§ 19. Заттар қай кезде қайнайды және балқиды

Жаратылыстану, 6 сынып. Оқулық: Қаратабанов Р.Ә. және т.б. (Алматыкітап баспасы, 2023). 3 тарау: Заттар мен материалдар. 113–116-беттер.

Нені үйренесің

• Балқу мен қайнау дегеніміз не екенін түсіндіруді.
• Балқу температурасы мен қайнау температурасының не екенін түсінуді.
• Балқу мен қайнауды тәжірибеде бақылауды.
• Мұздың қызу графигін оқуды.
• Адамдардың қайнау мен балқуды қайда пайдаланатынына мысал келтіруді.

Ой қозғау

• Заттың үш агрегаттық күйін ата. Қатты, сұйық, газтәрізді.
• Сүңгідегі, шалшықтағы және шәйнектің үстіндегі бу бұлтындағы су қандай күйде? Қатты, сұйық және газтәрізді күйде (будың өзі көрінбейді, ал ақ бұлтшық — ұсақ тамшылар).
• Қатты денеде және газда бөлшектердің орналасуы немен ерекшеленеді? Қатты денеде бөлшектер тығыз орналасады да, тек өз орнында тербеледі. Газда олар бір-бірінен алыс және еркін қозғалады.
• Мұз қандай температурада ери бастайды? 0 °C-та.

💡 Мұз да, су да, бу да бірдей су молекулаларынан тұрады. Тек молекулалардың қалай орналасқаны және қаншалықты жылдам қозғалатыны өзгереді.

Тақырыпты талдаймыз

Тек су қайнамайды, тек металл балқымайды

Біз су қайнайды, металл балқиды деп үйренгенбіз. Бірақ кез келген зат балқи да, қайнай да алады. Мұз — қатты су, ол балқиды. Ал темір өте қатты қыздырғанда балқып қана қоймай, қайнайды да.

Заттың бір күйден екінші күйге өтуі бөлшектердің қалай орналасып, қалай қозғалатынына байланысты. Бөлшектердің өзі өзгермейді.

Балқу

Шамды жақ. Білтенің жанындағы парафин жұмсарып, мөлдір сұйыққа айналады. Ол балқиды: қатты күйден сұйық күйге өтеді.

📌 Балқу — заттың қатты күйден сұйық күйге ауысуы. Балқу температурасы — зат балқитын температура.

Әр заттың өз балқу температурасы бар. Мұз 0 °C-тың өзінде ери бастайды, ал мыс тек 1085 °C-та балқиды.

Қайнау

Кастрюльге су құйып, плитаға қой. Алдымен түбінен ұсақ көпіршіктер көтеріледі, содан кейін су бүкіл көлемінде бұрқырайды. Көпіршіктердің ішінде — су буы. Су қайнайды.

📌 Қайнау — заттың сұйық күйден газтәрізді күйге ауысуы; сұйықтың бүкіл көлемінде өтеді. Қайнау температурасы — сұйық қайнайтын температура.

🌟 Су 100 °C-та тек теңіз деңгейінде қайнайды. Таудың биігінде ауа қысымы аз, сондықтан су ертерек қайнайды. Медеуде су шамамен 95 °C-та, ал Эверест шыңында шамамен 70 °C-та қайнайды. Онда етті ұзақ пісіруге тура келеді!

Мұзды қыздыру графигі

Мұздатқыштан мұз алып (−20 °C), қыздыра бастайық. Температураның қалай өзгеретініне қара.

Екі «баспалдақты» көріп тұрсың ба? 0 °C белгісінде мұз балқиды: жылу беріліп тұр, ал температура мұздың бәрі еріп біткенше тұрып қалады. 100 °C белгісінде су қайнайды: температура тағы да тұрып қалады, су түгел қайнап біткенше. Содан кейін ғана бу қыза бастайды.

📌 Зат балқып немесе қайнап жатқанда, оның температурасы өзгермейді. Бүкіл жылу жаңа күйге өтуге жұмсалады.

⚠️ Жиі кететін қате. «Отты үдетсе, қайнап жатқан су ыстықтай түседі». Олай емес! Ол қарқынды қайнап, тезірек буланып кетеді, бірақ температурасы 100 °C күйінде қалады.

Бұл қайда керек

• Электр станцияларында қайнаған су бу береді, ол турбиналарды айналдырады.
• Қазандықтарда бу мен ыстық су үйлерді жылытады.
• Ауруханаларда құралдарды микробтарды өлтіру үшін қайнатады.
• Асханада — көже, кеспе, бешбармақ пісіреміз.
• Қыста жаяу жолдарға тұз себеді: тұзды су таза суға қарағанда төменірек температурада қатады, сондықтан аязда да мұз ериді.

👨‍👩‍👧 Ата-анаға. Кастрюльге су құйып, ас үйлік термометр қойыңыз (бар болса). Бала әр минут сайын температураны жазып отырсын. 100 °C-тағы «баспалдақты» өз көзімен көру — ең жақсы түсіндірме.

Түсінгеніңді тексер

Өзіңді тексер

• Балқу дегеніміз не? Заттың қатты күйден сұйық күйге ауысуы.
• Қайнау дегеніміз не? Сұйық күйден газтәрізді күйге ауысу; бу көпіршіктері сұйықтың бүкіл көлемінде пайда болады.
• Балқу және қайнау температурасы дегеніміз не? Зат балқитын немесе қайнайтын температура. Әр заттың өз температурасы бар.
• Балқу мен қайнау кезінде неге үнемі жылу беріп тұру керек? Жылу бөлшектердің орналасуын өзгертуге және затты жаңа күйге ауыстыруға жұмсалады. Жылу берілмесе, процесс тоқтайды.

Жаттығуларды шығарамыз

№ 1

Әртүрлі заттарды қарап, қайсысында балқу, қайсысында қайнау болатынын анықта.

Қалай ойлаймыз. Қатты еді, сұйық болды — балқу. Сұйық бу көпіршіктерімен бұрқырайды — қайнау.

Жауабы: қайнау — шәйнек пен көже; қалғанының бәрі — балқу.

№ 2

1-тәжірибе. Парафин шамды жақ және оттың жанындағы парафинді бақыла. Бос орындарды толтырып, қорытынды жаса.

🧪 Тәжірибе. Саған қажет: тәрелкедегі парафин шам, сіріңке.

Қалай ойлаймыз. Білтенің айналасындағы «көлшікке» қара. Шамды жақпай тұрып, онда сұйық парафин болды ма?

Жауабы: парафин балқиды, сұйыққа айналады; температура артқанда зат агрегаттық күйін өзгертеді — балқиды; қатты күйден сұйық күйге өту — балқу.

⚠️ Отпен жасалатын тәжірибелерді тек ересек адаммен бірге жаса. Жалынның үстіне еңкеймей, шашыңды жина, қасыңда бір стақан су ұста. Ыстық балауыз күйдіреді — оны саусағыңмен ұстама.

№ 3

2-тәжірибе. Қысқышпен алюминий немесе мыс тілімін (сым) алып, спирттік шамның жалынында бірнеше минут қыздыр. Оны балқыта алдың ба? Неліктен?

Қалай ойлаймыз. Металдардың балқу температурасын спирттік шам жалынының температурасымен салыстыр. Және металл жылуды қысқышқа да, ауаға да тез беретінін еске түсір.

Шешуі.

1. Алюминий 660 °C-та, мыс 1085 °C-та балқиды.
2. Спирттік шамның жалыны ыстық, бірақ ол кішкентай бөлікті ғана қыздырады. Металл жылуды жақсы өткізеді: жылу қысқышқа да, ауаға да кетеді.
3. Сондықтан сым қызарып, қарайып кетуі мүмкін, бірақ балқымайды.

Жауабы: жоқ, балқыта алмадық: бұл металдардың балқу температурасы өте жоғары, ал спирттік шам оларды ондай қатты қыздыра алмайды. Балқыту үшін үнемі көп жылу беріп тұру керек.

⚠️ Қыздырылғаннан кейін сым ұзақ уақыт ыстық болып тұрады, бірақ сырттай әдеттегідей көрінеді. Оны тек тірекке қой.

№ 4

3-тәжірибе. Мұз кесегін алып, сынауыққа сал. Сынауықты ұстағышқа бекітіп, спирттік шамның жалынымен абайлап қыздыр. Нені байқадың? Қыздырмауға да болар ма еді, қалай ойлайсың?

Қалай ойлаймыз. Мұздың балқу температурасы қандай? Ал бөлмедегі температура қандай?

Шешуі. Мұз тез суға айналады — балқиды. Спирттік шамсыз да болады: бөлмеде шамамен +20 °C, бұл 0 °C-тан жоғары, сондықтан мұз өзі де ериді, тек баяуырақ. Қолдың жылуы да жеткілікті.

Жауабы: мұз балқиды; қыздырмауға да болады, өйткені мұздың балқу температурасы (0 °C) бөлме температурасынан төмен.

№ 5

4-тәжірибе. Сынауыққа су құйып, спирттік шамның жалынымен абайлап қыздыр. Нені байқадың? Қыздырмауға да болар ма еді, қалай ойлайсың? Бос орындарды толтыр.

Қалай ойлаймыз. Судың қайнау температурасын (100 °C) бөлме температурасымен салыстыр.

Шешуі. Алдымен түбінде көпіршіктер пайда болады, сосын су бұрқырап, одан бу шығады. Қыздырмаса, су қайнамайды: бөлмеде 100 °C-тан әлдеқайда салқын.

Жауабы: су қайнайды; қыздырмай болмайды; әртүрлі заттардың қайнау температурасы әртүрлі; қайнау — сұйық күйден газтәрізді күйге өту, ал балқу — қатты күйден сұйық күйге өту.

👨‍👩‍👧 Ата-анаға. Бұл тәжірибені үйде мөлдір кастрюльмен немесе шыны қабырғалы шәйнекпен оңай қайталауға болады. Баланың будың үстіне еңкеймеуін қадағалаңыз: бу қайнаған судан да қатты күйдіреді.

№ 6

5-тәжірибе. Сынауыққа 1–2 қасық қант сал. Сосын оны ұстағышқа бекітіп, спирттік шамның жалынымен қыздыр. Нені байқадың? Қыздыруды жалғастыратын болсақ, одан әрі қандай жағдай болуы мүмкін?

🧪 Тәжірибе. Саған қажет: сынауық, сынауық ұстағыш, спирттік шам, қант.

Қалай ойлаймыз. Оқулықтағы суретте үш сынауық бар: біріншісінде ақ қант, екіншісінде ашық қоңыр, үшіншісінде қою қоңыр. Соңғысының айырмашылығы неде?

Жауабы: қант алдымен балқиды, сосын қоңырланады (карамель), ал ұзақ қыздырғанда күйіп, қара көмір мен түтінге айналады, яғни ыдырайды.

⚠️ Сынауықты аузын өзіңнен де, көршілеріңнен де алыс ұстап тұр. Балқыған қант өте ыстық әрі жабысқақ — одан алған күйік қатты болады.

💡 Таяқшадағы «әтеш» кәмпиттерді дәл осылай жасайды: қантты карамельге дейін балқытып, қалыпқа құяды.

№ 7

12-сызба бойынша (мұз ⇄ стақандағы су ⇄ қайнап тұрған шәйнек) қай жерде температура артатынын, қай жерде төмендейтінін анықта. Қай жерде қайнау, ал қай жерде балқу болады?

Қалай ойлаймыз. Оңға қарай бағыттар — қыздырамыз, солға қарай бағыттар — суытамыз.

Шешуі.

1. Мұз → су: температура артады, бұл — балқу.
2. Су → бу (шәйнек): температура артады, бұл — қайнау.
3. Бу → су: температура төмендейді, бу суға айналады (конденсация).
4. Су → мұз: температура төмендейді, су қатады (қатаю).

Жауабы: оңға қарай — қыздыру (алдымен балқу, сосын қайнау); солға қарай — суыту (конденсация, сосын қату).

№ 8

(«Ойланып, жауап бер» 1-сұрағы) Қайнау кезінде сұйықтықтың температурасы өзгере ме?

Жауабы: жоқ. Сұйық қайнап жатқанда, оның температурасы өзгермейді; бүкіл жылу бу пайда болуға жұмсалады.

№ 9

(2-сұрақ) Сұйық қайнаған кезде неліктен көпіршіктер көбейіп, судың бетіне көтеріледі?

Қалай ойлаймыз. Көпіршіктің ішінде не бар? Ол судан жеңіл бе, әлде ауыр ма?

Жауап үлгісі.

• Көпіршіктің ішінде — су буы. Ол судан әлдеқайда жеңіл, сондықтан су көпіршікті жоғары итеріп шығарады.
• Жолда көпіршіктің ішіне тағы да су буланып, ол үлкейе түседі.
• Жоғары көтерілген сайын, үстінен басатын су аз, сондықтан көпіршік кеңейеді.

Жауабы: көпіршіктер судан жеңіл бумен толған; олардың ішіне тағы су буланады, әрі сыртынан қысым азаяды — сондықтан олар үлкейіп, жоғары көтеріледі.

№ 10

(3-сұрақ) Буланды қайнауға жатқызуға бола ма? Неліктен?

Жауап үлгісі.

• Булану кез келген температурада жүреді: шалшық салқын күні де кебеді.
• Булану сұйықтың тек бетінен жүреді, ал қайнау — бүкіл көлемінде, көпіршіктермен.
• Қайнау тек белгілі бір температурада — қайнау температурасында басталады.

Жауабы: жоқ. Екеуі де газға өту, бірақ булану кез келген температурада және тек бетінен жүреді, ал қайнау — қайнау температурасында және бүкіл көлемде.

№ 11

(4–5-сұрақтар) «Ашудан зығырданы қайнау» деген сөзді білесің бе? Ол жақсы, жаман немесе бейтарап нәрсе, сенің ойыңша қалай? Сөйлемді аяқта: «Мен … кезде орын алады деп ойлаймын».

Қалай ойлаймыз. Ашуды неліктен дәл қайнаумен салыстырған? Қақпағы тарсылдап тұрған бұрқыраған шәйнекті еске түсір.

Жауап үлгісі. «Ашудан зығырданы қайнау» — жағымсыз күй деп ойлаймын. Бұл адам қатты ашуланып, өзін тоқтата алмаған кезде орын алады деп ойлаймын: ол қызарады, айқайлайды, қақпағы қазір ұшып кететін қайнап тұрған шәйнектей «бұрқырайды».

Жауабы: бұл тіркес жағымсыз; қатты ашуланған адам туралы осылай айтады.

№ 12

Егер адам ашудан зығырданы қайнайтын болса, ол адамның өзіне және айналасындағыларға қалай әсер ететініне талдау жаса.

Жауап үлгісі.

• Адамның өзіне: тамыр соғысы жиілейді, қан қысымы көтеріледі, басы ауырады. Ол артық сөйлеп қойып, сосын өкінуі мүмкін.
• Айналасындағыларға: оларға жағымсыз әрі қорқынышты, көңіл-күйі бұзылады, ұрыс басталуы мүмкін. Достары алыстап кетуі мүмкін.
• Не істеу керек: тоқтап, терең дем алу, онға дейін санау, таза ауаға шығу — «шәйнектің астындағы отты өшіру».

Жауабы: ашу адамның өз денсаулығына зиян келтіреді және адамдармен қарым-қатынасты бұзады; «суып кетуді» үйрену маңызды.

💡 Сабақтың соңында «Өсу ағашы» арқылы өзін-өзі бағалау бар: ағаштың басындағы — «бәрін түсіндім», бұтақтардағы — «сұрақтарым бар», жердегі — «түсінбедім». Өзіңе сай адамды таңдап, жаз: «Бүгін менде … қиын сұрақтар туындады», «Маған үйде … қажет».

Жадынама

• Кез келген зат балқи да, қайнай да алады.
• Әр заттың өз балқу және қайнау температурасы бар.
• Зат балқуы немесе қайнауы үшін үнемі жылу беріп тұру керек.
• Қайнау — бүкіл көлемде, булану — тек бетінен.

Шағын тест