فعالیت علوم هفتم فصل 3:

دو سرنگ مشابه انتخاب کرده یکی را تا نیمه از آب و دیگری را به همان اندازه از هوا پر کنید

سپس دهانه هر دو سرنگ را با انگشت محکم بگیرید و پیستون را به داخل فشار دهید . چه تفاوتی مشاهده می کنید؟ دلیل این تفاوت چیست؟

sorang

اثر گرما بر حجم مواد

گرما حجم مواد را تغییر می دهد. این پدیده را قانون انبساط و انقباض چنین بیان می کند.

تقریبا همه مواد دراثر گرما بزرگتر و در اثر سرما کوچکتر می شوند به این واقیعت اصل یا قانون انقباض وانبساط می گویند.

وقتی جسمی در اثر گرما جای بیش تری اشتغال می کند و بزرگتر می شود گوییم منبسط شده است.

 هنگامی که جسم با از دست دادن گرما فضای کمتری اشغال می کند و کوچکتر می شود می گوییم منقبض شده است.
اگر بادکنکی را به دهانه یک بطری شیشه ای خالی ببنیدم و بطری را درون ظرف آب داغ بگذاریم بادکنک باد می شود.چرا؟

علت این پدیده انبساط هوای درون بادکنک بر اثر گرماست اگر بطری را درون مخلوط آب و یخ بگذاریم بادکنک دوباره چروکیده می شود.

enbesat gazsar rez

ظرف پر از آب را هم اگر حرارت دهیم سرریز می شود.

البته میزان تغییر حجم مواد (انبساط و انقباض ) یکسان نیست بلکه به نوع ماده بستگی دارد.

بطور کلی

1_pc00

یعنی

حالت های مادهمیزان انبساط
جامدکم
مایعمتوسط
گاززیاد

ناگفته نماند که در بین مواد جامد میزان انبساط فلزات از نافلزات بیشتر و میزان انبساط فلزات هم یکسان نیست.

1_pc01

داستان انبساطی:

هفته آخر شهریور ماه بود مهدی و خانواده اش عازم سفر زیارتی مشهد مقدس شدند

بعد از اذان صبح و اقامه نماز به راه افتادند چند کیلومتری که از شهر بیرون رفتند جهت صرف صبحانه توقف کردند.

چای و لوازم صبحانه را آماده کردند هوای صبحگاهی اندکی سرد بود.

همین که مادر چای را درون لیوانی های شیشه ای ریخت یکی از لیوانها ترک برداشت

مهدی با تعجب علت را پرسید پدرش که دبیر علوم بود پاسخ داد:

چای داغ سبب انبساط ناگهانی دیواره درونی لیوان شده و چون دیواره بیرونی مانع از این انبساط می شود ممکن است لیوان ترک بردارد.

پس از صرف صبحانه به راه افتادند شور و شوق فراوانی وجود بچه ها را فراگرفته بود.
هنگام ظهر جهت اقامه نماز، صرف نهار و استراحت در منطقه خوش آب و هوایی در جاده هراز توقف کردند.

پس از نماز و نهار بچه ها مشغول بازی شدند توپ آنها رفته رفته کم بادتر می شد.

مهدی تصور می کرد توپشان پنچر شده اما پدر گفت :

چون هوای اینجا سرد است هوای درون توپ منقبض می شود لذا کم بادتر به نظر می رسد.
هنگام گشت و گذار ناگهان فاصله بین قطعات رآه آهنی که از آن منطقه می گذشت توجه مهدی را به خود جلب کرد.

مهدی می پنداشت که ریلها شکسته اند اما پدرش گفت:

این فاصله ها برای جلوگیری از شکستن یا کج شدن ریلها هنگام انبساط آنهاست.

هنگامی که به مشهد رسیدند، بعد از زیارت حرم مطهر حضرت رضا(ع) جهت خرید به بازار رفتند.

مهدی که قرار است به کلاس هفتم برود برای درس علوم یک دماسنج خرید در زمان های مختلف حرکت مایع رنگین دماسنج را زیر نظر گرفت.

مهدی نمی دانست چگونه مایع رنگین در دماسنج بالا و پایین می رود.

پدرش توضیع داد:

درون لوله شیشه ای و نازک دماسنج اندکی مایع رنگین(جیوه یا الکل) وجود دارد.

هنگامی که دماسنج در جای گرم قرار می گیرد مایع رنگین منبسط می شود و ناچار در لوله بالا می رود و هنگامی که در جای سرد قرار گیرد مایع رنگین منقبض شده پایین می آید.

چون هنگام بازشدن مدارس نزدیک بود خانواده مهدی پس از سه روز اقامت در مشهد به شهر خود مراجعت کردند.

پدیده هایی که مهدی با آنها روبرو شد و پدیده های بی شمار دیگری وجود دارند که با اصل انبساط و انقباض قابل توضیح هستند از جمله:
– از خودنویس پر از جوهر در روزهای گرم جوهر تراوش می کند.
– سیمهای برق را بین تیرها کمی شل می بندند.
– گاهی در هوای گرم لاستیک اتومبیل ها می ترکند.

سعی کنید با استفاده از قانون انبساط و انقباض برای هر یک از موارد بالا توضیحی بیابید.

مقایسه دماسنج پزشکی با دماسنج معمولی

پزشکی

معمولی

محدوده دما بین 35 تا 42محدوده دما از زیر صفر تا 100
پایین دماسنج دارای خمیدگیصاف
مثلثی شکل با لوله شیشه ای بسیار نازک(دقت اندازه گیری زیاد)معمولاً گرد (دقت اندازه گیری کمتر)

سؤال : چرا در دماسنج از الکل و جیوه استفاده می شود؟

در دماسنجها سه نوع مقیاس وجود دارد.

pc02

1_pc031_pc04

تبدیل مقیاس ها به یکدیگر:

1_pc05

– تبدیل سلسیوس به فارنهایت:

سلسیوس را در 8/1 ضرب کرده با 32 جمع می کنیم.

– تبدیل فارنهایت به سلسیوس:1_pc06

فارنهایت را به 8/1 تقسیم و 32 را از آن کم می کنیم.

– تبدیل سلسیوس به کلوین:

pc07

سلسیوس را با 273 جمع می کنیم.

– تبدیل کلوین به سلسیوس:

pc08

از کلیوین 273 کم می کنیم.

– تبدیل فارنهایت به کلوین:

1_pc09

می توان ابتدا فارنهایت را به سلسیوس تبدیل کرد سپس آن را با 273 جمع کرد و یا

توضیح انبساط و انقباض با نظریه مولکولی:

هنگامی که ماده ای گرم می شود جنبش و حرکت مولکول های آن افزایش می یابد

در نتیجه برخورد مولکولها به یکدیگر بیشتر و فاصله بین مولکول ها زیادتر می شود.

زیاد شدن فاصله مولکول ها از یکدیگر به افزایش حجم ماده(انبساط) منجر می شود.
عکس این مطلب هم درست است

یعنی وقتی ماده ای سرد می شود جنبش مولکول ها کاهش و برخورد آنها کم  می شود.

در نتیجه  مولکول ها به هم نزدیکتر و جسم کوچکتر (منقبض) می شود.

golule

انبساط غیر عادی آب:

برخی مواد بخصوص آب از قانون انبساط و انقباض تبعیت نمی کنند

به همین علت گفته می شود آب انبصاط غیر عادی دارد

به خاطر همین انبساط غیر عادی آب است که دیواره حوض و یا لوله های آب در زمستان می ترکند

اگر آب را سرد کنیم مانند همه مواد منقبض می شود تا دمای آن به 4 درجه برسد

یعنی آب 4 درجه کمترین حجم و بیشترین چگالی را دارد. اگر آب 4 درجه را سردتر کنیم منبسط می شود تا یخ بزند.

علت این انبساط غیر عادی پیوند بین مولکول ها ی آب است این نوع پیوند را که در سالهای آینده با آن آشنا خواهید شد پیوند هیدروژنی می گویند.

بدنیست بدانید گرچه این انبساط غیر عادی گاهی سبب خسارت می شود اما بسیار سودمند است و حیات آبزیان را تضمین می کند.

شما در این مورد تحقیق کنید که چگونه چنین چیزی ممکن است؟

انجام دهید

یک بطری شیشه ای را از آب پر کنید و در آن را ببندید.

سپس بطری را درون حوله یا پارچه ای پیچیده داخل جایخی یخچال بگذارید تا آب درون آن یخ بزند.

اکنون بطری را از درون جایخی خارج کرده با احتیاط آن را مشاهده کنید

آنچه اتفاق افتاده است را تفسیر کنید.

دما پا:

 دماپا وسیله ای است که وظیفه تنظیم دما در وسایل برقی را بعهده دارد و بر اساس قانون انبساط و انقباض کار می کند.

اساس کار دماپا تفاوت در میزان انبساط دو فلز است.

دماپا (ترموستات) معمولاً از دو تیغه هم اندازه از دو فلز غیرهمجنس (غالباً آهن و مس) ساخته می شود.

این دو فلز محکم به هم پرچ شده اند.

از آنجا که میزان انبساط فلز مس بر اثر گرما از آهن بیشتر است،هنگامی که دمای وسیله برقی از حد معمول بیشتر شود ورقه مسی بیشتر منبسط شده بطرف آهن خم می شود و جریان برق را قطع می کند.

از دماپا در سماور، اتو، جارو، آبگرمکن، منقل و … برقی استفاده می شود از این وسیله در زنگ اعلام حریق هم استفاده می شود

بدین طریق که گرمای ناشی از آتش سوزی سبب انبساط بیشتر و خمیده شدن ورقه مسی و در نتیجه وصل جریان برق و به صدا در آمدن زنگ خطر می شود.

zang

02-q

خرید PDF این درسنامه

۱,۲۰۰تومانافزودن به سبد خرید

در باره نویسنده :

*16 سال سابقه تدریس در مدارس شاهد و نمونه دولتی *15 سال سابقه تدریس در مدارس تیزهوشان *مدرس ضمن خدمت *10 سال سرگروه آموزشی استان *موسس و مسئول انجمن علمی و آموزشی معلمان علوم تجربی استان

يك ديدگاه

  1. […] مواد؛ الفبای زندگی فصل سوم ………………………………&#… فصل چهارم […]

ثبت ديدگاه

13 + سه =