§ 7. Всё течет, всё изменяется 29

Определения и обозначения

Изменение — переход тела или вещества из одного состояния в другое. Например, движущееся тело меняет положение, а лёд при нагревании становится водой. Это понятие нужно, чтобы описывать, что именно произошло с телом или веществом.

Явление природы — происходящее в природе изменение, которое можно наблюдать. Дождь, движение автомобиля, таяние снега и рост растения относятся к явлениям. Такое определение помогает объединить разные события по главному признаку: в них что-то изменяется.

Физическое явление — изменение тела или состояния вещества без образования нового вещества. При плавлении льда вода остаётся водой, хотя её состояние меняется. Понятие помогает отличать изменения внешнего вида или состояния от превращений веществ.

Химическое явление — превращение одних веществ в другие, обладающие новыми свойствами. При горении топлива образуются другие вещества, которых раньше не было. Это определение нужно, чтобы распознавать химические реакции по результату, а не только по внешнему виду.

Как это устроено

Тела и вещества постоянно изменяются, потому что в природе они движутся, сталкиваются и взаимодействуют. На них действуют сила тяжести, тепло, свет, воздух и другие вещества. Поэтому камень падает, вода испаряется, а железо постепенно покрывается ржавчиной.

Движение меняет положение тела, а нагревание и охлаждение могут изменить его размер или агрегатное состояние. При нагревании частицы вещества двигаются быстрее и расстояния между ними могут увеличиваться. При охлаждении движение замедляется, поэтому газ может превратиться в жидкость, а жидкость — в твёрдое тело.

Физические и химические явления различаются результатом взаимодействия. Если частицы вещества сохранились теми же, изменились только форма, положение или состояние, то явление физическое. Если частицы соединились по-другому и возникли вещества с новыми свойствами, произошло химическое явление.

О химическом превращении часто говорят изменение цвета или запаха, выделение газа, появление осадка, тепла или света. Однако одного признака бывает недостаточно: цвет может измениться и из-за освещения. Надёжнее выяснить, появилось ли новое вещество и изменился ли состав исходного.

Скорость изменений зависит от условий. Нагревание обычно ускоряет таяние, испарение и многие реакции, а охлаждение их замедляет. Свет, доступ воздуха, измельчение вещества и контакт с другими веществами тоже могут ускорять или замедлять происходящие процессы.

Сравнение физических и химических явлений

Таблица помогает сначала определить, что именно изменилось, а затем проверить появление новых веществ. Если состав сохранился, выбирайте физическое явление; если возникли новые вещества — химическое. Обратимость полезна для сравнения, но сама по себе не является единственным признаком.

Разбор задач

Таяние льда

Условие. Нужно определить, какое явление происходит при таянии льда, и объяснить ответ. Лёд нагревается и превращается в жидкую воду. Проверим, изменилось ли само вещество или только его состояние.

1. Сравним исходное и конечное состояния: сначала вода была твёрдой, затем стала жидкой.
2. Проверим состав: и лёд, и жидкая вода состоят из одного и того же вещества — воды.
3. Сделаем вывод: нового вещества не появилось, изменилось только агрегатное состояние.

Ответ. Таяние льда — физическое явление. Его можно обратить охлаждением: вода снова превратится в лёд.

Потемнение меди и ржавчина

Условие. Медная монета со временем темнеет, а на железе появляется ржавчина. Нужно определить вид явлений и назвать признаки. В обоих случаях поверхность соприкасается с воздухом и постепенно меняется.

1. Отметим наблюдаемые признаки: меняется цвет и появляется новое покрытие.
2. Учтём взаимодействие с воздухом: медь и железо реагируют с веществами, входящими в состав воздуха.
3. Проверим результат: образуются новые вещества с другими свойствами, поэтому это химические явления.

Ответ. Потемнение меди и ржавление железа — химические явления. Их признаки — изменение цвета и появление нового вещества на поверхности.

Горение свечи и плавление воска

Условие. При горении свечи воск около пламени плавится, а сама свеча постепенно исчезает. Нужно определить вид каждого изменения и объяснить разницу в обратимости. Рассмотрим процессы по отдельности.

1. Плавление воска не меняет его состав: твёрдый воск становится жидким, поэтому это физическое явление.
2. Пары воска соединяются с кислородом воздуха и превращаются в новые вещества, поэтому горение — химическое явление.
3. Расплавленный воск можно снова затвердить, а продукты горения нельзя простым охлаждением превратить обратно в воск.

Ответ. При горении свечи одновременно происходят физическое плавление воска и химическое горение. Обратить плавление можно, а химическое превращение обычно нельзя.

Типичные ошибки

Любое изменение считать физическим. Так ошибаются, потому что сначала замечают только внешнюю перемену. Нужно проверить, появилось ли новое вещество: при ржавлении оно появляется, значит, явление химическое.

Изменение формы или состояния называть химическим. Плавление и разрыв могут сильно менять вид тела, но его состав при этом сохраняется. Проверьте, осталось ли вещество тем же: вода во льду и в жидкости не стала другим веществом.

Считать необратимость единственным признаком химического явления. Не каждое физическое изменение легко вернуть, например разбитый стакан трудно собрать. Поэтому сначала выясняйте состав вещества, а обратимость используйте только как дополнительную подсказку.

Путать причину с самим явлением. Нагревание, свет и воздух могут вызвать или ускорить изменение, но сами по себе не являются веществами. Назовите сначала процесс, например плавление или горение, а затем условие, которое на него повлияло.

Связь с другими темами

До изучения темы нужны понятия тела, вещества, свойства вещества и агрегатных состояний. Полезно также уметь описывать результаты простых наблюдений: что было сначала, что стало потом и какие признаки появились. Эти знания помогают последовательно определять вид явления.

Тема пригодится при изучении взаимодействия тел и круговорота веществ в природе. Она связана с жизненными процессами организмов, где постоянно идут физические и химические изменения. Понимание причин изменений важно и для охраны природы, например при объяснении загрязнения воздуха и воды.

Что запомнить

• В природе постоянно происходят изменения.
• Наблюдаемое изменение в природе называют явлением природы.
• Физическое явление не приводит к образованию нового вещества.
• При химическом явлении образуются новые вещества.
• Одновременно могут происходить физические и химические изменения.
• Нагревание, охлаждение, свет и взаимодействие веществ влияют на скорость изменений.