Тәжірибе тірегі – физикалық аспаптар

Барлық физикалық теориялар,түптеп келгенде,тәжірибеге тіреледі.Физиканың ғылым ретінде даумы мен дәйектелуінен көретініміз осы.Мұны дәлелдеу ушін физикалық аспаптардың алынуына және олардың қажеттілікті қалай қанағаттандырығанына тоқталуға болады.Физиканың дамуы басқа ғылымдардың дамуымен және жалпы қоғам күрделі байланыста.Отты тауып,оны пайдалану арқылы адам өз тіршілік жағдайын едәуір жеңілдетті.Ал оттың алынуында физика басты рөл атқарады.Бұл адамзаттың ұлы жеңістерінің бірі болатын.Доңғалақты жасап шығару да ғылым мен өндіріс тарихындағы дәл сондай революциялық жаңа кезең еді.

Ертедегі Египетте қарапайым шаруалар куүшті аз жұмсап,ауыр жұмыстарды орындауға көмектесетін принциптерді меңгерген.Олар қазіргі ғылым жетістіктерін білетін адамдардай-ақ әрекет жасаған.Мысалы,тасты биікке көтеріп жеткізу әдісін тапқан.Египеттіктер оны оп-оңай орындады:қысқа сырықтарды өзара жалғастырып,ұзын төрт сырық жасап алды,бұдан кейін сол сырықтарды үлкен шаршы құрлығы қурастырды,сырықтардын қиылысқан жерлерін мықтап буып,байлап тастады.Бұл,құрастырма көтерілуге тиісті тастан көп кіші болатын(мұның да физикалық негізгі бар).Құрлығыны тасқа жақындатып,оған екі тутқаны тақап тигізеді.Текше тасты осы тутқалар арқылы ептеп сарғытып,әлгі ерекше зембілдің үстіне оп-оңай шығарған.Әр тұтқадан бірнеше адам ұстап,үлкен тасты,қанбақ құрлы көрмей,иықтарына салып,көтеріп жүре берген.Мұндай физикалық қарапайым құрылғылар мен механизмдер өмір талабынан туған.

Ерте дүниенің ұлы ғылымы Архимед өзінің еңбектерінде рычаг,ауырлық центрі,тепе-теңдік,гидростатика принциптеріне негізделген құрылғыларды қолданды.Ол толып жатқан техникалық өндердің тапқыры,тіпті теориялардың да түп негізін қалаушы болған.Ерте дүние дәуірінен кейін жалпы ғылым,оның ішінде физика да тоқырап,тұрып қалған болатын.Бұл тоқырауды қайта жандандырған араб ғалымдары болды,олардың оптика мен механика саласындағы еңбектерді,өлшеу құралдарын жасауы,оның ішінде таразыны жетілдіре түскені айырықша атап өтерліктей болды.

Леонардо да Винчи сол кзде эксперимент турінде жүргізілген зерттеулерді физикалық өндеудене өткізуге шақырды.Оның «даналық-тәжірибе перзенті»деуі сондықтан болар.Әсіресе оның «теория-қолбасшы,іс-жүзілік тәжірибе-солдат»деген тамаша тұжырымы бүгінгі күні де басшылыққа алуға тұрарлық.Неміс астрономы Кеплер көптеген бақылауларға суйене отырып,планеталардың эллипстік орбиталар бойымен қозғалатын заңдарын тағайындап,дүниенің Коперник жуйесін бекіте түсті.Ал Галилей өзі ойлап тапқан телескопымен Юпитер планетасын айнала қозғалып жүрген оның серіктері бар екенін ашты.Ол сондай-ақ Шолпан планетасының фазаларын анықтады.Сөйтіп,Галилей

Қалыптаса қоймаған гелиоцентрлік дүниетанымды дәйектілеп берді.

Тағы да аса жауапты эксперименттің бірін Галилейдің жасағаны белгілі.Галилей бірнеше мың жылдар бойы қалыптасып қалған Аристотельдің «құлаған денелердің жылдамдығы олардың салмағына байланысты әр турлі болады»деген тұжырымын эксперимент жүзінде

жоққа шығарды.Дүниетанымдық-тарихи маңызы бар тәжірибеде галилей қодаған вакумдық цилиндр тәрізді шыны ыдысты пайдаланып,осы ыдыстың ішіне темір шар мен құс қауырсынын енгізіп,содан соң ыдысты төңкеріп,оларды қатар*құлатып*жіберіп,темір шар мен қауырсынның бірдей жылдамдықпен жүйіткігенін өз көзімізбен көре аламыз.Сөйтіп,бұл эксперимент дүниеге жаңаша қарауды қажет еткен тәжірибе болып шықты.

Физиканың бір саласын дамыту,оның екінші саласын жетілдіру талап етті.Мысалы,лаплас,Лагранж,даламбер,ағайынды Бернулиллер,Эйлер секілді атақты ғалымдар Ньютон механикасын одан әрі жетілдіре тусті.Масса,күш,импульс сияқты негізгі ұғымдар тәжірибе негізінде қалыптасты және тұжырымдалды.Қолданбалы механиканың жеке салалары тәжірибе барысында дамыды.Блэк,Лавуазье және Рихман калориметрлік аспаптарды ойлап шығарып,калориметрлік әдісті қолдануды дүниеге келтірді.Сөйтіп,жылу балансы теңдеу,агрегаттық түрлену кезінде туатын жасырын жылу сияқты ұғымдар тікелей тәжірибе жүзінде кеңейді.

Ал жарықтың бөлшектік-корпускулалық касиетінің тәжірибеде дәлелденуі геометриялық оптиканың және оның іс жүзінде қолданылуының ауқымын кеңейтті.Англияда Грей және Францияда Дюфе электрлік құбылыстарды тәжірибе арқылы бақылап,денелердің ток өткізгіштердің мен ток өткізбейтіндерге бөлінетінін анықтады,электрдің екі түрі барын іс жүзінде тағайындап берді.Франклин қазіргі қолданылып жүрген *плюс*және*минус* таңбаларын енгізді.

Физикалық ұғымдарға барлық құбылыстар, бүкіл физикалық заттардың қасиеттері, тіпті, материяның жеке түрі (мысалы , физикалық өрістердің түрлері), физикалық шамалар және т.б.жатады. Физикалық ұғымарды меңгермейінше физикалық заңдар мен заңдылықтарды , теорияларды білу мүмкін емес. Сонымен, ұғым дегеніміз болмыстағы бар заттардың және құбылыстардың физикалық қасиеттерін , олардың арасындағы қарым-қатынастарды анықтау жолында пайда болған таным немесе болмыстың нақты бейнесі. Кейде физиканың бір жүйесіндегі ұғымдар физиканың өзге жүйелеріндегі ұғымдардан пайда болуы мүмкін. Мәселен, молекулалардың «жылулық қозғалысы» ұғымы орын ауыстыру ұғымына сүйенеді. ҚҰысқасы, бір жүйедегі ғылыми ұғымдарды меңгергенде сол ұғымдардың басқа саладағы ұғыммен байланысы жүзеге асады. Шынында , физикалық жаңа ұғымдар бұрын қалыптасқан ұғымдарды әрі кеңейтеді, әрі тереңдетеді. Сөйтіп, ұғымдар нақтыланады. Кейбір ұғымдар күнделікті өмір тіжірибесінен, белгілі құбылыстарды қарастырудан басталып , іске асырылады. Мысалы, күш, қысым, механикалық жұмыс, қуат ұғымдары осылай қалыптасқан.

Физиканың түбегейлі түсініктерінің бірі- физикалық шамалар. Физиканың барлық теориялары, заңдылықтары, қағидалары физикалық шамалар арасындағы байланыстар, қағиалар, қатынастар екені сөзсіз. Олай болса, әрбір физикалық шама ұғымын қалыптастыру қажет. Сондықтан алдымен сол физикалық шама ұғымын анықтайық .Физика зерттейтін объектілерге қолданылатын түсініктер мен ұғымдар физикалық шамалар деп аталады. Оларға, мысалы, жол, жылдамдық, үдеу,энергия, қуат, ток күші ,кернеу, кедергі, жарқырау, жарықтылық, жарық күші, толқын ұзындығы және т.б. жатады.

Енді физикалық шамалардың өлшем бірліктеріне тоқталайық. Жалпы, физикалық шамалардың бірліктерін анықтағанда жиі қолданылатын, ең қажетті деген бірнеше физикалық шамаға арнап өлшемдер тағайындалады. Ал қалған физикалық шамалардың өлшемдерін сол бастапқы өлшем бірліктері арқылы шығарып алуға болады. Өмір тәжірибесі механикалық құбылыстар үшін физикалық үш шаманың өлшемдерін тағайындау толық жеткілікті болатынын , ал молекулалық, электрлік, оптикалық құбылыстар үшін төрт тәуелсіз шама өлшемдері қажет екенін көрсетті.

Сонымен, физикалық шамалардың өлшем бірлігі деп мөлшері шартты түрде бірге тең біртекті физикалық шамалардың сандық сипаттамасын айтады.Өлшем бірлігін алу үшін бір-біріне тәуелсіз бірнеше физикалық шамалар алынуы тиіс. Әрине, оларды тұтастырудың өз мән-мағынасы бар. Бұл шамалардың өздері негізгі шамалар деп аталады да олардың бірліктері физикалық өлшем бірліктерінің негізгі жүйесі деп аталады. Осы негізгі өлшем бірліктерінен формулалар көмегімен туатын өлшем бірліктерін туынды өлшем бірліктері деп атайды.

Физикалық шаманың санық мәні дегеніміз-осы физикалық шаманың мөлшерін көрсететін дербес сан. Нақты алынған физикалық шаманың сандық мәні сол шаманың өзі анықталатын өлшем бірлігіне байланысты. Өлшем бірлігі туралы ұғымды, негізінен , физика ғылымы туғызады десек-қателеспейміз. Күнделікті тұрмыста кездесетін ұзындық, көлем, масса, тығыздық, салмақ, жылдамық, температура,жылу және т.с.с. бәрі де физикалық шамалар. Дәл осы сияқты, электр өрісі кернеулігі, ток күші, жарық күші, әр түрлі радиоактивті ыдырау, электр өрісінің энергиясы, атомдықэнергия бөлу актілері, атомдық энергетикалық деңгейлер және т.б. физикалық шамалардың өлшем бірліктері бар. Өлшем бірліктерінсіз физикалық шамалардың мән-мағынасы ешқашан толық ашылмайды.

Дүниедегі барлық заттар қандай күйде болмасын, молекулалардан тұрады. Сонымен, молекула дүниедегі барлық заттардың ең кішкене және олардың қасиеттерін сақтайтын құраушы бөлшегі болып табылады. Мысалы, судың молекуласы судың, тұздың молекуласы сол тұздың , майдың молекуласысол майдың барлық қасиетін толық бере алады. Олай болса, молекула заттың барша қасиетін сақтайтын соңғы түйіршігі.

Кез-келген заттың бір молекуласын алсақ , сол молекуланы зерттеу арқылы әлгі заттың барлық қасиетін білуге болар еді. Бірақ біріншіден , жеке молекуланы бөліп алу мүмкін емес; екіншіден, жеке молекуламен жұмыс істеу де өте қиын. Өйткені әрбір молекула сол заттың соншалықты шектен тыс кішкентай түйіршігі. Әр заттың осы кішкентай түйіршіктері әр түрлі болады. Мысалы оттегі молекуласының массасы сутегі молекуласының массасынан 16 есе үлкен. Егер сутегі молекуласын бір пұт гирдей етіпөсірсек, онда оттегі молекуласының массасы 16 пұт кәдімгі күштілер көтеретін гирдей болар еді. Сынап молекуласының массасы сутегі молекуласының массасынан 100 есе үлкен (1 кг гир мен 100 кг гирді көтеріп салыстырып көріңдер). Керек болса массасы сутегі молекуласынан бірнеше жүз есе үлкен болатын молекулалар бар. Сондықтан а бір тамшы судағы молекулалар саны бүкіл дүние жүзі халқының санынан ондаған миллиард есе көп.

Біздің күнделікті тұрмысымыздағы ең кішкентай деген су тамшысындағы молекулалардың саны осындай болса, онда бір тиындық қара бақырда қанша молекула барын есептеу оңайға түспес. Осыған қарамастан біз дүниедегі барлық заттардың молекулалары массаларын білеміз.Жалпы алғанда , біз молекула біткенді шектен тыс кішкентай зат түйіршігі десек те, әр түрлі заттардың молекулалары әр түрлі болады. Яғни бір заттың молекуласы екінші бір заттың молекуласынан әлдеқайда кіші, не әлдеқайда үлкен болуы мүмкін. Қысқасы, молекулалардың өздері , оларды өзара салыстырғанда, заттың тагіне байланысты біреуі үлкен, екіншісі кіші болып топталады.

Сутегі молекуласының массасы 0,0000000000000000000000033 грамм. Егер адам шашының бір талы (оның жуандығы 0,05 мм) бір миллион есе үлкейтілсе, онда бұл шаш талының қалыңдығы 50 метр болар еді.Кәдімгі шыбын осынша үлкейтілсе , оның көленеңі 7 км-ге жетер еді. Ал осынша үлкейтілген молекула кітаптағы кәдімгі нүктедей-ақ болады екен. Суға батырылған иненің ұшында су тамшысындағы молекула саны 40 000 000 –ға пара –пар түсер еді.

Қорытынды: Әр түрлі заттардың молекулалары әр түрлі болады.Бір заттың барлық молекулалары өзара бірдей болады.

Қазіргі заманғы физикалық аспаптар аса үлкен дәлдікпен осындай шағын шамаларды дәл өлшеп бере алады. Мысалы , бүгінгі таңдағы таразылар грамның жүз миллионнан бір бөлігіндегі массасы дәл өлшей алады. Біз жоғарыда келтірілген су тамшысында 33 000 000 000 000(33триллион) молекула бар. Физикалық заттардың кейбіреулері күрделі құрылым екені белгілі. Мысалы , судың өзі сутегі мен оттегінің өзара тұтасып бірігуінен тұрады. Ал судың барлық қасиетін судың бір молекуласы толық бере алатынын білеміз. Олай болса, судың бір молекуласының өзі оттегі және сутегі сияқты құраушылардан тұратын болғаны ғой. Шындығында дәл солай. Бұл-судың барлық қасиетін білдіретін ең соңғы бөлшегі-молекуланың өзі де күрделі құрылым екенінің дәлелі.

Молекуланы құраушы ең кіші бөлшектер атомдар (атом-гретің «atomos» - бөлінбейтін (бөлщек) деген сөзінен шыққан) деп аталады. Атомдар дүниедегі барша заттардың ең кіші, ең қарапайым құраушысы. Біртекті жеке атомаран тұратын заттарды элементтер (элемент-латынның «elementum» заттың түптегі деген сөзінен алынған) деп атайды. Мысалы, оттегі элемент,сутегі деэлемент. Ал су, тұз, құм, топырақ-зат. Дүниедегі заттардың атомдық құрылымын ерте дүние ғалымдары да білген. Мысалы, ерте дүниенің ұлы ғалымы Демокрит барлық заттар атомнан тұрады деп топшылаған.

Гидростатика мен азростатикада (гиро-су , аэро-ауа, статус (грек сөзінен алынған) –тұрақты күйдегі) су мен ауадағы құбылыстар , сұйықтар мен газдардың қасиеттері қарастырылады. Сұйықтардың ең басты қасиеттеріне сұйықтардың аққыштығы, сұйықтың ыдыстан ыдысқа оңай құйылуы , ыдыстағы сұйықтың төгілуі , сұйықтың ұдайы ағуға ұмтылатыны жатады. Оның үстіне , сұйықтар өз пішінін оңай өзгертіп, өздері құйылған ыдыстың пішінін қабылайды, ал көлемін өгертуге үлкен кедергі жасайды. Оның себебі сұйықтарда молекулалар тығыз, бір-біріне нығыздай түсу екені белгілі. Ал молекулаларды сығымдап жақындастыруға олардың өзара тебу күштері кедергі жасайды. Жалпы алғанда сұйықтарға түсірілген (әсіресе суға түсірілген) қысым оны өте аз мөлшерде сығымдай алады. Мысалы, қысымның бір килограммға артуы көлемін өте болымсыз (1/20000 үлесіндей) өзгертеді.

Міне, сондықтан сұйық іс жүзінде алғанда «сығылмайтын» дене деп есептеледі. Бұған , яғни судың өте болымсыз сығылатынына ,оқушылардың көзін жеткізу үшін эксперимент ретінде мынандай оңай тәжірибе жасап көруді ұсынуға болады.

Эксперимент:Шөлмекке ернеуіне дейін толтыра су құйып , аузын ағаш не резеңке тығынмен мықтап тығынау керек. Тығынның астында ауа көпіршігі қалып қоймасын.Әрі тығын судың бетіне ғана тиіп тұратындай болып орналасуы шарт. Енді тығынды балғамен ақырын соққылап ары қарай ендіруге , яғни сәл болса да сығуға тырысу керек.

Сұйықтың ыдыс қабырғасымен жанаспай емін-еркін тұрған беті сұйықтың еркін беті деп аталады. Бұл бет сұйық тұрған ыдыстың ашық бетінің пішініне байланысты. Мысалы, шелекте тұрған судың еркін беті қашанда сұйықтың үстіңгі өте жұқа қабатынан тұрады да әрқашан да ауырлық күшінің бағытына перпендикуляр болады. Енді бір ерекше атап өтетін жағдай – сұйық беті әрқашан горизонталь күйін сақтауы.

Оны оп-оңай дәлелдеуге болады. Стаканға су құйып, бір түзу сызық алып, оны стакандағы су бетімен дәлме-әл келетіндей етіп экранға әкеліп ұстау керек. Су деңгейінің түзу сызық бойымен толық беттескеніне көз жеткізу керек. Стаканның тіп-тік қалпын өзгертсе, су формасының да өзгергені, бірақ оның бетінің горизонтальдығы өзгермей қалғаны анық байқалады. Ақырында стаканды одан ары қисайтамыз. Су стаканның жиегінен төгіле бастайды. Бірақ судың жоғарғы деңгейі сол бұрынғы горизонталь қалпында қала береді.

Сұйықтың ендігі бір атап көрсететін қасиеті- ол сұйықтардың жұққыштық қасиеті. Сұйықтардың көпшілігі жұққыш сұйықтар болып есептеледі. Оны біз күнделікті өмірімізден жиі көріп жүрміз. Мысалы, айран, қымыз, пісте майы құйылған шынылардан,ыдыстардан аталған сұйықтардың құйылғаны айқын аңғарылып тұрады. Әрине , мұндай сұйықтармен қатар жұқпайтын сұйықтар да бар (сынап жұқпайтын сұйықтың мысалы бола алады).

Жаңбыр тамшысының пішіні қандай болады?

Адамдар жаңбыр тамшысының пішіні көздің жасы секілді болады деп ойлайды.Олар шар секілді домалақ болады. Тамшы ішінде су молекулалары өзара байланысты электр күшінің көмегімен түрлі бағытта қозғалады. Алайда судың беткі жағында молекула тамшылары ішке бағытталады.Ішкі күш тамшыларды сфераға тартады. Ұсақ тамшаларға қарағанда ірі тамшылар жерге түскенде тез жайылып кетеді.

Сендер су бетімен жүре аласыңдар ма?

Тоған бетіндегі су молекулалары астындағы молекулаларды итере алмайтын болғандықтан , оларды итеру күші су бетіне шоғырланады. Осының нәтижесінде судың беткі қабатында жәндіктер жүре алатындай тығыздық пайда болады. Бұл беткі қабаттың қысымы деп аталады.

Біз күнделікті өмірде темір, көмір, ағаш, қағаз, қант ,шыны, әйнек, тас, топырақ және т.б. толып жатқан қатты заттарды да пайдаланамыз. Қысқасы , біз өзімізді қоршаған заттардың үш түрлі күйде болатынын көріп жүрміз. Табиғаттағы бүкіл заттар үш түрлі күйде, сұйық күйде және газ күйінде болады. Тіпті бір заттың өзі үш түрлі күйде бола алатынын да көріп жүрміз. Мысалы, суды сұйық күйде күнде пайдаланамыз. Суды қайнатқанда ол буға айнала бастайды. Ал су қыста далада қатып қалады, мұзға айналады. Әр түрлі заттар әр түрлі күйде болуымен қатар, бір заттың өзі де әр түрлі күйде бола алады екен.

Енді осы үш түрлі зат күйлерінің бір-бірінен қандай айырмашылығы бар? Біріншіден, өзінің аты айтып тұрғандай, қатты заттар шын мәнісінде қатты болады. Шынында да, тасты талқандап сындырып, не үгітіп көр. Тіпті ағаштың өзін де кесу, сындыру, жаңқалау оңайға түспейді. Немесе қой жілігін жігіттің жігіті ғана ұрып сындыратынын ауыл адамдары біледі. Өйткені жілік (сүйек) өте қатты денелердің бірі болып саналады. Бұл табиғи түрде кездесетін толып жатқан қатты заттармен қатар жасанды түрде алынған қатты заттар да бар. Мысалы, қазір автомашиналардың сыртқы тұрқын сымбаттандыру үшін де , ішіне өң беріп сәндеу үшін де кең қолданылып жүрген пластмассалық қатты заттарды атауға болады. Олардың беріктігі соншалықты , бұл пластмассалық заттар машинаның сыртқы қорапшасынан бастап, басқа да толып жатқан темірден жасалған бөлшектерін алмастырады.

Ендеше, қатты денелер неліктен қатты? Тіпті қатты дене деген сөзді қалай ұғуға болады? Қатты денелердің ішіне ешнәрсені ендіре алмаймыз. Тасқа ешкім шеге қақпайды. Шойын темір кесегіне ешкім біз сұқпайды. Сол сияқты ағаштың қабығын аршып алғанымызбен, оның діңгегінің іңін қолмен талдап ажырата алмаймыз. Мұндай мысалдарды үздіксіз жалғастыра беруге болады.Бұл-қатты денелердің ішкі бөліктері берік біріккендігінің дәлелі. Дегенмен қатты денелер қаншалықты қатты болғанымен оларды бөлшектеп шығуға болады. Егер мұны іске асыратын болсақ, онда біз тастың қиыршығын , шойын темірдің үгіндісін, ағаштың қиқымын, көмірдің күлін алар едік. Бірақ осы тас-талқан болып сынған сынық қиыршықтары тастың барлық «қасиетін» сақтайтынын аңғару қиын емес.

Темір үгіндісі темірдің өзі сияқты магниттелетінін оқушылар өздері көріп жүр. Көрмесе көруіне болады.Ағаш жаңқасы дәл ағаштың өзіндей жалындап жанады. Дәл сол сияқты кесек-кесек көмір де, күлей майда көмір де жанады. Бұл айтылғандардан қандай қорытынды шығады? Біріншіден, қатты заттар өзара тұтасқан жеке бөліктерден тұрады. Екіншіден, бұл қатты денелердің құраушы бөліктері өзара өте берік байланысқан. Үшіншіден , қатты денелердің бөлінген бөлшектері (ең кіші қиқымдары, ең ұсақ түйірлері) де сол бастапқы дененің қасиетін толық сақтайды.

Қатты денелер пішінін де , көлемін де сақтайды.

Егер біз басқа бір қатты затты (мысалы тұзды) алып, микроскоппен қарайтын болсақ, онда оның тор-тор болып құрастырылып тұрғанын көрер едік. Міне, осындай қатты денелерді құраушы торлар-кристалдық торлар деп аталады. Бүкіл қатты заттарды құраушы бұл торлар барлық ғылыми кітаптар мен оқулықтарда кристалдық торлар деп алынған. Өйткені «кристалл» (krystallos) деген грек сөзі «дене» деген ұғым береді. Тегінде бүгінгі мағынасы белгілі пішінді қатты дене дегенге саяды. Біз де қалыптасып кеткен осы ғылыми терминді қолданамыз.

Сонымен, барлық қатты заттар кристалдық торлардан тұрады.

Заттың күйі.

Біз күнделікті өмірде су,сүт,машина моторына құйылатын АСТ-8 майы,бензин,керосин және т,б, сұйық заттарды пайдаланамыз.Дәл сол сияқты темір,көмір,ағаш,қағаз,қант,шыны,әйнек,тас,топырақ және т.б. толық жатқан қатты заттарды да пайдаланамыз.Сонымен қатар,газды жағу нәтижесінде шай қайнатамыз,тамақ пісіреміз.Қазір кейбір машиналар бензин орына газды жанар отын ретінде пайдаланамыз жұмыс істейтінін білеміз.Қыстың күні есікті ашып жібергенде үйге лап етіп суық ауаның кіргенін анық аңғауға болады.Ауа да – газ.Қыстың күні үйлердің бәрі (яғни пәтерлер,мекемелер,мектептер,әр түрлі ғимараттар)жылу батареялары арқылы жылытылады.Ал бұл жылу батареялары сол батареялар арқылы жүретін су буларымен жылытылады,яғни су буы арқылы жылу беріледі. Ал су буы судың газ күйіне түсуі.Олай болса,су буы да – газ.Кәдімгі машинаның ,велосипедтің дөңгелектерін ауа үрлеп толтырамыз.Яғни машина мен велосипедтің дөңгелектеріне газ толтыру арқылы біз көлегіміздің жайлылығын жақсартамыз.

Қысқасы,біз өзімізді қоршаған заттардың үш түрлі күйде болатынын көріп жүрміз.Табиғаттығы бүкіл заттар үш түрлі күйде:қатты күйде,сұйық күйде және газ күйіне болады.Тіпті бірзаттың өзі үштүрлі күйде күнде пайдаланамыз.Мысалы,өзі үш суды сұйық күйде күнде пайдаланамыз.Суды қайнатқанда ол буға айнала бастайды.Ал су қыста далада қатып қалады,мұзға айналады.Әп түрлі заттар әр түрлі күйде болуымен қатар,бір заттың өзі де әр түрлі күйде бола алады екен.

Енді осы үш түрлі зат күйлерінің бір-бірінен қандай айырмашылығы бар?Біріншіден,өзінің аты айтыптұрғандай,қатты заттар шын мәнісінде қатты болады.Шынында да,тасты талқандап сындырып , неүгітіп көр.Тіпті ағаштың өзіндекесу,сындыру,жаңқалау оңайға түспейді.Немесе қойжілігін жігіттің жігіті ғана ұрып сындыратынын ауыл адамдары біледі. Өйткені жілік (сүйек) өте қатты денелердің бірі болып саналады.

Газды жағу нәтижесінде шай қайнатамыз,тамақ пісіреміз.Қазір кейбір машиналар бензин орнына газды жанар отын ретінде пайдаланып жұмыс істейтінін білеміз.Қыстың күні есікті ашып жібергенде үйге лап етіп суық ауаның кіргенін анық аңғауға болады.Ауа да – газ.Қыстың күні үйлердің бәрі (яғни пәтерлер,мекемелер,мектептер,әр түрлі ғимараттар)жылу батареялары арқылы жылытылады.Ал бұл жылу батареялары сол батареялар арқылы жүретін су буларымен жылытылады,яғни су буы арқылы жылу беріледі. Ал су буы судың газ күйіне түсуі.Олай болса,су буы да – газ.Кәдімгі машинаның ,велосипедтің дөңгелектерін ауа үрлеп толтырамыз.Яғни машина мен велосипедтің дөңгелектеріне газ толтыру арқылы біз көлігіміздің жайлылығын жақсартамыз.

Суды қайнатқанда ол буға айнала бастайды. Үй ішіне тараған әтірдің , сірке суының иістері белгілі бір уақыт өткен соң жоқ болып кетеді. Иіс алысқа тарап ғайып болады. Әр түрлі газдар толтырылған ыдыстарды берік етіп жауып қоятынын оқушылардың бәрі де біледі. Ол ыдыстарда ашып жіберсек, оның ішіндегі газдар тез арада жан-жаққа тарап жоқ болып кетеді. Міне , газдардың осы тез арада кең кеңістікте тарап кетуі ол газдардың бөлщектерінің арасындағы байланыс өте нашар екенін дәлелдейді. Сондықтан газдардың да сұйықтар сияқты белгілі пішіні болмайтынын былай қойғанда, олар өздерінің мөлшерін де сақтап тұра алмайды.Газ тез арада кеңістікте тарап, өз мөлшерін лезде азайтып жібереді.

Газ пішінін де , көлемін де сақтай алмайды. Газ молекулалары өзара әлдеқайда нашар тартылыста болады. Сондықтан да газ күйіндегі заттардың көлемін , сыртқы пішінін сақтауы қиын. Олар тез тарап кетеді.

1. Ауа қай жерлерде болады?

- затта, топырақта, суда, денеде болады

2. Жан-жағымыздан қоршаған ауаны неге көрмейміз?

- ауа: түссіз, мөлдір

3. Ауаның қасиеттерін ата.

- жылуды нашар өткізеді, ауа қызғанда көлемін ұлғайтады, суынғанда кішірейеді

4. Ауа қалай жылынады?

- Ауа түссіз, мөлдір болғандықтан күн сәулелерін тез өткізіп жібереді, одан тікелей қызбайды. Күн сәулелері жер бетін, топырақты қыздырады. Жылу ауаға таралады. Сондықтан ауаның жер бетіне таяу қабаты жақсы жылынады да биіктеген сайын жылу бірте-бірте азаяды.

5. Жел қайдан пайда болады?

- Жер бетіндегі ауаның бір жерден екінші жерге ауысқанынан пайда болады.

Ауаның құрамын алғашқы рет француз ғалымы А. Лавуазье 1774 жылы анықтады.

ХҮІІІ ғасырға дейін табиғат зерттеушілер реакция кезінде түзілетін газдардың барін «ауа» деп ойлаған. Тек ХҮІІІ ғасырдың аяғында ғана ауа – газдар қоспасы екендігі анықталған.

Ауа жер ғаламшарының белсенді тіршілігі бар аймағы - биосфераның маңызды бөлігі. Атмосфера күн әулелерін шашыратып, жайып тарататындықтан, күндіз жер беті қатты қызып кетпейді.

Табиғаттың әр – түрлі құбылыстарында мысалы, жер сілкініінде, жанартау атқылағанда,

Отын жанғанда, завод, фабрикалар жұмыс істеп тұрғанда аз мөлшерде кездейсоқ газдар ауаға таралуы мүмкін. Ал көмір бензин және т.б. отындар толық жанбаса атмосфераға күйе, иіс газы, тағы басқа газдар таралады.Ұшақ пен космостық ракета қозғалтқыштары да атмосфераға улы газдар таратады, бұл газдар да қоршаған ортаның бүлінуіне әкеліп соғады.
2.5 Диффузия

Диффузия (лат. dіffusіo – таралу, жайылу) – нақтылы дене бөлшектерінің жылулық қозгалыстарга ұшырай отырып, сол дене конңентрациясының селдір аудандарына қарай жылжуы;молекулалардың жылулық қозғалысы салдарынан шеқаралас орналасқан әр түрлі заттардың бір-біріне өту құбылысы. Диффузия дененің бүкіл көлеміндегі концентрация мөлшерінің бірте-бірте теңелуін, сөйтіп оның бірқалыпты сипат алуын қамтамасыз етеді. Кейбір денелердің өте шағын бөлшектері ғана емес (атомдар,молекулалар, ), біршама ірі түйіршіктері де диффузиялық қасиетті иемденуі мүмкін.

Диффузия құбылысы барлық агрегаттық күйде, диффузияланатын заттың сол ортадағы шоғырлануы теңелгенге дейін жүре береді. Газ немесе сұйықтың молекулаларының бір орыннан екінші орынға ауысуы арқылы өз ішінде диффузиялануы өздік диффузия деп аталады. Диффузияның өту шапшаңдығы — диффузияланатын заттың тегіне және оның қандай жағдайда болуына байланысты анықталатын шама — диффузия коэффициентімен сипатталады. Диффузия коэффициентінің халықаралық бірліктер жүйесіндегі өлшеу бірлігі — м2/сек. Диффузия құбылысы табиғатта маңызды роль атқарады: атмосфераның жер бетіне жақын орналасқан қабаттарындағы ауа құрамының біркелкі болуына ықпал етіп, өсімдіктердің дұрыс қоректенуіне жағдай туғызады.

Пішінін мен көлемін сақтау – қатты денелерге тән қасиет.

Аққыштық, көлемін сақтау және пішінін оңай өзгерту – сұйыққа тән қасиет.