Да разгледаме некои појави кои експериментално ги потврдуваат главните одредби и заклучоци на молекуларната кинетичка теорија.

1. Брауново движење.Шкотскиот ботаничар Р. Браун (1773-1858), набљудувајќи суспензија од цветен полен во вода под микроскоп, открил дека честичките на поленот се движат анимирано и случајно, понекогаш ротирајќи, понекогаш движејќи се од место до место, како дамки од прашина во сончев зрак. Последователно, се покажа дека таквото сложено цик-цак движење е карактеристично за сите мали честички (1 µm) суспендирани во гас или течност. Интензитетот на ова движење, наречен Браун,се зголемува со зголемување на температурата на медиумот, со намалување на вискозноста и големината на честичките (без разлика на нивната хемиска природа). Причината за брауновото движење остана нејасна долго време. Само 80 години по откривањето на овој ефект беше дадено објаснување: Брауново движењесуспендираните честички се предизвикани од удари на молекулите на медиумот во кој се суспендирани честичките. Бидејќи молекулите се движат хаотично, Брауновите честички добиваат удари од различни насоки, поради што се движат во таква бизарна форма. Така, Брауновото движење е потврда на заклучоците на молекуларната кинетичка теорија за хаотичното термичко движење на атомите и молекулите.

2. Експериментот на Стерн.Првото експериментално определување на молекуларните брзини го направи германскиот физичар О. Стерн (1888-1970). Неговите експерименти, исто така, овозможија да се процени дистрибуцијата на брзината на молекулите. Дијаграмот за инсталација на Стерн е прикажан на сл. 70. Платинска жица обложена со слој од сребро се протега по оската на внатрешниот цилиндар со жлеб, кој се загрева со струја додека воздухот се евакуира. Кога се загрева, среброто испарува. Сребрените атоми, кои летаат низ процепот, паѓаат на внатрешната површина на вториот цилиндар, давајќи слика на процепот ЗА.

Ако уредот се ротира околу заедничката оска на цилиндрите, тогаш атомите на среброто нема да се сместат на процепот, туку ќе се оддалечат од точката ЗАдо некое растојание с. Сликата на процепот изгледа нејасна. Со испитување на дебелината на депонираниот слој, можно е да се процени дистрибуцијата на брзината на молекулите, што одговара на максвеловата распределба.

Знаејќи ги радиусите на цилиндрите, нивната аголна брзина на ротација, а исто така и мерејќи s, можно е да се пресмета брзината на движење на атомите на сребро на дадена температура на жицата. Експерименталните резултати покажаа дека просечната брзина на атомите на среброто е блиска до онаа што следи од максвеловата брзина дистрибуција на молекулите.

3. Искуство на Ламерт.Овој експеримент ни овозможува попрецизно да го одредиме законот за дистрибуција на молекуларната брзина. Дијаграмот на вакумската инсталација е прикажан на сл. 71. Молекуларен зрак формиран од извор, минувајќи низ процепот, влегува во приемникот. Два диска со слотови, монтирани на заедничка оска, се поставени помеѓу изворот и приемникот. Со стационарни дискови, молекулите стигнуваат до приемникот поминувајќи низ процепите на двата

дискови. Ако оската се ротира, тогаш до приемникот ќе стигнат само оние молекули кои поминале низ отворот на првиот диск и поминуваат време еднакво или повеќекратно од времето на ротација на дискот за да патуваат помеѓу дисковите. Другите молекули се задржуваат од вториот диск. Со промена на аголната брзина на ротација на дисковите и мерење на бројот на молекули кои влегуваат во приемникот, можно е да се идентификува законот за распределба на молекуларните брзини. Овој експеримент, исто така, ја потврди валидноста на максвеловата дистрибуција на брзината на молекулите.

4. Експериментално определување на Авогадроовата константа.Користејќи ја идејата за дистрибуција на молекулите по висина (види формула (45.4)), францускиот научник Ј. Перин (1870-1942) експериментално ја утврдил константата на Авогадро. Проучувајќи го брауновото движење под микроскоп, тој се уверил дека Брауновите честички се распоредени во висина како молекулите на гасот во гравитационото поле. Применувајќи ја Болцмановата дистрибуција на нив, можеме да напишеме

Каде м- маса на честички, м 1 - маса на течност поместена од него: m= 4 / 3 r 3 , m 1 = 4 / 3 r 3  1 (р - радиус на честички,  - густина на честички,  1 - густина на течност).

Ако n 1 и n 2 се концентрациите на честичките на нивоа ч 1 И ч 2, а k=R/N А , Тоа

Значење На добиениот од делата на Ј. Перин одговараше на вредностите добиени во други експерименти, што ја потврдува применливоста на дистрибуцијата (45.4) на честичките Браун.

Молекуларната кинетичка теорија е оправдана.Да претставиме некои докази за случајното хаотично движење на молекулите: и желбата на гасот да го окупира целиот волумен што му е предвиден, ширењето на миризливиот гас низ просторијата; б Брауново движење е случајно движење на најмалите честички на супстанцијата видливи преку микроскоп кои се суспендирани и нерастворливи во неа. Дифузијата се манифестира во сите тела во гасови, течности и цврсти материино во различни степени. Дифузија во гасови може да се забележи ако сад со миризлив...


Споделете ја вашата работа на социјалните мрежи

Ако ова дело не ви одговара, на дното на страницата има список на слични дела. Можете исто така да го користите копчето за пребарување


ЕКСПЕРИМЕНТАЛНО ОПРАВДУВАЊЕ НА МОЛЕКУЛАРНАТА КИНЕТИЧКА ТЕОРИЈА

Според молекуларната кинетичка теорија, сите супстанции се состојат од ситни честички - молекули. Молекулите се во континуирано движење и комуницираат едни со други. Молекулата е најмалата честичка на супстанцијата што има своја хемиски својства. Молекулите се составени од повеќе едноставни честички- атоми на хемиски елементи. Молекули разни материиимаат различен атомски состав.

Молекулите имаат кинетичка енергијаЕ роднина а во исто време и потенцијалната енергија на интеракцијатаЕ пот . Во гасовита состојба E kin > E пот . Во течна и цврста состојба, кинетичката енергија на честичките е споредлива со енергијата на нивната интеракција.

Три главни точки молекуларна кинетичка теорија:

1. Сите супстанции се состојат од молекули, т.е. имаат дискретна структура, молекулите се одделени со празни места.

2. Молекулите се во континуирано случајно (хаотично) движење.

3. Постојат сили на интеракција помеѓу молекулите на телото.

Молекуларната кинетичка теорија е оправдана

Еве некои од доказите за случајното (хаотично) движење на молекулите:

а) желбата на гасот да го окупира целиот волумен што му е обезбеден (ширење на миризлив гас низ просторијата);

б) Брауново движење - случајно движење на најмалите честички на супстанција видливи преку микроскоп, суспендирани и нерастворливи во неа. Ова движење се јавува под влијание на случајни влијанија на молекулите што ја опкружуваат течноста, кои се во постојано хаотично движење;

в) дифузија - меѓусебна пенетрација на молекулите на супстанциите што контактираат. За време на дифузијата, молекулите на едно тело, кои се во континуирано движење, продираат во празнините помеѓу молекулите на друго тело во контакт со него и се шират меѓу нив. Дифузијата се јавува во сите тела - гасови, течности и цврсти материи - но во различен степен.

1. Дифузија.

Дифузија во гасовите може да се забележи ако сад со миризлив гас се отвори во затворен простор. По некое време, гасот ќе се прошири низ просторијата.

Дифузијата во течностите се случува многу побавно отколку во гасовите. На пример, истурете раствор од бакар сулфат во чаша, а потоа многу внимателно додадете слој вода и оставете ја чашата во просторија со константна температура и каде што не е подложна на шок. По некое време, ќе го набљудуваме исчезнувањето на острата граница помеѓу витриолот и водата, а по неколку дена течностите ќе се мешаат, и покрај фактот што густината на витриолот е поголема од густината на водата. Водата со алкохол и други течности исто така дифузна.

Дифузијата во цврстите материи се случува уште побавно отколку во течностите (од неколку часа до неколку години). Може да се забележи само кај добро полирани тела, кога растојанијата помеѓу површините на полираните тела се блиску до растојанијата помеѓу молекулите (10-8 цм). Во овој случај, брзината на дифузија се зголемува со зголемување на температурата и притисокот.

Доказ за интеракцијата на силата на молекулите:

а) деформација на тела под влијание на сила;

б) зачувување на обликот со цврсти материи;

в) површинскиот напон на течностите и, како последица на тоа, феноменот на навлажнување и капиларност.

Помеѓу молекулите има истовремено привлечни и одбивни сили (сл. 1). На мали растојанија помеѓу молекулите преовладуваат одбивни сили. Како што се зголемува растојанието r помеѓу молекулите, и привлечните и одбивните сили се намалуваат, а одбивните сили се намалуваат побрзо. Според тоа, за одредена вредност на р 0 (растојание меѓу молекулите) привлечните и одбивните сили се меѓусебно избалансирани.

Ориз. 1. Привлечни и одбивни сили.

Ако се согласиме да им доделиме позитивен знак на одбивните сили, а негативен знак на привлечните сили и извршиме алгебарско собирање на одбивните и привлечните сили, го добиваме графикот прикажан на слика 2.

Ориз. 2. Алгебарско собирање на одбивни и привлечни сили.

Ориз. 3. Зависност на потенцијалната енергија на интеракцијата на молекулите од растојанието меѓу нив.

Слика 3 покажува график на потенцијалната енергија на интеракција помеѓу молекулите наспроти растојанието меѓу нив. Растојание r 0 помеѓу молекулите одговара на минимумот од нивната потенцијална енергија (сл. 3). За да се промени растојанието помеѓу молекулите во една или друга насока, работата мора да се потроши против преовладувачките сили на привлекување или одбивање. На пократки растојанија (сл. 2), кривата стрмно се крева; овој регион одговара на силното одбивање на молекулите (предизвикано главно од Кулоновото одбивање на јадрата што се приближуваат). На големи растојанија, молекулите се привлекуваат едни со други.

Растојание r 0 одговара на стабилна рамнотежа меѓусебна положба на молекулите. Од Слика 2 е јасно дека кога растојанието помеѓу молекулите се зголемува, силите на привлекување кои преовладуваат ја враќаат рамнотежната положба, а кога растојанието меѓу нив се намалува, рамнотежата се враќа од преовладувачките сили на одбивање.

Современи експериментални методи на физиката (анализа на дифракција на рентген, набљудувања со користење електронски микроскопи други) овозможи да се набљудува микроструктурата на супстанциите.

2. Бројот на Авогадро.

Бројот на грамови на супстанција еднаков на молекуларната тежина на таа супстанција се нарекува грам молекула или мол. На пример, 2 g водород сочинува грам молекула на водород; 32 g кислород сочинуваат грам молекула на кислород. Масата на еден мол од супстанцијата се нарекува моларна маса на таа супстанција.

Означено сом. За водород ; за кислород ; за азот итн.

Број на молекули содржани во еден мол различни супстанциие ист и се нарекува број на Авогадро (НА).

Бројката на Авогадро е исклучително висока. За да ја почувствувате неговата огромност, замислете дека во Црното Море биле истурени голем број глави на иглички (секоја со дијаметар од околу 1 мм) еднаков на бројот на Авогадро. Во овој случај, би испаднало дека веќе нема простор за вода во Црното Море: тоа не само што би се наполнило до гребенот, туку и со голем вишок од овие глави. Со ист број на иглички, би било можно да се покрие површина еднаква на, на пример, територијата на Франција, со слој дебел околу 1 km. И таков огромен број поединечни молекули се содржани во само 18 g вода; во 2 g водород итн.

Утврдено е дека во 1 см 3 кој било гас во нормални услови (т.е. на 0 0 C и притисок 760 mm. rt. чл.) содржи 2.710 19 молекули.

Ако земеме број на тули еднаков на овој број, тогаш, цврсто спакувани, овие тули би ја покриле површината на целата земја на Земјата со слој висок 120 m. Кинетичката теорија на гасовите ни овозможува да ги пресметаме само слободните патека на молекулата на гасот (т.е. просечното растојание поминато на молекулата од судир до судир со други молекули) и дијаметарот на молекулата.

Ви претставуваме некои резултати од овие пресметки.

Супстанција

Должина на слободна патека

на 760 mmHg.

Дијаметар на молекулата

Водород H 2

1,12310 -5 см

2.310 -8 см

Кислород О 2

0,64710 -5 см

2.910 -8 см

Азот N 2

0,59910 -5 см

3.110 -8 см

Дијаметарот на поединечните молекули се мали количини. Со милион пати зголемување, молекулите би биле со големина на точка во оваа книга. Да ја означиме со m масата на гасот (која било супстанција). Потоа ставотго дава бројот на молови гас.

Бројот на молекули на гас n може да се изрази:

(1).

Број на молекули по единица волумен n 0 ќе биде еднакво на:

(2) , каде што: V е волуменот на гасот.

Маса на една молекула m 0 може да се определи со формулата:

(3) .

Релативна молекуларна маса mоднос се нарекува количина еднаков на односотапсолутна молекуларна маса m 0 до 1/12 од масата на јаглеродниот атом mок.

(4), каде m oc = 210 -26 kg.

3. Идеална гасна равенка и изопроцеси.

Користејќи ја равенката на состојбата на идеален гас, можете да проучувате процеси во кои масата на гасот и еден од трите параметри - притисок, волумен или температура - остануваат непроменети. Квантитативните односи помеѓу два параметри на гас со фиксна вредност на третиот параметар се нарекуваат закони за гас.

Процесите што се случуваат со константна вредност на еден од параметрите се нарекуваат изопроцеси (од грчкиот „исос“ - еднакви). Точно, во реалноста, ниту еден процес не може да се случи со строго фиксна вредност на кој било параметар. Секогаш има некои влијанија кои ја нарушуваат постојаноста на температурата, притисокот или волуменот. Само во лабораториски услови е можно да се одржи константноста на еден или друг параметар со добра точност, но во постоечките технички уреди и во природата тоа е практично невозможно.

Изопроцесот е идеализиран модел на реален процес, кој само приближно ја одразува реалноста.

Процесот на промена на состојбата на термодинамичкиот систем на макроскопски тела на константна температура се нарекува изотермна.

За да се одржи константна температура на гасот, неопходно е тој да може да разменува топлина со голем систем - термостат. Во спротивно, за време на компресија или проширување, температурата на гасот ќе се промени. Може да послужи како термостат атмосферски воздух, доколку неговата температура не се промени значително во текот на целиот процес.

Според равенката на состојба на идеален гас во која било состојба со постојана температурапроизводот од притисокот на гасот и неговиот волумен останува константен: pV=const при T=const. За гас со дадена маса, производот од притисокот на гасот и неговиот волумен е константен ако температурата на гасот не се промени.

Овој закон беше експериментално откриен од англискиот научник R. Bouler (1627 - 1691) и нешто подоцна од францускиот научник E. Mariotte (1620 -1684). Затоа, тој се нарекува закон Бојл-Мариот.

Законот Бојл-Мариот важи за сите гасови, како и за нивни мешавини, на пример за воздух. Само при притисоци неколку стотици пати поголеми од атмосферскиот притисок отстапувањето од овој закон станува значајно.

Зависноста на притисокот на гасот од волуменот при константна температура е графички прикажана со крива наречена изотерма. Гасната изотерма ја прикажува обратната врска помеѓу притисокот и волуменот. Во математиката, кривата од овој вид се нарекува хипербола.

Различни константни температури одговараат на различни изотерми. Како што се зголемува температурата, притисокот според равенката на состојбата се зголемува ако V=const. Затоа, изотермата што одговара на повисока температура Т 2 , лежи над изотермата што одговара на пониската температура Т 1 .

Изотермален процес приближно може да се смета за процес на бавна компресија на воздухот за време на експанзијата на гасот под клипот на пумпата кога се испумпува од садот. Навистина, температурата на гасот се менува, но до прво приближување оваа промена може да се занемари

Процесот на промена на состојбата на термодинамичкиот систем при постојан притисок се нарекува изобаричен (од грчкиот „барос“ - тежина, тежина).

Според равенката, во која било состојба на гас со постојан притисок, односот на волуменот на гасот и неговата температура останува константен: =const при p=const.

За гас со дадена маса, односот на волуменот и температурата е константен ако притисокот на гасот не се менува.

Овој закон е воспоставен експериментално во 1802 година од францускиот научник Ј. Геј-Лусак (1778 - 1850) и се нарекува Геј-Лусак закон.

Според равенката, волуменот на гасот линеарно зависи од температурата при постојан притисок: V=const T.

Оваа врска е графички претставена со права линија наречена изобар. Различни притисоци одговараат на различни изобари. Со зголемување на притисокот, волуменот на гасот на константна температура се намалува според законот Бојл-Мариот. Затоа, изобарот што одговара на поголем притисок стр 2 , лежи под изобарот што одговара на понискиот притисок стр 1 .

Во областа ниски температурисите изобари на идеален гас се спојуваат во точката Т=0. Но, тоа не значи дека волуменот на вистинскиот гас всушност исчезнува. Сите гасови се претвораат во течност кога силно се ладат, а равенките на состојбата не се применливи за течности.

Процесот на промена на состојбата на термодинамичкиот систем со постојан волумен се нарекува изохорен (од грчкиот „хорема“ - капацитет).

Од равенката на состојбата произлегува дека во која било состојба на гас со постојан волумен, односот на притисокот на гасот и неговата температура останува непроменет: =const при V=const.

За гас со дадена маса, односот на притисокот и температурата е константен ако волуменот не се менува.

Овој закон за гас е воспоставен во 1787 година од францускиот физичар J. Charles (1746 - 1823) и се нарекува закон на Чарлс. Според равенката:

Const at V=const притисок на гасот линеарно зависи од температурата при постојан волумен: p=const T.

Оваа зависност е прикажана со права линија наречена изохора.

Различни изохори одговараат на различни волумени. Како што волуменот на гасот се зголемува при константна температура, неговиот притисок се намалува според законот Бојл-Мариот. Затоа, изохората што одговара на поголемиот волумен V 2 , лежи под изохората што одговара на помалиот волумен V 1 .

Според равенката, сите изохори започнуваат во точката T=0.

Ова значи дека притисокот на идеален гас при апсолутна нула е нула.

Зголемувањето на притисокот на гасот во кој било контејнер или сијалица кога се загрева е изохорен процес. Изохоричниот процес се користи во гасни термостати со постојан волумен.

4. Температура.

Секое макроскопско тело или група на макроскопски тела се нарекува термодинамички систем.

Термичка или термодинамичка рамнотежа е состојба на термодинамички систем во кој сите негови макроскопски параметри остануваат непроменети: волуменот, притисокот не се менуваат, размената на топлина не се јавува, нема премини од една состојба на агрегација во друга итн. Под постојани надворешни услови, секој термодинамички систем спонтано оди во состојба на топлинска рамнотежа.

Температура - физичката количина, карактеризирајќи ја состојбата на топлинска рамнотежа на систем од тела: сите тела на системот кои се во топлинска рамнотежа меѓу себе имаат иста температура.

Апсолутна нулта температура е ограничувачка температура при која притисокот на идеален гас при постојан волумен мора да биде еднаков на нула или волуменот на идеален гас при постојан притисок мора да биде еднаков на нула.

Термометар е уред за мерење на температурата. Вообичаено, термометрите се калибрираат на Целзиусова скала: температурата на кристализација на водата (топење на мраз) одговара на 0 ° C, нејзината точка на вриење - 100 ° C.

Келвин ја вовел апсолутната температурна скала, според која нултата температура одговара на апсолутната нула, единицата температура на Келвиновата скала е еднаква на степенот Целзиус: [T] = 1 K (Келвин).

Врска помеѓу температурата во енергетски единици и температурата во Келвин:

каде k = 1,38 * 10 -23 J/K - Болцманова константа.

Врска помеѓу апсолутната скала и скалата Целзиусови:

T = t + 273, каде што т - температура во степени Целзиусови.

Просечната кинетичка енергија на хаотичното движење на молекулите на гасот е пропорционална на апсолутната температура:

Земајќи ја предвид еднаквоста (1), основната равенка на молекуларната кинетичка теорија може да се запише на следниов начин: p = nkT.

Основни равенки на молекуларната кинетичка теорија на идеален гас за притисок.

Гасот се нарекува идеален ако:

1) внатрешниот волумен на молекулите на гасот е занемарлив во споредба со волуменот на контејнерот;

2) не постојат сили на интеракција помеѓу молекулите на гасот;

3) судирите на молекулите на гасот со ѕидовите на садот се апсолутно еластични.

Вистинските гасови (на пример, кислород и хелиум) во услови блиски до нормалата, како и при низок притисок и високи температури, се блиску до идеалните гасови. Честичките на идеалниот гас се движат рамномерно и праволиниско во интервалите помеѓу судирите. Притисокот на гасот на ѕидовите на контејнер може да се смета како серија на брзо последователни влијанија на молекулите на гасот врз ѕидот. Ајде да погледнеме како да го пресметаме притисокот предизвикан од поединечни влијанија. Да замислиме дека на одредена површина се случуваат низа одвоени и чести удари. Ајде да најдеме таков просек постојана сила , кој, дејствувајќи во времето t во кое се случиле поединечните удари, ќе го произведе истиот ефект како и сите овие удари во нивната севкупност. Во овој случај, импулсот на оваа просечна сила за време t треба да биде еднаков на збирот на импулсите на сите оние удари што површината ги примила во ова време, т.е.

Каде t 1, t 2, t 3 ... t n - време на интеракција на првиот, вториот, ..., n-ти молекулисо ѕид (т.е. времетраење на ударот); ѓ 1, f 2, f 3 ... f n - силата на удар на молекулите на ѕидот. Од оваа формула следува:

(7).

Просечната сила на притисокот предизвикана од низа поединечни удари на одредена површина е нумерички еднаква на збирот на импулсите на сите удари добиени од оваа површина по единица време се нарекува изохора.

5. Брзини на молекулите на гасот.

Формулата (12) може да се запише како:

(15), каде што (гасна маса).

Од изразот (15) ја пресметуваме коренската средна квадратна брзина на молекулите на гасот:


(16) .

Знаејќи го тоа (R-универзална гасна константа; R=8,31), добиваме нови изрази за определување .

(17) .

Експерименталното определување на брзината на движење на молекулите на сребрената пареа за прв пат беше спроведено во 1920 година од Стерн.

Ориз. 5. Искуството на Стерн.

Воздухот се испумпуваше од стаклениот цилиндар Е (сл. 5). Внатре во овој цилиндар бил поставен втор цилиндар D, кој со него имал заедничка оска O. По должината на генератриксот на цилиндерот D имало процеп во форма на тесен шлиц C. По оската се протегала жица со сребрена облога од платина. , низ кој може да се помине струја. Во исто време, жицата се загреа, а среброто од нејзината површина се претвори во пареа. Молекулите на сребрената пареа се распрснале во различни насоки, некои од нив поминале низ процепот C на цилиндерот D и на внатрешната површина на цилиндерот Е се добива сребрена обвивка во форма на тесна лента. На сл. 5, положбата на сребрената лента е означена со буквата А.

Кога целиот систем беше поставен во многу брзо движење на таков начин што жицата беше оската на ротација, тогаш лентата А на цилиндерот Е се покажа дека е поместена на страна, т.е. на пример, не во точката А, туку во точката Б. Ова се случи бидејќи додека молекулите на среброто летаа по патеката CA, точката А на цилиндерот Е имаше време да ротира за растојание AB и молекулите на среброто завршија не во точката А , но во точката Б.

Да ја означиме вредноста на поместувањето на сребрената лента AB = d; радиусот на цилиндерот E преку R, радиусот на цилиндерот D низ r и бројот на вртежи на целиот систем во секунда низ n.

Во едно вртење на системот, точката А на површината на цилиндерот Е ќе помине растојание еднакво на обемот на кругот 2πR, а за 1 секунда ќе помине растојание. Времето t во кое точката A се помести на растојание AB = d ќе биде еднакво на:. Во времето t, молекулите на сребрената пареа летале на растојание CA = R - r . Брзината на нивното движење v може да се најде како поминатото растојание поделено со времето:или, заменувајќи го t, добиваме:.

Сребрениот нанос на ѕидот на цилиндерот D се покажа како матно, што го потврди присуството на различни брзини на молекуларно движење. Од искуство, беше можно да се одреди најверојатната брзина vвер што одговараше на најголемата дебелина на сребрената плоча.

Најверојатната брзина може да се пресмета со формулата дадена од Максвел:(18). Според пресметките на Максвел, аритметичката просечна брзина на движење на молекулите е еднаква на: (19).

6. Равенката на состојбата на идеалниот гас е Менделеев-Клапејроновата равенка.

Од основната равенка на молекуларната кинетичка теорија (формула (14)) следува законот на Авогадро: во еднакви волумениразлични гасови под исти услови (иста температура и ист притисок) содржат ист број на молекули:(за еден гас),(за друг гас).

Ако V 1 = V 2 ; Т 1 = Т 2; r 1 = r 2, потоа n 01 = n 02.

Потсетиме дека SI единицата за количество на супстанцијата е мол (грам молекула) масам Еден мол од супстанцијата се нарекува моларна маса на таа супстанција. Бројот на молекули содржани во еден мол од различни супстанции е ист и се нарекува Авогадров број (N A = 6,0210 23 1/mol).

Да ја напишеме равенката на состојбата на идеален гас за еден мол:, каде што В м - волумен на еден мол гас;, каде што В м - волумен на еден мол гас; (универзална гасна константа).

Конечно имаме: (26).

Равенката (26) се нарекува Клапејронова равенка (за еден мол гас). Во нормални услови (p = 1,01310 5 Pa и T = 273,15 0 К) моларен волумен на кој било гас V m = 22.410 -3 . Од формулата (26) одредуваме; .

Од равенката (26) за мол гас може да се оди на равенката Менделеев-Клапејрон за која било гасна маса m.

Став го дава бројот на молови гас. Ги множиме левата и десната страна на неравенството (26) со.

Ние имаме , каде е волуменот на гасот.

Ајде конечно да напишеме: (27 ) . Равенката (27) е равенката Менделеев-Клапејрон. Густината на гасот може да се внесе во оваа равенкаИ .

Во формулата (27) го заменуваме V и добивамеили .

7. Експериментални закони за гас. Притисок на мешавина од идеални гасови (Далтонов закон).

Експериментално, долго пред појавата на молекуларната кинетичка теорија, беа откриени цела низа закони кои опишуваат рамнотежни изопроцеси во идеален гас. Изопроцес е процес на рамнотежа во кој еден од параметрите на состојбата не се менува (константа). Постојат изотермални (T = const), изобарни (p = const), изохорични (V = const) изопроцеси. Изотермалниот процес е опишан со законот Бојл-Мериот: „ако во текот на процесот масата и температурата на идеалниот гас не се менуваат, тогаш производот од притисокот на гасот и неговиот волумен е константа PV = конст (29). Графичка сликаравенките на состојбата се нарекуваат дијаграми на состојби. Во случај на изопроцеси, фазните дијаграми се прикажани како дводимензионални (рамни) кривини и се нарекуваат изотерми, изобари и изохори, соодветно.

Изотерми што одговараат на две различни температури се прикажани на сл. 6.

Ориз. 6. Изотерми што одговараат на две различни температури.

Изобаричен процес е опишан со законот Геј-Лусак: „ако во текот на процесот притисокот и масата на идеалниот гас не се менуваат, тогаш односот на волуменот на гасот до неговата апсолутна температура е константа:(30).

Изобари што одговараат на два различни притисоци се прикажани на слика 7.

Ориз. 7. Изобари одговараат на два различни притисоци.

Равенката на изобарниот процес може да се напише поинаку:31), каде V 0 - волумен на гас на 0 0 C; Vt - волумен на гас на т 0 C; t е температурата на гасот во степени Целзиусови;α - коефициент на волуметриско проширување. Од формулата (31) произлегува дека. Експериментите на францускиот физичар Геј-Лусак (1802) покажаа дека коефициентите на волуметриско ширење на сите видови гасови се исти и, т.е. кога се загрева за 1 0 Гасот C го зголемува својот волумен за дел од волуменот што го окупирал на 0 0 В. На сл. Слика 8 покажува график на волуменот на гасот Vт на температура т 0 C.

Ориз. 8. График на волумен на гас Vт на температура т 0 C.

Изохорен процес е опишан со Чарлсовиот закон: „ако за време на процесот волуменот и масата на идеалниот гас не се менуваат, тогаш односот на притисокот на гасот до неговата апсолутна температура е константа:

(32).

Изохорите што одговараат на два различни волумени се прикажани на сл. 9.

Ориз. 9. Изохори што одговараат на два различни тома.

Равенката на изохоричниот процес може да се напише поинаку:(33), каде - притисок на гас наСО; - притисок на гас при t; t е температурата на гасот во степени Целзиусови;- температурен коефициентпритисок. Од формулата (33) произлегува дека. За сите гасови и . Ако гасот се загрева доC (на V=const), тогаш притисокот на гасот ќе се зголеми задел од притисокот што го имал когаC. Слика 10 покажува график на притисокот на гасот наспроти температурата t.

Ориз. 10. График на притисокот на гасот наспроти температурата т.

Ако продолжиме со правата AB додека не ја пресече оската x (точка), тогаш вредноста на оваа апсциса се одредува од формулата (33), акосе изедначуваат на нула.

;

Затоа, на температурапритисокот на гасот требаше да отиде на нула, но со такво ладење гасот нема да ја задржи својата гасовита состојба, туку ќе се претвори во течност, па дури и во цврста. Температурасе нарекува апсолутна нула.

Во случај на механичка мешавина на гасови кои не влегуваат во хемиски реакции, притисокот на смесата се одредува и со формулата, Каде (концентрација на смесатаеднаков на збирот на концентрациите на компонентите на мешавина од само n - компоненти).

Далтоновиот закон вели: Притисок на смесатаеднаков на збирот на парцијалните притисоци на гасовите што ја формираат смесата.. Притисок наречен делумно. Парцијалниот притисок е притисокот што би го создал даден гас доколку сам го зафатил садот во кој се наоѓа смесата (во иста количина како што е содржана во смесата).

БИБЛИОГРАФИЈА

1. Бричков Ју.А., Маричев О.И., Прудников А.П. Табели неопределени интеграли: Директориум. - М.: Наука, 1986 година.

2. Коган М.Н. Динамика на редок гас. М., Физматлит, 1999 година.

3. Кикоин А.К., Молекуларна физика. М., Физматлит, 1976 година.

4. Сивухин Д.В. Општ курсфизика, том 2. Термодинамика и Молекуларна физика. М., Физматлит, 1989 година.

5. Кирјанов А.П., Коршунов С.М. Термодинамика и молекуларна физика. Прирачник за студенти. Ед. проф. ПЕКОЛ. Гладуна. - М., „Просветителство“, 1977 година.

СТРАНИЦА \* СПОЈУВАЊЕ 3

Друго слични делашто може да ве интересира.vshm>
13389. Основи на молекуларната кинетичка теорија (МКТ) 98,58 KB
Сите супстанции се состојат од честички на молекули на атоми разделени со празни места. Доказ: фотографии од атоми и молекули направени со помош на електронски микроскоп; можност за механичко дробење на супстанција; растворање на супстанција во вода; дифузија; компресија и проширување на гасовите. Брауново движење на мали туѓи честички суспендирани во течност под влијание на некомпензирани влијанија на молекулите.
8473. Молекуларна кинетичка теорија (МКТ) 170,1 KB
Просечна енергија на една молекула Притисок на гас од гледна точка на MCT Равенка на состојба на идеален гас Техничка и термодинамичка температура Идеално привлекување на гас и одбивање на молекули Според MCT, секое цврсто течно гасовито тело се состои од ситни изолирани честички наречени молекули. Со мала промена на меѓусебното растојание помеѓу молекулите од r до rΔr, силите на интеракцијата вршат работа Потенцијална енергија...
2278. ГОЛЕМИНА МОЛЕКУЛАРНО-КИНЕТИЧКА ТЕОРИЈА НА ГАСОВИ 35,23 KB
се објаснуваат ако ги прифатиме следните одредби на молекуларната кинетичка теорија за структурата на материјата: 1. Сите тела се состојат од молекули на атоми или јони. Молекулите и атомите кои ги сочинуваат телата се во континуирано хаотично движење, кое се нарекува термичко движење.
2649. Молекуларна кинетичка теорија (МКТ) на идеален гас 572,41 KB
Молекуларна кинетичка теорија на МКТ на идеален гас План Концептот на идеален гас. Внатрешна енергија на идеален гас. Притисокот на гасот од гледна точка на молекуларната кинетичка теорија на идеалниот гас е главната равенка на молекуларната кинетичка теорија. Равенката на состојбата на идеалниот гас е равенката Клапејрон-Менделев.
21064. ИДЕНТИФИКАЦИЈА НА СОБИРНИ КУЛТУРИ НА БАКТЕРИИ СО СОВРЕМЕНИ МАСНИ СПЕКТРОМЕТРИСКИ И МОЛЕКУЛАРНИ ГЕНЕТСКИ МЕТОДИ 917,68 KB
Изолирани се чисти култури на микроорганизми, утврдени се морфолошки и културни карактеристики. Идентификацијата беше спроведена со користење на методите MALDI-MS и PCR, проследено со секвенционирање на нуклеотидните секвенци на фрагментите на генот 16S rRNA.
12050. Збир на реагенси за молекуларна генетска дијагностика на моноклонални и поликлонални Б-клеточни популации на лимфоцити со помош на методот на полимеразна верижна реакција (ЛИМФОКЛОН) 17,25 KB
Создаден е сет на реагенси за молекуларна генетска дијагноза на моноклонални и поликлонални Б-клеточни популации на лимфоцити со помош на полимеразна верижна реакција ЛИМФОКЛОН. Комплетот за реагенси LYMPHOCLON е наменет за диференцијална дијагноза на моноклонални и поликлонални Б-клеточни популации на лимфоцити во биопсиски материјал во делови од парафинско ткиво со помош на методот на полимеразна верижна реакција со детекција на производи за засилување со помош на вертикална електрофореза со акриламид гел. Комплетот е наменет само за ин витро дијагностичка употреба.
21333. Биохемиска основа на бадминтон 36,73 KB
Вовед Бадминтонот да го сметаме за спорт кој бара трошоци од спортистот големо количествосила и енергија, способни веднаш да го мобилизираат вашето тело да изведат скокови, движења со силни удари и способни да се опуштите за кратко време, да ја ублажат напнатоста и веднаш да се подготвите за продолжување на играта. За тренерите и спортистите, неопходно е да се знаат и да се земат предвид оние хемиски процеси што се случуваат во телото на спортистот за време на тренинзи, игри и натпревари при идентификување на перформансите на спортистите во нивниот оптимален режим...
21845. Оправдување на цената на производите на компанијата 131,66 KB
Карактеристики на претпријатието Приватно претпријатие Елегија Видови дејност производство на метални плочки. Овој жлеб го штити покривот од истекување на вода однадвор и го спасува купувачот на метални плочки од купување на хидробариера.Хидробариера е полимерна фолија која се поставува под металните плочки. Сето ова ги намалува трошоците за производство на метални плочки. метални плочки на опремата на вонредната состојба Елегија...
13812. Оправдување на технолошката шема за дезинфекција на отпадните води 291,22 KB
Главните загадувачи на отпадните води се физиолошките секрети на луѓето и животните, отпадот и отпадот што произлегува од миење храна, кујнски прибор, перење алишта, перење простории и полевање улици, како и технолошки загуби, отпад и отпад од индустриските претпријатија. Домаќинство и многу индустриски отпадни водисодржат значителни количини на органски материи
12917. Оправдување на проценките на потребните параметри и нивните грешки 160,34 KB
Нагласуваме дека утврдувањето систематски грешки не е задача на статистиката. Ќе претпоставиме дека проценката на соодветните параметри е добра доколку ги задоволува следните услови. Тој е ефикасен во смисла дека непристрасен проценител би имал најмала варијанса. Сè што знаеме е тоа.

Опкружени сме со разни предмети. Можеме да видиме дека тие се или цврсти, течности или гасови. Се поставуваат многу прашања за сè што не опкружува. Дава одговори на многу прашања молекуларна кинетичка теорија.

Молекуларната кинетичка теорија е збир на гледишта што се користат за опишување на забележливите и мерливи својства на супстанцијата врз основа на проучување на својствата на атомите и молекулите на дадена супстанција, нивната интеракција и движење.

Основни принципи на молекуларната кинетичка теорија

  • Сите тела се состојат од честички - атоми, молекули, јони.
  • Сите честички се во континуирано хаотично термичко движење.
  • Помеѓу честичките на кое било тело постојат сили на интеракција - привлекување и одбивање.

Така, во молекуларната кинетичка теорија, предмет на проучување е систем кој се состои од голем број честички - макросистем. Законите на механиката не се применливи за да се објасни однесувањето на таков систем. Затоа, главниот метод на истражување е статистички методпроучување на својствата на материјата.

За објаснување и предвидување на појавите, важно е да се знае Главните карактеристики на молекулите:

  1. Димензии

Проценката на големината на молекулата може да се направи како големина на коцка а која содржи една молекула, врз основа на густината на цврстите материи или течни материии масата на една молекула:

  1. Маса на молекули

Сооднос на маса на супстанција мна бројот на молекули Нво оваа супстанца:

  1. Релативна молекуларна тежина

Односот на масата на молекула (или атом) на дадена супстанција до 1/12 од масата на јаглеродниот атом:

  1. Количина на супстанција

Количината на супстанцијата е еднаква на односот на бројот на честички Нво тело (атоми - во атомска супстанција, молекули - во молекуларна супстанција) до бројот на молекули во еден мол од супстанцијата НА:

  1. Константа на Авогадро

Бројот на молекули содржани во 1 мол од супстанцијата.

  1. Моларна маса

Моларната маса на супстанцијата е маса на супстанција земена во количина од 1 мол.

ВО Меѓународен системединици во моларната маса на супстанцијата се изразува kg/mol.

  1. Интеракција (квантитативно врз основа на експерименти)

Интеракцијата на молекулите се карактеризира и со привлечност и со одбивност: на растојанија р 0 одбивноста доминира, на далечина r>r 0 – привлечност и брзо се намалува. На растојание р 0 систем од две молекули има минимална потенцијална енергија (силата на интеракцијата е нула) - ова е состојба на стабилна рамнотежа

Молекуларната кинетичка теорија овозможува да се разбере зошто супстанцијата може да постои во гасовити, течни и цврсти состојби. Од гледна точка на МКТ состојби на агрегацијасе разликуваат во вредноста на просечното растојание помеѓу молекулите и природата на движењето на молекулите во однос на едни со други.

Основните одредби на молекуларната кинетичка теорија беа постојано потврдени со различни физички експерименти. На пример, истражување:

А) Дифузија

Б) Брауново движење

Кратко резиме

Молекуларната кинетичка теорија ја објаснува структурата и својствата на телата врз основа на движењето и интеракцијата на атомите, молекулите и јоните. MCT се заснова на три позиции, кои се целосно потврдени експериментално и теоретски:

1) сите тела се состојат од честички - молекули, атоми, јони;

2) честичките се во континуирано хаотично термичко движење;

3) помеѓу честичките на кое било тело има сили на интеракција - привлекување и одбивање.

Молекуларната структура на супстанцијата се потврдува со директно набљудување на молекулите во електронски микроскопи, како и со растворање на цврсти материи во течности, компресибилност и пропустливост на супстанцијата. Термичко движење - Брауново движење и дифузија. Присуството на интермолекуларна интеракција со силата и еластичноста на цврстите материи, површински напонтечности.

Основни белешки за лекцијата:

Прашања за самоконтрола во блокот „Основни принципи на молекуларната кинетичка теорија и нивно експериментално оправдување“

  1. Формулирајте ги главните одредби на молекуларната кинетичка теорија.
  2. Кои набљудувања и експерименти ги потврдуваат главните одредби на молекуларната кинетичка теорија?
  3. Што е молекула? атом?
  4. Како се нарекува релативна молекуларна тежина? Која формула го изразува овој концепт?
  5. Како се нарекува количината на супстанцијата? Која формула го изразува овој концепт? Која е единицата за количина на супстанција?
  6. Како се нарекува константата на Авогадро?
  7. Колкава е моларната маса на супстанцијата? Која формула го изразува значењето на овој концепт? Која е единицата моларна маса?
  8. Која е природата на меѓумолекуларните сили?
  9. Какви својства имаат силите на молекуларната интеракција?
  10. Како силите на интеракцијата зависат од растојанието меѓу нив?
  11. Опишете ја природата на молекуларното движење во гасови, течности и цврсти материи.
  12. Каква е природата на пакувањето на честичките во гасови, течности и цврсти материи?
  13. Колкаво е просечното растојание помеѓу молекулите за гасови, течности и цврсти материи?
  14. Наведете ги основните својства на гасовите, течностите и цврстите материи.
  15. Што се нарекува Брауново движење?
  16. Што укажува Брауновото движење?
  17. Како се нарекува дифузија? Наведете примери за дифузија во гасови, течности и цврсти материи.
  18. 18. Како брзината на дифузија зависи од температурата на телата?

Молекуларна кинетичка теорија (МКТ)е доктрина која објаснува термички феномениво макроскопските тела и внатрешните својства на овие тела со движење и интеракција на атомите, молекулите и јоните од кои се составени телата. MCT структурата на материјата се заснова на три принципи:

  1. Материјата се состои од честички - молекули, атоми и јони. Составот на овие честички вклучува помали елементарни честички. Молекулата е најмалата стабилна честичка на дадена супстанција. Молекулата ги има основните хемиски својства на супстанцијата. Молекулата е граница на поделба на супстанцијата, односно најмалиот дел од супстанцијата што е способен да ги одржува својствата на оваа супстанција. Атомот е најмалата честичка на даден хемиски елемент.
  2. Честичките кои ја сочинуваат материјата се во континуирано хаотично (нередовно) движење.
  3. Честичките на материјата комуницираат едни со други - тие привлекуваат и одбиваат.

Овие основни одредби се потврдени експериментално и теоретски.

Состав на супстанцијата

Современите инструменти овозможуваат да се набљудуваат слики од поединечни атоми и молекули. Со помош на електронски микроскоп или јонски проектор (микроскоп), можете да сликате поединечни атоми и да ги процените нивните големини. Дијаметарот на кој било атом е од редот на d = 10 -8 cm (10 -10 m). Молекулите се поголеми од атомите. Бидејќи молекулите се составени од неколку атоми, колку е поголем бројот на атоми во молекулата, толку е поголема нејзината големина. Големините на молекулите се движат од 10 -8 cm (10 -10 m) до 10 -5 cm (10 -7 m).

Хаотично движење на честичките

Континуираното хаотично движење на честичките е потврдено со Брауново движење и дифузија. Случајното движење значи дека молекулите немаат претпочитани патеки и нивните движења имаат случајни насоки. Тоа значи дека сите насоки се подеднакво веројатни.

Дифузија(од латински дифузија - ширење, ширење) - феномен кога, како резултат на термичко движење на супстанцијата, се јавува спонтано продирање на една супстанција во друга (ако овие супстанции дојдат во контакт).

Меѓусебното мешање на супстанциите се јавува поради континуирано и случајно движење на атомите или молекулите (или други честички) на супстанцијата. Со текот на времето, длабочината на пенетрација на молекулите на една супстанција во друга се зголемува. Длабочината на пенетрација зависи од температурата: колку е повисока температурата, толку е поголема брзината на движење на честичките на супстанцијата и толку побрзо се случува дифузијата.

Дифузија е забележана во сите состојби на материјата - во гасови, течности и цврсти материи. Пример за дифузија во гасовите е ширењето на мириси во воздухот во отсуство на директно мешање. Дифузијата во цврсти материи обезбедува поврзување на металите при заварување, лемење, хромирање итн. Дифузијата се јавува многу побрзо кај гасовите и течностите отколку во цврстите материи.

Постоењето на стабилни течни и цврсти тела се објаснува со присуството на силите на интермолекуларната интеракција (сили на меѓусебно привлекување и одбивање). Истите причини ја објаснуваат малата компресибилност на течностите и способноста на цврстите материи да се спротивстават на деформациите на притисок и затегнување.

Силите на меѓумолекуларната интеракција се од електромагнетна природа - тие се сили од електрично потекло. Причината за ова е што молекулите и атомите се состојат од наелектризирани честички со спротивни знаци на полнежи - електрони и позитивно наелектризирани атомски јадра. Во принцип, молекулите се електрично неутрални. Од страна на електрични својствамолекулата приближно може да се смета како електричен дипол.

Силата на интеракција помеѓу молекулите има одредена зависност од растојанието помеѓу молекулите. Оваа зависност е прикажана на сл. 1.1. Овде се прикажани проекциите на силите на интеракција на права линија што минува низ центрите на молекулите.

Ориз. 1.1. Зависност на меѓумолекуларните сили од растојанието помеѓу атомите кои содејствуваат.

Како што гледаме, како што растојанието помеѓу молекулите r се намалува, силата на привлекување F r pr се зголемува (црвената линија на сликата). Како што веќе споменавме, силите на привлекување се сметаат за негативни, затоа, како што растојанието се намалува, кривата се спушта, односно во негативната зона на графикот.

Привлечните сили дејствуваат додека два атома или молекули се приближуваат еден кон друг, се додека растојанието r помеѓу центрите на молекулите е во пределот од 10 -9 m (2-3 молекуларни дијаметри). Како што се зголемува ова растојание, привлечните сили слабеат. Атрактивните сили се сили со краток дострел.

Каде а– коефициент во зависност од видот на привлечните сили и структурата на молекулите кои содејствуваат.

Со понатамошно приближување на атомите или молекулите на растојанија помеѓу центрите на молекулите од редот од 10 -10 m (ова растојание е споредливо со линеарните димензии на неорганските молекули), одбивни сили F r од (сина линија на сл. 1.1) се појавуваат. Овие сили се појавуваат поради меѓусебното одбивање на позитивно наелектризираните атоми во молекулата и се намалуваат со зголемувањето на растојанието r уште побрзо од привлечните сили (како што може да се види на графиконот - сината линија се стреми кон нула повеќе „стрмно“ од црвената ).

Каде б– коефициент во зависност од видот на одбивните сили и структурата на молекулите кои содејствуваат.

На растојание r = r 0 (ова растојание е приближно еднакво на збирот на радиусите на молекулите), привлечните сили ги балансираат одбивните сили, а проекцијата на добиената сила F r = 0. Оваа состојба одговара на повеќето стабилно распоредување на молекули во интеракција.

Генерално, добиената сила е:

За r > r 0, привлечноста на молекулите ја надминува одбивноста; за r< r 0 – отталкивание молекул превосходит их притяжение.

Зависноста на силите на интеракцијата помеѓу молекулите од растојанието меѓу нив квалитативно го објаснува молекуларниот механизам на појавата на еластичните сили во цврстите материи.

Кога цврсто тело се растегнува, честичките се оддалечуваат една од друга на растојанија што надминуваат r 0 . Во овој случај се појавуваат привлечни сили на молекулите кои ги враќаат честичките во првобитната положба.

Кога цврсто тело е компресирана, честичките се приближуваат една до друга на растојанија помали од растојанието r 0 . Ова доведува до зголемување на одбивните сили, кои ги враќаат честичките во првобитната положба и спречуваат понатамошна компресија.

Ако поместувањето на молекулите од рамнотежни позиции е мало, тогаш силите на интеракцијата растат линеарно со зголемување на поместувањето. На графиконот, овој сегмент е прикажан како дебела, светло зелена линија.

Затоа, при мали деформации (милиони пати поголеми од големината на молекулите), се задоволува Хуковиот закон, според кој еластичната сила е пропорционална на деформацијата. При големи поместувања, законот на Хук не се применува.

Дефиниција 1

Молекуларна кинетичка теоријае доктрина за структурата и својствата на материјата, заснована на идејата за постоење на атоми и молекули, како најмали честички на хемиски супстанции.

Основни принципи на молекуларната кинетичка теорија на молекулата:

  1. Сите супстанции можат да бидат во течна, цврста и гасовита состојба. Тие се формираат од честички кои се составени од атоми. Елементарните молекули можат да имаат комплексна структура, односно да има неколку атоми во својот состав. Молекулите и атомите се електрично неутрални честички кои, под одредени услови, добиваат дополнителни Електрично полнењеи стануваат позитивни или негативни јони.
  2. Атомите и молекулите се движат постојано.
  3. Честички со електрична природасилите комуницираат едни со други.

Главните одредби на ИКТ и нивните примери беа наведени погоре. Има мало гравитационо влијание помеѓу честичките.

Слика 3. 1 . 1 . Траекторија на Браунова честичка.

Дефиниција 2

Брауновото движење на молекулите и атомите го потврдува постоењето на основните принципи на молекуларната кинетичка теорија и експериментално го поткрепува. Ова термичко движење на честичките се случува со молекули суспендирани во течност или гас.

Експериментално поткрепување на главните одредби на молекуларната кинетичка теорија

Во 1827 година, Р. Браун го открил ова движење, кое било предизвикано од случајни удари и движења на молекулите. Бидејќи процесот се одвиваше хаотично, ударите не можеа да се балансираат меѓу себе. Оттука заклучокот е дека брзината на брауновата честичка не може да биде константна, таа постојано се менува, а насоченото движење е прикажано во форма на цик-цак, прикажано на слика 3. 1 . 1 .

А. Ајнштајн зборуваше за Брауновото движење во 1905 година. Неговата теорија беше потврдена во експериментите на Ј. Перин во 1908 - 1911 година.

Дефиниција 3

Последица на теоријата на Ајнштајн: офсет квадрат< r 2 >Брауновата честичка во однос на почетната позиција, просечно средена на многу Браунови честички, е пропорционална со времето на набљудување t.

Изразување< r 2 >= D t го објаснува законот за дифузија. Според теоријата, имаме дека D се зголемува монотоно со зголемување на температурата. Случајното движење е видливо во присуство на дифузија.

Дефиниција 4

Дифузија- ова е дефиниција за феноменот на пенетрација на две или повеќе супстанции кои контактираат една во друга.

Овој процес се случува брзо во хетероген гас. Благодарение на примерите на дифузија со различна густина, може да се добие хомогена смеса. Кога кислородот O2 и водородот H2 се во ист сад со преграда, кога се отстранува, гасовите почнуваат да се мешаат, формирајќи опасна смеса. Процесот е возможен кога водородот е на врвот, а кислородот е на дното.

Процесите на интерпенетрација се случуваат и во течности, но многу побавно. Ако раствориме цврста супстанца, шеќер, во вода, добиваме хомоген раствор, што е јасен пример за процесите на дифузија во течности. Во реални услови, мешањето во течности и гасови се маскира со брзи процеси на мешање, на пример, кога се јавуваат струи на конвекција.

Дифузијата на цврсти материи се карактеризира со нејзината бавна брзина. Ако површината на интеракцијата помеѓу металите е исчистена, можете да видите дека во текот на подолг временски период во секој од нив ќе се појават атоми на друг метал.

Дефиниција 5

Дифузијата и Брауновото движење се сметаат за поврзани феномени.

Кога честичките од двете супстанции меѓусебно продираат, движењето е случајно, односно се забележува хаотично термичко движење на молекулите.

Силите што дејствуваат помеѓу две молекули зависат од растојанието меѓу нив. Молекулите содржат позитивни и негативни полнежи. На големи растојанија преовладуваат силите на меѓумолекуларната привлечност, а на мали растојанија преовладуваат силите на одбивност.

Цртеж 3 . 1 . 2 ја покажува зависноста на добиената сила F и потенцијалната енергија E p на интеракцијата помеѓу молекулите од растојанието помеѓу нивните центри. На растојание r = r 0, силата на интеракцијата станува нула. Ова растојание конвенционално се зема како дијаметар на молекулата. Кога r = r 0 потенцијална енергијаинтеракцијата е минимална.

Дефиниција 6

За да поместите две молекули на растојание r 0, треба да комуницирате E 0, наречено врзувачка енергија или потенцијална длабочина на бунарот.

Слика 3. 1 . 2.Моќта на интеракцијата Фи потенцијална енергија на интеракцијаЕ р две молекули. F > 0-одбивна сила, Ф< 0 - сила на гравитација.

Бидејќи молекулите се мали по големина, едноставните монатомски не можат да бидат повеќе од 10 - 10 m. Сложените можат да достигнат големини стотици пати поголеми.

Дефиниција 7

Случајното хаотично движење на молекулите се нарекува термичко движење.

Како што се зголемува температурата, се зголемува кинетичката енергија на топлинското движење. При ниски температури, просечната кинетичка енергија, во повеќето случаи, се покажува како помала од вредностадлабочина на потенцијалниот бунар E 0 . Овој случај покажува дека молекулите течат во течност или солиднасо просечно растојание меѓу нив r 0 . Ако температурата се зголеми, тогаш просечната кинетичка енергија на молекулата надминува E 0, тогаш тие се разлетуваат и формираат гасовита супстанција.

Во цврстите тела, молекулите се движат случајно околу фиксирани центри, односно рамнотежни позиции. Тие можат да бидат распоредени во просторот на неправилен начин (во аморфни тела) или со формирање на подредени волуметриски структури (кристални тела).

Агрегатни состојби на супстанции

Слободата на термичко движење на молекулите е видлива во течностите, бидејќи тие не се врзани за центри, што овозможува движења низ целиот волумен. Ова ја објаснува неговата флуидност.

Дефиниција 8

Ако молекулите се наоѓаат блиску, тие можат да формираат подредени структури со неколку молекули. Овој феномен се нарекува редослед со краток дострел. Нарачка со долг дострелкарактеристика на кристалните тела.

Растојанието помеѓу молекулите во гасовите е многу поголемо, па активни силисе мали, а нивните движења одат по права линија, чекајќи го следниот судир. Вредноста од 10 – 8 m е просечното растојание помеѓу молекулите на воздухот во нормални услови. Бидејќи интеракцијата на силите е слаба, гасовите се шират и можат да го наполнат секој волумен на садот. Кога нивната интеракција се стреми кон нула, тие зборуваат за идеален гас.

Кинетички модел на идеален гас

Во μt, количината на супстанцијата се смета за пропорционална на бројот на честички.

Дефиниција 9

Крт- ова е количината на супстанција која содржи онолку честички (молекули) колку што има атоми во 0,012 kg јаглерод C 12. Јаглерод молекула се состои од еден атом. Следи дека 1 мол од супстанцијата има ист број на молекули. Овој бројповикани постојана Авогадро N A: N A = 6,02 ± 1023 mol – 1.

Формула за определување на количината на супстанција ν се запишува како сооднос N на бројот на честички со константата на Авогадро N A: ν = N N A .

Дефиниција 10

Маса од еден мол супстанцијасе нарекува моларна маса M. Таа е фиксирана во форма на формулата M = N A ċ m 0.

Изразот на моларната маса се врши во килограми по мол (kg/mol).

Дефиниција 11

Ако супстанцијата содржи еден атом, тогаш можеме да зборуваме за атомската маса на честичката. Единица на атом е 1 12 маси на јаглеродниот изотоп C 12, наречен единица за атомска масаи се пишува како ( А. јадете.): 1 а. e.m. = 1,66 ± 10 – 27 kg.

Оваа вредност се совпаѓа со масата на протонот и неутронот.

Дефиниција 12

Односот на масата на атом или молекула на дадена супстанција до 1 12 маса на јаглероден атом се вика релативна маса.

Доколку забележите грешка во текстот, означете ја и притиснете Ctrl+Enter