ОГЭ · Физика · Строение вещества, влажность и графики тепловых процессов (задания 3–5, 14, 16, 18, 19)
Строение вещества: молекулы, диффузия, агрегатные состояния
Молекулярная картина мира объясняет добрую половину качественных заданий ОГЭ: почему пахнет духами, почему газ давит на стенки, чем лёд отличается от воды.
ℹ️ В первой части ОГЭ по физике (задания 1–16) ответом служат цифры или число, а задания 17–22 требуют записанного решения или объяснения — за один голый ответ там баллов не дают. Вопросов с ответом одним словом на экзамене нет, поэтому задания ниже помечены как тренировочные: физика в них настоящая, но формат экзаменационной линии они не воспроизводят.
Основные положения молекулярной теории
| Первое | все вещества состоят из частиц (молекул, атомов), между которыми есть промежутки |
|---|---|
| Второе | частицы находятся в непрерывном хаотическом движении |
| Третье | частицы взаимодействуют: притягиваются и отталкиваются |
Определение
Диффузия — самопроизвольное перемешивание веществ из-за движения молекул. Идёт быстрее в газах и быстрее при нагревании
Определение
Броуновское движение — беспорядочное движение взвешенных частиц в жидкости или газе под ударами молекул — прямое доказательство движения молекул
Определение
Температура — мера средней кинетической энергии движения молекул: чем выше температура, тем быстрее движутся молекулы
| Твёрдое | молекулы упорядочены, колеблются около положений равновесия; сохраняется и форма, и объём |
|---|---|
| Жидкое | молекулы близко, но перескакивают с места на место; сохраняется объём, форма не сохраняется |
| Газообразное | молекулы далеко друг от друга и движутся свободно; не сохраняется ни форма, ни объём |
Притяжение и отталкивание молекул
Молекулы одновременно притягиваются и отталкиваются, и результат зависит от расстояния между ними. Когда тело растягивают, расстояние растёт и перевешивает притяжение — возникает сила упругости, возвращающая тело в исходную форму. Когда тело сжимают, перевешивает отталкивание, и именно поэтому твёрдые тела и жидкости почти невозможно сжать. Притяжение проявляется только на очень малых расстояниях — порядка размеров самих молекул. Поэтому два обломка мела не срастаются, если их прижать: реальные поверхности шероховаты, и молекулы просто не подходят достаточно близко. Зато два смоченных листа бумаги слипаются, а капля воды растекается по чистому стеклу — это смачивание, когда притяжение молекул жидкости к молекулам твёрдого тела сильнее, чем друг к другу. Если наоборот (ртуть на стекле, вода на жирной поверхности), жидкость собирается в каплю — это несмачивание.
Как молекулярная теория объясняет давление газа
• Молекулы газа бьют по стенкам сосуда — эти удары и создают давление.
• Нагрели газ → молекулы движутся быстрее → удары сильнее и чаще → давление выросло.
• Сжали газ → молекул в единице объёма больше → ударов больше → давление выросло.
• У газа нет собственной формы и объёма: он занимает весь предоставленный сосуд.
• Газ давит на стенки одинаково во всех направлениях (закон Паскаля).
Вопрос на проверку
В каком состоянии вещество сохраняет объём, но принимает форму сосуда?
Ответить и проверить себя — после бесплатной регистрации.
Разбор примера
Задание 3: узнать явление строения вещества
Кусок сахара, опущенный в горячий чай, растворяется быстрее, чем в холодном. Какое физическое явление это демонстрирует? 1) конвекция; 2) диффузия; 3) теплопроводность; 4) кристаллизация.
Показать решение по шагам
- 1. Сахар распределяется по всему объёму жидкости — значит, частицы одного вещества проникают между частицами другого. Это диффузия, ответ 2.
- 2. Почему быстрее в горячем: скорость диффузии растёт с температурой, потому что молекулы движутся быстрее.
- 3. Конвекция здесь помогает перемешиванию, но само растворение — диффузия; кристаллизация — обратный процесс, выделение твёрдого вещества из раствора.
Ответ: 2
Разбор примера
Задание 4: текст с пропусками про строение вещества
Прочитайте текст и вставьте на места пропусков (А, Б, В, Г) слова из списка. «Все вещества состоят из частиц, между которыми есть промежутки. Частицы находятся в непрерывном (А)_____ движении и (Б)_____ друг с другом. В газах промежутки между молекулами (В)_____ размеров самих молекул, поэтому газы легко (Г)_____». Список: 1) беспорядочном; 2) прямолинейном; 3) взаимодействуют; 4) сталкиваются только при нагревании; 5) много больше; 6) много меньше; 7) сжимаются; 8) расширяются при охлаждении.
Показать решение по шагам
- 1. (А) Движение частиц беспорядочное (тепловое) — 1. Прямолинейным оно бывает лишь между столкновениями.
- 2. (Б) Частицы взаимодействуют друг с другом всегда, а не только при нагревании — 3.
- 3. (В) В газах промежутки много больше размеров молекул — 5. Именно поэтому газ занимает весь объём сосуда.
- 4. (Г) Из предыдущего следует, что газы легко сжимаются — 7. У жидкостей и твёрдых тел промежутки малы, и сжать их почти невозможно.
Ответ: 1357
Разбор примера
Задание 5: почему сохнет бельё на морозе
Почему мокрое бельё высыхает даже при температуре ниже нуля? 1) Лёд при низкой температуре плавится. 2) Вода в белье испаряется, минуя жидкое состояние: лёд превращается сразу в пар. 3) Мороз выжимает воду из ткани. 4) При отрицательной температуре испарение невозможно, бельё не сохнет.
Показать решение по шагам
- 1. Вода в белье на морозе замерзает, то есть превращается в лёд. Плавиться при минусовой температуре он не может — вариант 1 отпадает.
- 2. Переход вещества из твёрдого состояния сразу в газообразное называется сублимацией (возгонкой), и он идёт при любой температуре: самые быстрые молекулы покидают поверхность льда. Это вариант 2.
- 3. Вариант 3 приписывает морозу механическое действие, вариант 4 противоречит наблюдению, с которого начато условие.
Ответ: 2
Разбор примера
Задание 12: газ нагревают в закрытом сосуде
Газ находится в закрытом сосуде постоянного объёма. Сосуд нагревают. Как изменяются при этом средняя скорость движения молекул газа и давление газа на стенки? 1) увеличивается; 2) уменьшается; 3) не изменяется.
Показать решение по шагам
- 1. Температура — мера средней кинетической энергии молекул. При нагревании средняя скорость молекул растёт — цифра 1.
- 2. Давление газа создают удары молекул о стенки. Молекулы стали быстрее, удары чаще и сильнее, объём не изменился — давление увеличивается, цифра 1.
- 3. Ответ 11. Ловушка линии 12 — считать, что «масса газа не менялась, значит, и давление то же»: давление газа определяется не весом, а ударами молекул.
Ответ: 11
Разбор примера
Задание 16: два верных утверждения о строении вещества
Выберите два верных утверждения о строении вещества. 1) Молекулы газа движутся беспорядочно и заполняют весь объём сосуда. 2) В твёрдых телах частицы неподвижны. 3) Диффузия идёт быстрее при повышении температуры. 4) Между молекулами действуют только силы притяжения. 5) Объём газа не зависит от формы сосуда.
Показать решение по шагам
- 1. 1) Плюс: промежутки между молекулами газа велики, притяжение слабое, газ занимает весь предоставленный объём.
- 2. 3) Плюс: с ростом температуры растёт скорость молекул, а значит, и скорость диффузии.
- 3. 2) Минус: частицы твёрдого тела колеблются около положений равновесия, полной неподвижности нет ни при какой температуре школьного курса.
- 4. 4) Минус: действуют и притяжение, и отталкивание; отталкивание и мешает сжать жидкость или твёрдое тело.
- 5. 5) Минус: газ принимает и форму, и объём сосуда. Верны 1 и 3.
Ответ: 13
Разбор примера
Задание 19: почему смятый лист бумаги не склеивается, а капли воды сливаются
Две капли воды, соприкоснувшись, сливаются в одну. Два прижатых друг к другу куска мела не соединяются. Объясните разницу.
Показать решение по шагам
- 1. Наблюдение: в одном случае соприкосновение приводит к объединению тел, в другом — нет.
- 2. Физическая причина: силы молекулярного притяжения заметны только на расстояниях, сравнимых с размерами молекул. В жидкости молекулы подвижны, поверхности капель сближаются вплотную по всей площади соприкосновения, и притяжение стягивает капли в одну.
- 3. Следствие: у твёрдого мела поверхности шероховатые, истинное соприкосновение происходит лишь в отдельных точках, и суммарного притяжения недостаточно. Если же две гладко отполированные свинцовые пластины сильно прижать, они слипаются — именно потому, что площадь настоящего контакта становится большой.
- 4. Полный ответ обязан назвать и малый радиус действия молекулярных сил, и площадь фактического соприкосновения.
Ответ: Капли сливаются, потому что их молекулы сближаются вплотную; у мела соприкосновение лишь в точках
Разбор примера
Протокол опыта (формат задания 17): диффузия и температура
Опыт на реальном оборудовании, объясняющий задания 3 и 5: сравнить скорость диффузии в холодной и горячей воде.
Показать решение по шагам
- 1. Что берут: два стакана одинакового размера, термометр (цена деления 1 °C), секундомер, кристаллик марганцовки или капля чернил, пипетка.
- 2. Что делают: в первый стакан наливают воду комнатной температуры, во второй — горячую; измеряют температуру каждой термометром. Одновременно опускают в оба по одинаковой капле чернил без перемешивания и засекают время, за которое окраска дойдёт до дна.
- 3. Что наблюдают: t₁ = (22 ± 1) °C, время окрашивания 9 мин; t₂ = (60 ± 1) °C, время 2 мин.
- 4. Как записывают результат: температуру — с погрешностью в цену деления термометра, время — по секундомеру с Δt = 1 с, но округляют до минут, потому что момент «окраска дошла до дна» сам определяется на глаз.
- 5. Вывод: при росте температуры почти втрое сократилось время диффузии — скорость диффузии увеличивается с температурой. Вывод сформулирован по конкретным измеренным значениям, как требует критерий задания-исследования.
Ответ: Диффузия быстрее при более высокой температуре: 2 мин при 60 °C против 9 мин при 22 °C
ℹ️ Спецификация КИМ ОГЭ-2026, раздел 5: «Проведение ОГЭ не содержит таких ограничений, поэтому в работу введено экспериментальное задание, выполняемое на реальном оборудовании. Кроме того, в экзаменационной модели ОГЭ более широко представлен блок заданий для проверки приёмов работы с разнообразной информацией физического содержания». Отсюда в уроке и протокол опыта, и разбор текста с пропусками.
Задание №для самопроверки в формате экзамена
Ответить и проверить себя — после бесплатной регистрации.
Задание №для самопроверки в формате экзамена
Ответить и проверить себя — после бесплатной регистрации.
Задание №для самопроверки в формате экзамена
Ответить и проверить себя — после бесплатной регистрации.
Ловушка №16: «при нагревании увеличивается размер молекул». Нет — размеры молекул не меняются, увеличивается скорость их движения и промежутки между ними.
Разборы экзаменационных заданий по строению вещества
Задание №3 в формате экзамена
Ответить и проверить себя — после бесплатной регистрации.
Задание №4 в формате экзамена
Ответить и проверить себя — после бесплатной регистрации.
Задание №12 в формате экзамена
Ответить и проверить себя — после бесплатной регистрации.
Задание №16 в формате экзамена
Ответить и проверить себя — после бесплатной регистрации.