§ 2. Из чего состоят все предметы

Определения и обозначения

Физическое тело — отдельный предмет, который можно рассматривать как целое. Например, мяч, книга и капля воды — тела, хотя они различаются размером и состоянием. Тела сделаны из веществ, поэтому название предмета и название материала отвечают на разные вопросы. Понятие тела помогает выделить предмет среди окружающих объектов и описывать его форму, размер и другие свойства.

Вещество — то, из чего состоят тела. Стекло, железо, древесина и вода — примеры веществ; древесина может быть материалом и ложки, и стола. Значит, одно вещество может входить в состав разных тел, а тело иногда изготовлено из нескольких веществ. Это понятие нужно, чтобы отличать материал предмета от самого предмета.

Молекула — мельчайшая частица вещества, сохраняющая его основные свойства. Многие вещества состоят из таких частиц, причём свойства вещества связаны с тем, какие атомы входят в молекулы и как они соединены. Молекулы помогают объяснить, из каких частиц построено вещество, хотя отдельную молекулу нельзя увидеть глазом. Не все вещества состоят из молекул: например, металлы образованы атомами.

Атом — частица, из которой состоят молекулы. Атомы бывают разных видов, и их сочетания дают разные молекулы и вещества. Например, молекулы воды состоят из атомов водорода и кислорода, а атомы железа образуют металлическое вещество. Понятие атома позволяет объяснить, почему состав частиц связан со свойствами материала.

Как это устроено

Тело и вещество обозначают не одно и то же: тело можно увидеть как предмет, а вещество называют по материалу, из которого предмет сделан. Например, у стеклянного стакана есть конкретные форма и назначение, а стекло — материал его изготовления. Такое различие удобно, когда нужно описать предмет и отдельно указать, из чего он состоит. Если сказать только «стекло», мы назовём материал, но не определим, стакан это или, например, оконное стекло.

Разные тела могут быть сделаны из одного вещества, потому что назначение и форма предмета зависят не только от материала. Из древесины делают ложки, столы и игрушки: материал общий, но предметы отличаются тем, как их обработали и для чего используют. И наоборот, похожие по назначению тела могут быть изготовлены из разных веществ. Например, ложка бывает деревянной, металлической или пластмассовой.

Строение можно представить как переход от крупного к малому: тело состоит из вещества, многие вещества состоят из молекул, а молекулы — из атомов. Эта последовательность объясняет, что привычный предмет не является сплошным на самом маленьком уровне. Однако она не означает, что любое вещество обязательно состоит из молекул: у металлов, например, отдельными частицами являются атомы. Поэтому при описании конкретного материала нужно учитывать его строение.

Свойства вещества связаны с составом его частиц. Молекулы воды включают атомы водорода и кислорода, а в молекулах кислорода соединены атомы кислорода; разные состав и соединение атомов означают разные вещества. У металла железа частицы — атомы железа, а не молекулы. Именно особенности состава и устройства частиц помогают объяснить, почему вещества могут отличаться прочностью, прозрачностью, текучестью и другими свойствами.

Молекулы и атомы очень малы, поэтому глаз не может рассмотреть их по отдельности, даже если предмет крупный. Но представление о частицах помогает объяснить, как устроено вещество и почему оно сохраняет свои свойства. Это не значит, что молекулы выглядят как крошечные копии стакана или стола: форма предмета складывается из огромного количества частиц и зависит от их расположения. Частицы — модель внутреннего строения, а не миниатюрные предметы.

Уровни строения предметов

Читайте таблицу сверху вниз, чтобы проследить переход от предмета к его материалу и частицам. Строки показывают общий порядок строения, но для металлов нужно помнить исключение: они состоят из атомов, а не из отдельных молекул. В последнем столбце приведены примеры связи между уровнями.

Разбор задач

Стеклянный стакан

Условие. Назовите вещество, из которого сделан стеклянный стакан, и отделите название тела от названия вещества. Нужно не перепутать конкретный предмет с материалом. Для этого сначала определим, что именно можно взять в руку как отдельный объект, а затем назовём его материал.

1. Определяем предмет: это стакан с определённой формой и назначением. Значит, стакан — физическое тело.
2. Смотрим на слово «стеклянный»: оно указывает на материал изготовления. В данном примере веществом является стекло.
3. Разделяем два названия: «стакан» отвечает на вопрос «что это за предмет?», а «стекло» — «из чего он сделан?». Поэтому слова не взаимозаменяемы.

Ответ. Стакан — физическое тело, стекло — вещество, из которого оно сделано. Если бы стакан имел детали из другого материала, следовало бы отметить, что тело состоит из нескольких веществ.

Деревянная ложка и деревянный стол

Условие. Сравните два предмета и укажите, что у них общего, а что различается. Здесь важно не принять одинаковый материал за одинаковое тело. Сначала сравним материал, а затем форму, размер и назначение предметов.

1. Оба предмета названы деревянными, значит, их общее — древесина как материал. Вещество может использоваться для изготовления тел разных видов.
2. Ложка и стол отличаются формой и размером: у ложки есть часть для набирания пищи и ручка, а стол имеет поверхность и опоры. Следовательно, это разные физические тела.
3. Различается и назначение: ложкой едят или перемешивают пищу, на столе размещают предметы. Эти различия связаны с устройством и обработкой материала, а не с тем, что древесина стала другим названием предмета.

Ответ. Общее у деревянной ложки и деревянного стола — материал, древесина. Различаются сами тела: их форма, размер и назначение.

Металлическая скрепка

Условие. Проследите путь от металлической скрепки до частиц, из которых состоит её вещество. Сначала нужно различить предмет и материал, а затем выяснить, какие частицы характерны для металла. В этом примере важно не механически применять цепочку через молекулы.

1. Скрепка — отдельное физическое тело: у неё есть форма и назначение. Это предмет, а не название вещества.
2. Скрепку делают из металла, например из стали, основа которой — железо. Значит, далее рассматриваем вещество, а не форму скрепки.
3. Для металла железа частицы — атомы железа. Отдельные молекулы, как в воде, металлическую скрепку не образуют, поэтому здесь путь идёт от тела через вещество к атомам.

Ответ. Скрепка — тело, металл (например, сталь) — материал; железо в составе металла представлено атомами. Общая цепочка «тело — вещество — молекулы — атомы» подходит для многих веществ, но не для всех.

Типичные ошибки

Ошибка: называть тело и вещество одним и тем же. Так говорят, когда не разделяют предмет и материал: например, стакан называют стеклом. Проверьте себя вопросами «Что это за предмет?» и «Из чего он сделан?»: ответы «стакан» и «стекло» относятся к разным понятиям.

Ошибка: считать, что каждому телу соответствует только одно вещество. Так можно решить, если представить предмет слишком простым: у изделия бывают детали из разных материалов. Проверьте, нет ли в теле частей из металла, пластмассы, дерева или другого вещества; тогда нужно назвать несколько материалов.

Ошибка: называть молекулу атомом. Эти слова легко спутать, потому что оба обозначают частицы, слишком маленькие для наблюдения глазом. Но молекула может состоять из нескольких атомов, поэтому проверьте, о какой частице идёт речь: отдельном атоме или их соединении.

Ошибка: представлять молекулы крошечными копиями предмета. Такое представление возникает, если переносить видимую форму тела на его частицы. Проверьте себя: молекулы не повторяют очертания стакана или ложки, а сам предмет образован множеством частиц; отдельные молекулы не видны невооружённым глазом.

Связь с другими темами

До изучения строения предметов полезно уметь сравнивать их по форме, размеру и назначению. Это помогает понять, почему ложка и стол — разные тела, даже если они сделаны из древесины. Классификация предметов учит отделять наблюдаемые признаки тела от материала, из которого оно изготовлено.

Представление о частицах понадобится при изучении состояний вещества и изменений веществ. Оно поможет объяснять, почему материалы могут вести себя по-разному и как меняются при нагревании или охлаждении. Эти знания также пригодятся при знакомстве с природными материалами и их использованием.

Что запомнить

• Тело — предмет, а вещество — то, из чего он сделан.
• Одно вещество может входить в состав разных тел.
• Тело состоит из вещества.
• Многие вещества состоят из молекул.
• Молекулы состоят из атомов.
• Частицы вещества очень малы и не видны невооружённым глазом.