Между частицами вещества находятся промежутки,в которые могут уместиться частицы другого вещества.Именно поэтому в полный стакан воды удается всыпать чайную ложку соли, не расплескав ни капли

Если взять литр спирта и литр воды и смешать их, итоговый объем окажется меньше двух литров. Это происходит потому, что частицы спирта заполняют пустые промежутки между частицами воды, так же, как в случае с солью.

Такие пустые промежутки между частицами есть не только в жидкостях и газах, но и в твердых телах. В этом можно убедиться, если знать, что под большим давлением вода проходит сквозь стенки металлического сосуда. Ядовитые газы проходят сквозь докрасна раскаленные стенки железных печей. Незнание этого факта стало причиной нескольких смертельных случаев.

Что такое элементы?

Вряд ли является тайной, что воду можно разделить на водород и кислород, а соединив их обратно, можно получить воду. Значит, самая маленькая частица воды может быть разделена на две части.

Попробуем разделить кислород и водород. Многие годы, с тех пор как были открыты эти газы, не было придумано способа разложить их на еще более простые вещества. Это послужило причиной того, что водород и кислород стали называться химическими элементами, или просто элементами, то есть «простыми». Считается, что химические элементы состоят из атомов. Английский химик Дальтон писал, что атомы неделимы, вечны и не могут быть уничтожены. Ньютон утверждал, что атомы так тверды, что не могут износиться или сломаться на куски.

Атомы одного элемента не отличаются друг от друга, но атомы другого элемента отличаются от них. Сегодня известно более 100 элементов, из которых в природе встречаются чуть меньше 90. Остальные были получены искусственно и существуют очень недолго.

Что такое молекулы?

Молекула – это самая маленькая частица вещества, которая сохраняет все его свойства. То есть молекула воды, например, все еще сохраняет свойства воды, но если ее разделить, то получатся атомы с другими свойствами – водород и кислород.

Молекулы бывают очень разными. Они могут состоять из одного, нескольких или очень большого количества атомов. Молекулу могут образовывать одинаковые или разные атомы. Например, молекула воды образуется при соединении двух атомов водорода и одного атома кислорода. Известны сотни тысяч химических соединений, и каждый год открывают все больше новых. Как и слово, которое может быть составлено из букв, химические соединения могут быть составлены из элементов в невероятных количествах и сочетаниях.

Молекулы: 1–водорода; 2–нафталина

В твердых и жидких телах молекулы удерживаются вместе. Между ними действуют силы притяжения. Эти силы удерживают атомы железа в куске металла, атомы углерода в куске алмаза и молекулы воды в куске льда или капле воды. Силы притяжения между молекулами в твердых телах самые сильные. Именно поэтому твердое тело трудно разломать на части. Оно сопротивляется дроблению, и его трудно сжать или разорвать. Трос толщиной всего несколько сантиметров может удержать тепловоз, поднятый в воздух. Силы притяжения между молекулами не дают молекулам в твердом теле двигаться так, как это происходит в жидкостях и газах. Они сохраняют свое положение более или менее постоянным.

В жидкостях молекулы связаны между собой, но не так сильно, как в твердых телах. Галилей обнаружил это свойство жидкости, когда смотрел на капли воды на капустных листьях и обнаружил, что вода не растекается по всему листу, а остается в виде компактной капли. Такие же капли образуются, если вода оказывается пролитой на жирную поверхность. Сцепление молекул в газах очень слабое.

Если молекулы одного вещества притягиваются к молекулам другого вещества, говорят, что произошло смачивание или слипание. Сила смачивания может быть очень большой, например, между клеем и деревом, водой и стеклом, маслом и металлом. Смазка удерживается в подшипниках машин, несмотря на большое давление. Если бы смачивания не было, руки никогда не стали бы грязными.

Вода поднимается вверх по кусочку сахара

Иногда важно, чтобы смачивание было низким. Например, чтобы ткань не промокала, ее покрывают водоотталкивающим раствором, который уменьшает смачивание ткани водой. Плохо смачиваются водой жирные и маслянистые поверхности.

Силы смачивания оказываются порой сильнее, чем силы притяжения между молекулами. Они бывают настолько велики, что могут заставить подниматься воду вверх по промокательной бумаге или губке, так же чай поднимается вверх по кусочку сахара, которым коснулись поверхности чая.

Как действует сила поверхностного натяжения?

Если смазать иглу жиром и аккуратно положить ее на поверхность воды в стакане, она не утонет, хотя сделана из металла. Если присмотреться к этой иголке повнимательнее, то можно заметить, что пленка воды под ней немного прогибается. Сила сцепления между молекулами на поверхности воды достаточна для того, чтобы не дать иголке прорваться сквозь поверхность. Сила, удерживающая иголку на воде, называется силой поверхностного натяжения.

Эта сила играет огромную роль в жизни мелких животных. Мы заходим в реку или озеро и спокойно выходим обратно, даже не вспоминая о том, что сила поверхностного натяжения существует. Это происходит потому, что по сравнению с нашей силой и размерами поверхностное натяжение ничтожно.

Бабочка, муха или жук, упавшие на поверхность воды, скорее всего, никогда не смогут подняться в воздух. Дело не в мокрых крыльях, которые могут и высохнуть, а в том, что сил насекомого недостаточно, чтобы преодолеть силу поверхностного натяжения воды.

Сила, удерживающая иголку на поверхности воды, называется силой поверхностного натяжения

Но есть животные, которые используют эту силу себе на пользу. Наиболее известны водомерки. Их лапки покрыты снизу несмачивающимися волосками, которые позволяют водомеркам скользить по водной глади, как на коньках, лишь слегка прогибая поверхностную пленку. Для них водная гладь водоема – огромная ловушка, которая бесперебойно обеспечивает водомерке, питающейся упавшими на поверхность воды насекомыми, поставку корма.

Некоторые водные беспозвоночные скользят по поверхностной пленке, подплывая к ней снизу, а жуки–вертячки рассекают ее, находясь наполовину в воде, а наполовину – в воздухе. Такой образ жизни стал причиной того, что глаз вертячки разделен на две половины: нижняя служит для подводного зрения, а верхняя – для воздушного. Эти приспособления обеспечивают вертячкам добрую охоту.

Кроме того, поверхностная пленка воды передает колебания, которые используются этими охотниками как сигнал, сообщающий о падении в воду жертвы или приближении другой водомерки или вертячки.

Вследствие поверхностного натяжения падающая капля принимает шарообразную форму. Зная это, можно приготовить дробь, если выливать расплавленный свинец в воду через маленькие отверстия. Капля жидкости стремится иметь как можно меньшую площадь поверхности, а при том же объеме это значит стать похожей на шар.