§ 17. Почему мы чувствуем запахи на расстоянии?

Естествознание, 5 класс. Учебник: Верховцева Л. А. и др. (Алматыкітап баспасы, 2023). Глава 3: Вещества и материалы. Страницы 98–103.

Чему научишься

• Отличать тело от вещества.
• Объяснять, что такое диффузия, и находить её вокруг себя.
• Понимать, почему в горячей воде всё перемешивается быстрее, чем в холодной.
• Сравнивать скорость диффузии в газах, жидкостях и твёрдых телах.

Разминка

• Из чего сделан стакан? Из стекла. Стакан — это предмет, а стекло — то, из чего он сделан.
• В каких трёх состояниях бывает вода? Твёрдом (лёд), жидком (вода из крана) и газообразном (пар над чайником).
• Что быстрее растает: сахар в горячем чае или в холодном компоте? В горячем чае.
• Почему запах духов слышен в другом конце комнаты? Сегодня как раз и узнаем!

Разбираемся

Тело и вещество — не одно и то же

Оглянись: стол, ручка, телефон, кошка, ты сам. Всё, что нас окружает, называют телами. Растения, животные и человек — тоже тела.

А из чего эти тела сделаны? Из веществ: железа, стекла, соли, воды, пластика. Веществ на свете миллионы, и учёные каждый год получают новые.

📌 Тело — любой предмет вокруг нас. Вещество — то, из чего тело состоит.

Простая проверка: у тела можно спросить «какой формы?», у вещества — «из чего?». Ложка — тело, а алюминий, из которого она сделана, — вещество.

⚠️ Частая ошибка. «Вода — это тело». Нет, вода — вещество. А вот капля воды, сосулька или озеро Балхаш — это тела из воды.

Частицы никогда не стоят на месте

Любое вещество состоит из крошечных частиц. Увидеть их нельзя даже в обычный микроскоп. И они всё время движутся — беспорядочно, во все стороны, в газе, в жидкости и даже в твёрдом теле.

📌 Чем быстрее движутся частицы, тем выше температура вещества. Горячее — значит, частицы «бегают» быстрее.

Диффузия: частицы ходят в гости

Если частицы всё время двигаются, они могут сами пробраться между частицами другого вещества. Никто их не толкает и не размешивает. Это и есть диффузия.

📌 Диффузия — это когда частицы одного вещества сами, без размешивания, проникают в другое вещество.

Примеры вокруг тебя: запах баурсаков доходит из кухни в комнату; капля зелёнки окрашивает воду в стакане; пакетик чая сам «раскрашивает» кипяток.

Опыт с чаем: горячо или холодно?

🧪 Опыт. Тебе нужны два прозрачных стакана — с горячей и с холодной водой — и два чайных пакетика. Вопрос: что будет с водой, когда в неё опустят чай? Сначала выскажи догадку: «Если опустить пакетики, то…».

Почему так? В горячей воде частицы двигаются быстрее. Частицы чая быстрее «протискиваются» между частицами воды и разбегаются по всему стакану.

⚠️ Горячую воду наливает взрослый. Ставь стакан на стол и не держи его в руках, пока смотришь.

👨‍👩‍👧 Родителю. Этот опыт легко повторить на кухне за 2 минуты. Спросите ребёнка до опыта: «Где цвет поменяется быстрее?» — и пусть он сам проверит свою догадку.

Кто быстрее: газ, жидкость или твёрдое тело

Диффузия идёт везде, но с разной скоростью:

• в газах — быстро: запах разносится по комнате за секунды и минуты;
• в жидкостях — медленнее: краска в неразмешанной воде расползается часами;
• в твёрдых телах — очень-очень медленно: если плотно прижать друг к другу два куска разных металлов, частицы проникнут друг в друга лишь за годы, и совсем чуть-чуть.

🌟 Если в стакан с водой осторожно капнуть чернила и ничего не трогать, вода окрасится вся только через несколько дней. А запах апельсина в классе дойдёт до последней парты за минуту-другую.

💡 Ветер, который несёт пыль, — не диффузия: пыль переносит движение воздуха. При диффузии частицы перемешиваются сами.

Проверь, как понял

Проверь себя

• Что такое тело? Любой предмет вокруг нас: камень, дерево, человек.
• Что такое вещество? То, из чего состоят тела: железо, стекло, вода.
• Как связаны скорость частиц и температура? Чем быстрее движутся частицы, тем выше температура.
• Что такое диффузия? Самостоятельное проникновение частиц одного вещества в другое.
• Где диффузия идёт быстрее, а где медленнее? Быстрее всего в газах, медленнее в жидкостях, очень медленно в твёрдых телах.

Решаем упражнения

№ 1

(задание в тексте параграфа) Назови три состояния веществ (одно уже подписано — газообразное) и приведи вещество, которое ты не раз видел во всех трёх состояниях.

Как думать. Вспомни, что бывает с водой зимой, летом и на плите.

Решение. Состояния: твёрдое, жидкое, газообразное. Вода бывает во всех трёх: лёд на арыке зимой, вода в чайнике, пар над кипящим чайником.

Ответ: твёрдое, жидкое, газообразное; пример — вода (лёд, вода, пар).

№ 2

(опыт в тексте параграфа) Опусти чайные пакетики в стаканы с горячей и холодной водой. Почему вода поменяла цвет? Где быстрее и ярче? Закончи вывод: «Чем выше температура, тем … идёт диффузия».

Как думать. Частицы чая сами проникают между частицами воды. Вспомни, в какой воде частицы двигаются быстрее.

Решение.

1. Цвет поменялся потому, что частицы чая разошлись по воде. Это диффузия.
2. В горячей воде цвет поменялся быстрее и стал гуще. Частицы горячей воды движутся быстрее, поэтому перемешивание идёт быстрее.
3. Вывод: «Чем выше температура, тем быстрее идёт диффузия».

Ответ: это диффузия; быстрее в горячей воде; «тем быстрее».

№ 3

Расставь по порядку три рисунка с этапами диффузии. На 1-м рисунке частицы рассеяны по всему цилиндру, на 2-м собраны внизу, на 3-м поднялись примерно до середины.

Как думать. Диффузия начинается там, где вещество оказалось сначала, и заканчивается, когда частицы распределились по всему объёму.

Решение. Начало — частицы только на дне (рисунок 2). Середина — частицы поднялись выше (рисунок 3). Конец — частицы равномерно по всему цилиндру (рисунок 1).

Ответ: 2 → 3 → 1.

№ 4

(задание в тексте параграфа, работа в паре) Японская пословица: «Овощной лавке вывеска не нужна». Что она значит? Объясни через диффузию.

Как думать. Как покупатель узнает о лавке, если вывески нет?

Пример ответа.

1. Свежие овощи, фрукты и зелень пахнут.
2. Частицы запаха сами разлетаются по воздуху — это диффузия в газе.
3. Прохожий чувствует запах ещё на подходе и понимает, что рядом овощная лавка.
4. Переносный смысл: хорошее дело само себя покажет, его не надо расхваливать.

Ответ: запах благодаря диффузии сам «рекламирует» лавку.

№ 5

(опыт в тексте параграфа) В закрытом классе учитель чистит апельсин или открывает флакон с эфирным маслом. Ученики поднимают руку, когда почувствуют запах. Засеки время для первой и последней парты. Почему запах расходится, если нет сквозняка?

🧪 Опыт. Нужны: апельсин или лимон (масло без аллергии), секундомер, лист бумаги, ручка. Окна и двери закрыты.

Как думать. Сквозняка нет, значит, запах никто не переносит. Частицы запаха двигаются сами.

Решение. Частицы ароматного масла вылетают из кожуры и сами проникают между частицами воздуха — это диффузия в газе. Чем дальше парта, тем больше пути, поэтому последняя парта чувствует запах позже.

Ответ: запах разносится благодаря диффузии: частицы аромата сами движутся и смешиваются с воздухом.

⚠️ Перед опытом спроси, нет ли у кого-то аллергии на цитрусы. Масло не наносят на кожу и не нюхают вплотную.

👨‍👩‍👧 Родителю. Дома можно сделать так же: ребёнок стоит в дальнем конце комнаты с секундомером в телефоне, вы открываете мандарин. Обычно запах доходит быстрее, чем дети ожидают.

№ 6

Сравни, где диффузия идёт быстрее — в жидкостях или в газах. Сделай вывод.

Как думать. Сравни два опыта: чай в воде и апельсин в классе.

Решение. Чай окрашивает холодную воду медленно, и даже в горячей вода не окрашивается сразу вся. Запах апельсина за короткое время пролетает через весь класс. В газе частицы далеко друг от друга и движутся быстрее, им легче проскочить.

Ответ: в газах диффузия идёт намного быстрее, чем в жидкостях.

№ 7

В трёх стаканах одинаково воды, но разной температуры, и по 2 кусочка сахара. В 1-м стакане кусочки почти целые, во 2-м заметно уменьшились, в 3-м остались совсем маленькие. Где вода самая горячая, а где самая холодная? Какой рисунок помог?

Как думать. Сахар растворяется, потому что его частицы уходят в воду. Чем горячее вода, тем быстрее это идёт.

Решение.

1. В 3-м стакане сахара осталось меньше всего — растворение шло быстрее всех, значит, вода самая горячая.
2. В 1-м стакане кусочки почти целые — вода самая холодная.
3. Подсказку дал размер кусочков сахара на рисунках.

Ответ: самая горячая вода — в 3-м стакане, самая холодная — в 1-м.

№ 8

Какое явление называют диффузией? Приведи примеры.

Ответ: диффузия — самопроизвольное проникновение частиц одного вещества между частицами другого. Примеры: запах духов в комнате, чай окрашивает кипяток, соль проникает в огурцы при засолке.

№ 9

Мысленно пройдись по своей школе. В каких помещениях диффузия заметнее всего и почему?

Как думать. Где в школе сильные запахи?

Пример ответа.

1. Столовая — там готовят еду, запахи разносятся по коридору.
2. Кабинет химии — пахнут реактивы.
3. Медпункт — пахнет лекарствами и спиртом.
4. Коридор после уборки — запах моющего средства.

Диффузию легче всего заметить по запаху, потому что в воздухе она идёт быстро, а наш нос улавливает совсем немного частиц.

Ответ: столовая, кабинет химии, медпункт — там есть источники сильных запахов.

№ 10

Приведи примеры диффузии в окружающем мире.

Пример ответа.

• Цветущая сирень или яблоня пахнет на весь двор.
• Корни растений впитывают вещества из почвы.
• Кислород из воздуха попадает в кровь в лёгких.
• Чернила или краска расплываются в воде.
• Огурцы и помидоры просаливаются в рассоле.

Ответ: запахи цветов, засолка овощей, дыхание, растворение краски в воде.

№ 11

Как связаны скорость движения частиц тела и его температура?

Ответ: чем быстрее движутся частицы, тем выше температура тела. И наоборот: если тело нагреть, его частицы начнут двигаться быстрее.

№ 12

На двух рисунках футбольное поле. На первом игроки в жёлтых футболках стоят на одной половине, в красных — на другой. На втором обе команды перемешались по всему полю. Что общего у рисунков с диффузией?

Как думать. Представь, что игроки — это частицы двух веществ.

Решение. Сначала частицы двух веществ отдельно, каждое на своей половине. Потом частицы сами двигаются, бегают во все стороны и перемешиваются по всему пространству. Так и при диффузии: в начале вещества разделены, в конце их частицы распределены вперемешку.

Ответ: рисунки показывают диффузию: «частицы»-игроки сами перемешиваются, и две команды оказываются по всему полю.

№ 13

(задание без номера в учебнике: «Обсуди в группе») а) Растения приманивают насекомых запахом цветов. Каким явлением они пользуются? б) Каракатица от испуга выпускает тёмную «чернильную» жидкость, но вскоре вода вокруг снова прозрачная. Почему?

Решение.

• а) Диффузией: частицы аромата сами расходятся по воздуху, и насекомые находят цветок по запаху даже издалека.
• б) Частицы «чернил» постепенно расходятся по огромной массе морской воды. Их становится так мало в каждой капле, что цвет перестаёт быть заметен. Помогают и течения, но главное — частицы перемешиваются с водой.

Ответ: а) диффузия; б) частицы чернил рассеиваются в воде благодаря диффузии.

№ 14

(задание без номера в учебнике: исследовательский проект, презентация «Броуновское движение») Найди материал об английском (британском) учёном, который открыл броуновское движение, и сделай презентацию из 6 слайдов по плану.

Как думать. Это движение назвали в честь учёного, который его заметил. Ищи в детских энциклопедиях и на образовательных сайтах.

План по слайдам.

1. Название «Броуновское движение», эпиграф, твои фамилия и имя.
2. Портрет и коротко о жизни Роберта Броуна.
3. Что он увидел и что его удивило.
4. Опыт: как увидеть такое движение самому (рисунки, фото).
5. Результаты и вывод.
6. Список источников.

Образец текста. Роберт Броун (1773–1858) — шотландский ботаник, он изучал растения. В 1827 году он рассматривал в микроскоп крошечные крупинки из пыльцы растений в капле воды. Крупинки всё время беспорядочно дрожали и метались, хотя вода была спокойной. Сначала думали, что они живые. Позже учёные поняли: крупинки толкают со всех сторон невидимые частицы воды. Значит, частицы жидкости действительно всё время движутся. Это хаотичное движение назвали броуновским в честь учёного.

Ответ: презентация по плану выше.

№ 15

(задание без номера в учебнике: творческое задание «Пофантазируй») Где ещё можно использовать диффузию? Предложи свои идеи на будущее.

Пример ответа.

• Ароматный будильник: утром прибор выпускает запах блинчиков, и ты просыпаешься без звонка.
• Датчик утечки: газ из трубы расходится по воздуху, а умный датчик чувствует его и включает сигнал.
• Пластырь с лекарством: лекарство медленно проникает через кожу (такие уже есть, их можно улучшить).
• Чистая вода: фильтр, через который частицы грязи проходят медленнее, чем вода.

Ответ: у каждого свои идеи; главное — объяснить, где в них частицы сами проникают в другое вещество.

№ 16

(задание без номера в учебнике: «Оцени свою деятельность») Оцени себя по таблице: выучил ли определения, смог ли сделать выводы по опытам, сумел ли объяснить диффузию в новых примерах.

Как думать. Честно ответь на три вопроса: «Могу ли без подсказки сказать, что такое тело, вещество, диффузия?», «Сам ли сделал вывод по опыту с чаем?», «Смогу ли объяснить пример, которого не было на уроке?»

Ответ: три «да» — высокий уровень; если нужна была подсказка — средний; если сделал только с помощью одноклассников — повтори параграф и пройди мини-тест ещё раз.

Шпаргалка

• Тело — предмет, вещество — то, из чего он сделан.
• Частицы всех веществ всё время беспорядочно движутся.
• Диффузия — самостоятельное перемешивание частиц разных веществ.
• При нагревании диффузия идёт быстрее.
• Быстрее всего диффузия в газах, медленнее всего в твёрдых телах.

Мини-тест