Hlavné ustanovenia mikropočítačového zdôvodnenia. Hlavné ustanovenia MKT a ich experimentálne zdôvodnenie. Množstvo látky. Avogadro konštanta

Molekulárno-kinetická teória je podložená Uveďme niekoľko dôkazov chaotického chaotického pohybu molekúl: túžba plynu obsadiť celý objem, ktorý je mu poskytnutý, šírenie zapáchajúceho plynu po miestnosti; b Brownov pohyb je náhodný pohyb najmenších častíc hmoty viditeľných v mikroskope, ktoré sú v suspenzii a nerozpustné v nej. Difúzia sa prejavuje vo všetkých telesách v plynoch, kvapalinách a pevných látkach, ale v rôznej miere. Difúziu v plynoch možno pozorovať, ak nádoba so zapáchajúcim ...

Zdieľajte prácu na sociálnych sieťach

Ak vám táto práca nevyhovuje, v spodnej časti stránky je zoznam podobných prác. Môžete tiež použiť tlačidlo vyhľadávania

EXPERIMENTÁLNE PODKLADANIE MOLEKULÁRNE KINETICKEJ TEÓRIE

Podľa molekulárnej kinetickej teórie sa všetky látky skladajú z najmenších častíc – molekúl. Molekuly sú v neustálom pohybe a navzájom sa ovplyvňujú. Molekula je najmenšia častica látky, ktorá má svoju vlastnú chemické vlastnosti. Molekuly pozostávajú z jednoduchších častíc - atómov chemických prvkov. Molekuly rôznych látok majú rôzne atómové zloženie.

Molekuly majú kinetickú energiu E príbuzný a zároveň potenciálnu energiu interakcie E pot . V plynnom stave E kin > E pot . V kvapalnom a pevnom skupenstve je kinetická energia častíc porovnateľná s energiou ich interakcie.

Tri hlavné ustanovenia Molekulárna kinetická teória:

1. Všetky látky sú zložené z molekúl, t.j. majú diskrétnu štruktúru, molekuly sú oddelené medzerami.

2. Molekuly sú v nepretržitom náhodnom (chaotickom) pohybe.

3. Medzi molekulami tela sú sily vzájomného pôsobenia.

Molekulárno-kinetická teória je podložená

Tu sú niektoré z dôkazov náhodného (chaotického) pohybu molekúl:

a) túžba plynu obsadiť celý objem, ktorý je mu poskytnutý (distribúcia zapáchajúceho plynu v miestnosti);

b) Brownov pohyb - náhodný pohyb najmenších častíc hmoty viditeľných v mikroskope, ktoré sú v suspenzii a nerozpustné v nej. K tomuto pohybu dochádza pod vplyvom chaotických dopadov molekúl obklopujúcich kvapalinu, ktoré sú v neustálom chaotickom pohybe;

c) difúzia - vzájomné prenikanie molekúl susedných látok. Počas difúzie molekuly jedného telesa, ktoré sú v nepretržitom pohybe, prenikajú do medzier medzi molekulami iného telesa, ktoré je s ním v kontakte, a šíria sa medzi nimi. Difúzia sa prejavuje vo všetkých telesách – v plynoch, kvapalinách a pevných látkach – avšak v rôznej miere.

1. Difúzia.

Difúziu v plynoch možno pozorovať, ak sa nádoba so zapáchajúcim plynom otvorí vo vnútri. Po chvíli sa plyn rozšíri po celej miestnosti.

Difúzia v kvapalinách je oveľa pomalšia ako v plynoch. Nalejme si napríklad do pohára roztok síranu meďnatého, potom veľmi opatrne dolejeme vrstvu vody a pohár necháme v miestnosti so stálou teplotou, kde sa netrasie. Po určitom čase pozorujeme zmiznutie ostrej hranice medzi vitriolom a vodou a po niekoľkých dňoch sa tekutiny premiešajú, napriek tomu, že hustota vitriolu je väčšia ako hustota vody. Tiež difunduje vodu s alkoholom a inými tekutinami.

Difúzia v pevných látkach je ešte pomalšia ako v kvapalinách (od niekoľkých hodín až po niekoľko rokov). Dá sa pozorovať iba v dobre pozemných telesách, keď sú vzdialenosti medzi povrchmi pozemných telies blízke vzdialenosti medzi molekulami (10-8 cm). V tomto prípade sa rýchlosť difúzie zvyšuje so zvyšujúcou sa teplotou a tlakom.

Dôkaz o silovej interakcii molekúl:

a) deformácia telies pod vplyvom sily;

b) konzervácia formy pevnými telesami;

c) povrchové napätie kvapalín a v dôsledku toho jav zmáčania a vzlínavosti.

Medzi molekulami sú príťažlivé aj odpudivé sily (obr. 1). Pri malých vzdialenostiach medzi molekulami prevládajú odpudivé sily. Keď sa vzdialenosť r medzi molekulami zväčšuje, príťažlivé aj odpudivé sily sa zmenšujú, pričom odpudivé sily klesajú rýchlejšie. Preto pre nejakú hodnotu r 0 (vzdialenosť medzi molekulami) sú sily príťažlivosti a odpudzovania vzájomne vyvážené.

Ryža. 1. Príťažlivé a odpudivé sily.

Ak súhlasíme s tým, že priradíme kladné znamienko odpudivým silám a záporné znamienko príťažlivým silám a vykonáme algebraické sčítanie odpudivých a príťažlivých síl, dostaneme graf znázornený na obrázku 2.

Ryža. 2. Algebraické sčítanie odpudivých a príťažlivých síl.

Ryža. 3. Závislosť potenciálnej energie interakcie molekúl od vzdialenosti medzi nimi.

Obrázok 3 znázorňuje graf závislosti potenciálnej energie interakcie molekúl od vzdialenosti medzi nimi. Vzdialenosť r 0 medzi molekulami zodpovedá minimu ich potenciálnej energie (obr. 3). Na zmenu vzdialenosti medzi molekulami v jednom alebo druhom smere je potrebné vynaložiť prácu proti prevládajúcim silám príťažlivosti alebo odpudzovania. Pri menších vzdialenostiach (obr. 2) krivka strmo stúpa; táto oblasť zodpovedá silnému odpudzovaniu molekúl (hlavne kvôli Coulombovmu odpudzovaniu približujúcich sa jadier). Molekuly sa priťahujú na veľké vzdialenosti.

Vzdialenosť r0 zodpovedá stabilnej rovnovážnej vzájomnej polohe molekúl. Obrázok 2 ukazuje, že keď sa vzdialenosť medzi molekulami zväčšuje, prevládajúce príťažlivé sily obnovujú rovnovážnu polohu a keď sa vzdialenosť medzi nimi zmenšuje, rovnováha je obnovená prevládajúcimi odpudivými silami.

Moderné experimentálne metódy fyziky (röntgenová difrakčná analýza, pozorovania elektrónovým mikroskopom a iné) umožnili pozorovať mikroštruktúru látok.

2. Avogadrove číslo.

Počet gramov látky, ktorý sa rovná molekulovej hmotnosti tejto látky, sa nazýva gram molekula alebo mol. Napríklad 2 g vodíka je gram molekuly vodíka; 32 gramov kyslíka tvorí grammolekulu kyslíka. Hmotnosť jedného mólu látky sa nazýva molárna hmotnosť tejto látky.

Označené podľa m . Pre vodík ; pre kyslík ; pre dusík atď.

Počet molekúl obsiahnutých v jednom mole rôznych látok je rovnaký a nazýva sa Avogadro číslo (N A).

Počet Avogadro je mimoriadne veľký. Aby ste pocítili jeho kolosálnosť, predstavte si, že do Čierneho mora bolo vysypaných niekoľko špendlíkových hlavičiek (každá s priemerom asi 1 mm), ktoré sa rovná Avogadrovmu číslu. Zároveň by sa ukázalo, že v Čiernom mori už nie je miesto pre vodu: bolo by naplnené nielen po okraj, ale aj veľkým prebytkom týchto špendlíkových hlavičiek. Avogadrumové množstvo špendlíkových hlavičiek by mohlo pokrývať oblasť rovnajúcu sa napríklad územiu Francúzska, s vrstvou hrubou asi 1 km. A také obrovské množstvo jednotlivých molekúl obsahuje iba 18 g vody; v 2 g vodíka atď.

Zistilo sa, že v 1 cm 3 akýkoľvek plyn za normálnych podmienok (t.j. pri 0 0 C a tlaku 760 mm. rt. čl.) obsahuje 2 710 19 molekúl.

Ak vezmeme počet tehál rovný tomuto číslu, potom by tieto tehly, tesne zbalené, pokryli povrch celej Zeme vrstvou vysokou 120 m. Kinetická teória plynov nám umožňuje vypočítať iba priemer voľná dráha molekuly plynu (t. j. priemerná vzdialenosť, ktorá prejde molekulou od zrážky po zrážku s inými molekulami) a priemer molekuly.

Uvádzame niektoré výsledky týchto výpočtov.

Látka	Voľná dĺžka cesty pri 760 mm Hg	Priemer molekuly
Vodík H2	1,12310 -5 cm	2,310 -8 cm
Kyslík O2	0,64710 -5 cm	2,910 -8 cm
dusík N2	0,59910 -5 cm	3,110 -8 cm

Priemery jednotlivých molekúl sú malé množstvá. Pri miliónovom zväčšení by molekuly v typografickom type tejto knihy mali veľkosť bodu. Označme m - hmotnosť plynu (akejkoľvek látky). Potom vzťahudáva počet mólov plynu.

Počet molekúl plynu n možno vyjadriť:

(1).

Počet molekúl na jednotku objemu n 0 sa bude rovnať:

(2) , kde: V je objem plynu.

Hmotnosť jednej molekuly m 0 možno určiť podľa vzorca:

(3) .

Relatívna hmotnosť molekuly m rel sa nazýva hodnota rovnajúca sa podielu absolútnej hmotnosti molekuly m 0 do 1/12 hmotnosti atómu uhlíka m oc.

(4), kde moc = 210 až 26 kg.

3. Rovnica ideálneho plynu a izoprocesy.

Pomocou stavovej rovnice ideálneho plynu je možné študovať procesy, pri ktorých hmotnosť plynu a jeden z troch parametrov – tlak, objem alebo teplota – zostávajú nezmenené. Kvantitatívne vzťahy medzi dvoma parametrami plynu pre pevnú hodnotu tretieho parametra sa nazývajú zákony plynu.

Procesy vyskytujúce sa pri konštantnej hodnote jedného z parametrov sa nazývajú izoprocesy (z gréckeho "isos" - rovný). Je pravda, že v skutočnosti žiadny proces nemôže pokračovať so striktne pevnou hodnotou akéhokoľvek parametra. Vždy existujú určité vplyvy, ktoré narúšajú stálosť teploty, tlaku alebo objemu. Len v laboratórnych podmienkach je možné udržať stálosť jedného alebo druhého parametra s dobrou presnosťou, ale v existujúcich technických zariadeniach a v prírode je to prakticky nemožné.

Izoproces je idealizovaný model reálneho procesu, ktorý sa realite iba približuje.

Proces zmeny stavu termodynamickej sústavy makroskopických telies pri konštantnej teplote sa nazýva izotermický.

Na udržanie konštantnej teploty plynu je potrebné, aby dokázal vymieňať teplo s veľkým systémom – termostatom. V opačnom prípade sa počas kompresie alebo expanzie zmení teplota plynu. Atmosférický vzduch môže slúžiť ako termostat, ak sa jeho teplota počas procesu výrazne nemení.

Podľa stavovej rovnice ideálneho plynu v akomkoľvek stave s konštantnou teplotou zostáva súčin tlaku plynu a jeho objemu konštantný: pV=konst pri T=konšt. Pre plyn danej hmotnosti je súčin tlaku plynu a jeho objemu konštantný, ak sa teplota plynu nemení.

Tento zákon experimentálne objavil anglický vedec R. Boiler (1627 - 1691) a o niečo neskôr francúzsky vedec E Mariotte (1620 -1684). Preto sa nazýva Boyleov-Mariottov zákon.

Boyleov zákon - Mariotte platí pre všetky plyny, ako aj ich zmesi, napríklad pre vzduch. Až pri tlakoch niekoľko stokrát väčších ako je atmosférický tlak sa odchýlka od tohto zákona stáva významnou.

Závislosť tlaku plynu od objemu pri konštantnej teplote je graficky znázornená krivkou nazývanou izoterma. Izoterma plynu znázorňuje inverzný vzťah medzi tlakom a objemom. Krivka tohto druhu sa v matematike nazýva hyperbola.

Rôzne konštantné teploty zodpovedajú rôznym izotermám. So stúpajúcou teplotou stúpa tlak podľa stavovej rovnice, ak V=konšt. Preto izoterma zodpovedajúca vyššej teplote T 2 , leží nad izotermou zodpovedajúcou nižšej teplote T 1 .

Za izotermický proces možno približne považovať proces pomalého stláčania vzduchu pri expanzii plynu pod piestom čerpadla pri jeho odčerpávaní z nádoby. Je pravda, že teplota plynu sa v tomto prípade mení, ale pri prvom priblížení môže byť táto zmena zanedbaná.

Proces zmeny stavu termodynamického systému pri konštantnom tlaku sa nazýva izobarický (z gréckeho "baros" - hmotnosť, ťažkosť).

Podľa rovnice v akomkoľvek stave plynu s konštantným tlakom zostáva pomer objemu plynu k jeho teplote konštantný: =konšt. pri p=konšt.

Pre plyn danej hmotnosti je pomer objemu k teplote konštantný, ak sa tlak plynu nemení.

Tento zákon experimentálne stanovil v roku 1802 francúzsky vedec J. Gay-Lussac (1778 - 1850) a nazýva sa Gay-Lussacov zákon.

Podľa rovnice objem plynu závisí lineárne od teploty pri konštantnom tlaku: V=konšt.T.

Táto závislosť je graficky znázornená priamkou, ktorá sa nazýva izobara. Rôzne tlaky zodpovedajú rôznym izobarám. So zvyšujúcim sa tlakom sa objem plynu pri konštantnej teplote zmenšuje podľa Boyleovho-Mariotteho zákona. Preto izobara zodpovedajúca vyššiemu tlaku p 2 , leží pod izobarou zodpovedajúcou nižšiemu tlaku p 1 .

Pri nízkych teplotách sa všetky izobary ideálneho plynu zbiehajú v bode T=0. To však neznamená, že objem skutočného plynu skutočne zmizne. Všetky plyny sa pri silnom ochladzovaní menia na kvapalinu a stavová rovnica neplatí pre kvapaliny.

Proces zmeny stavu termodynamického systému pri konštantnom objeme sa nazýva izochorický (z gréckeho "horema" - kapacita).

Zo stavovej rovnice vyplýva, že v akomkoľvek stave plynu s konštantným objemom zostáva pomer tlaku plynu k jeho teplote nezmenený: =konšt. pri V=konšt.

Pre plyn danej hmotnosti je pomer tlaku a teploty konštantný, ak sa objem nemení.

Tento plynový zákon založil v roku 1787 francúzsky fyzik J. Charles (1746 - 1823) a nazýva sa Karolov zákon. Podľa rovnice:

Konšt. pri V = konštantný tlak plynu lineárne závisí od teploty pri konštantnom objeme: p = konštantný T.

Táto závislosť je znázornená priamkou, nazývanou izochóra.

Rôzne objemy zodpovedajú rôznym izochóram. S nárastom objemu plynu pri konštantnej teplote jeho tlak podľa Boyle-Mariotteho zákona klesá. Preto izochóra zodpovedajúca väčšiemu objemu V 2 , leží pod izochórou zodpovedajúcou menšiemu objemu V 1 .

Podľa rovnice všetky izochóry začínajú v bode T=0.

Takže tlak ideálneho plynu pri absolútnej nule je nula.

Zvýšenie tlaku plynu v akejkoľvek nádobe alebo v žiarovke pri zahrievaní je izochorický proces. Izochorický proces sa používa v plynových termostatoch s konštantným objemom.

4. Teplota.

Akékoľvek makroskopické teleso alebo skupina makroskopických telies sa nazýva termodynamický systém.

Tepelná alebo termodynamická rovnováha je taký stav termodynamického systému, v ktorom všetky jeho makroskopické parametre zostávajú nezmenené: objem, tlak sa nemení, nedochádza k prenosu tepla, nedochádza k prechodom z jedného stav agregácie inému atď. Za konštantných vonkajších podmienok každý termodynamický systém spontánne prechádza do stavu tepelnej rovnováhy.

Teplota je fyzikálna veličina, ktorá charakterizuje stav tepelnej rovnováhy sústavy telies: všetky telesá sústavy, ktoré sú navzájom v tepelnej rovnováhe, majú rovnakú teplotu.

Teplota absolútnej nuly – hraničná teplota, pri ktorej musí byť tlak ideálneho plynu pri konštantnom objeme nulový alebo objem ideálneho plynu pri konštantnom tlaku rovný nule.

Teplomer - prístroj na meranie teploty. Teplomery sú zvyčajne kalibrované na stupnici Celzia: teplota kryštalizácie vody (topenie ľadu) zodpovedá 0 ° C, jej bod varu je 100 ° C.

Kelvin zaviedol absolútnu teplotnú stupnicu, podľa ktorej nulová teplota zodpovedá absolútnej nule, jednotka teploty na Kelvinovej stupnici sa rovná stupňom Celzia: [T] = 1 K (Kelvin).

Vzťah medzi teplotou v energetických jednotkách a teplotou v stupňoch Kelvina:

kde k \u003d 1,38 * 10 -23 J/K - Boltzmannova konštanta.

Vzťah medzi absolútnou stupnicou a stupnicou Celzia:

T = t + 273, kde t je teplota v stupňoch Celzia.

Priemerná kinetická energia náhodného pohybu molekúl plynu je úmerná absolútnej teplote:

Ak vezmeme do úvahy rovnosť (1), základnú rovnicu molekulárnej kinetickej teórie možno napísať takto: p = nkT.

Základné rovnice molekulárno-kinetickej teórie ideálneho plynu pre tlak.

Plyn sa nazýva ideálny, ak:

1) vlastný objem molekúl plynu je zanedbateľný v porovnaní s objemom nádoby;

2) medzi molekulami plynu nie sú žiadne interakčné sily;

3) zrážky molekúl plynu so stenami nádoby sú absolútne elastické.

Skutočné plyny (napríklad kyslík a hélium) v podmienkach blízkych normálu, ako aj pri nízkych tlakoch a vysokých teplotách sú blízke ideálnym plynom. Častice ideálneho plynu sa v intervaloch medzi zrážkami pohybujú rovnomerne a priamočiaro. Tlak plynu na steny nádoby možno považovať za sériu rýchlo nasledujúcich dopadov molekúl plynu na stenu. Pozrime sa, ako vypočítať tlak spôsobený jednotlivými nárazmi. Predstavme si, že na určitom povrchu dochádza k sérii samostatných a častých dopadov. Nájdite takú priemernú konštantnú silu , ktoré pôsobiace v čase t, počas ktorého sa vyskytli jednotlivé vplyvy, vyvolajú rovnaký účinok ako všetky tieto vplyvy vo svojom súhrne. V tomto prípade sa hybnosť tejto priemernej sily za čas t musí rovnať súčtu impulzov všetkých tých nárazov, ktoré povrch za tento čas dostal, t.j.

Kde t 1 , t 2 , t 3 ... t n - čas interakcie prvého, druhého, ..., n-té molekuly so stenou (t.j. trvanie nárazu); f 1, f 2, f 3 ... f n je sila nárazu molekúl na stenu. Z tohto vzorca vyplýva:

(7).

Priemerná tlaková sila spôsobená sériou jednotlivých nárazov na určitý povrch sa číselne rovná súčtu impulzov všetkých nárazov prijatých týmto povrchom za jednotku času sa nazýva izochóra.

5. Rýchlosti molekúl plynu.

Vzorec (12) možno zapísať takto:

(15), kde (hmotnosť plynu).

Z výrazu (15) vypočítame strednú štvorcovú rýchlosť molekúl plynu:

(16) .

S vedomím, že (R je univerzálna plynová konštanta; R = 8,31), získavame nové výrazy na určovanie .

(17) .

Experimentálne stanovenie rýchlostí pohybu molekúl striebra prvýkrát uskutočnil v roku 1920 Stern.

Ryža. 5. Sternov experiment.

Zo skleneného valca E sa odčerpával vzduch (obr. 5). Vo vnútri tohto valca bol umiestnený druhý valec D, ktorý mal s ním spoločnú os O. Pozdĺž tvoriacej priamky valca D bol výrez v tvare úzkej štrbiny C. Pozdĺž osi bol natiahnutý postriebrený platinový drôt. , cez ktorý by mohol prechádzať prúd. Súčasne sa drôt zahrieval a striebro z jeho povrchu sa zmenilo na paru. Molekuly pár striebra sa rozptýlili rôznymi smermi, niektoré z nich prešli štrbinou C valca D a na vnútornom povrchu valca E sa objavil nános striebra vo forme úzkeho pásika. Na obr. 5 je poloha strieborného pásika označená písmenom A.

Keď sa celý systém dal do veľmi rýchleho pohybu takým spôsobom, že osou otáčania bol drôt, potom sa pás A na valci E ukázal byť posunutý do strany, t.j. napríklad nie v bode A, ale v bode B. Stalo sa tak preto, lebo kým molekuly striebra leteli dráhou CA, bod A valca E sa stihol otočiť o vzdialenosť AB a molekuly striebra dopadli nie v bode A, ale v bode A. bod B.

Označme posun strieborného prúžku AB = d; polomer valca E až R, polomer valca D až r a počet otáčok celého systému za sekundu až n.

Za jednu otáčku systému prejde bod A na povrchu valca E dráhu rovnajúcu sa obvodu 2πR a za 1 sekundu prejde dráhu. Čas t, počas ktorého sa bod A posunul o vzdialenosť AB = d, sa bude rovnať:. Počas času t molekuly striebra preleteli vzdialenosť CA = R - r . Ich rýchlosť v možno nájsť ako prejdenú vzdialenosť vydelenú časom:alebo nahradením t dostaneme:.

Strieborný povlak na stene valca D sa ukázal ako rozmazaný, čo potvrdilo prítomnosť rôznych rýchlostí molekúl.Na základe skúseností bolo možné určiť najpravdepodobnejšiu rýchlosť v. ver čo zodpovedalo najväčšej hrúbke striebornej plakety.

Najpravdepodobnejšiu rýchlosť možno vypočítať pomocou vzorca, ktorý dal Maxwell:(18). Podľa Maxwellových výpočtov je aritmetická stredná rýchlosť molekúl: (19).

6. Stavová rovnica ideálneho plynu je Mendelejevova-Clapeyronova rovnica.

Zo základnej rovnice molekulárnej kinetickej teórie (vzorec (14) vyplýva Avogadrov zákon: rovnaké objemy nepodobných plynov za rovnakých podmienok (rovnaká teplota a rovnaký tlak) obsahujú rovnaký počet molekúl:(pre jeden plyn),(pre iný plyn).

Ak V1 = V2; Ti = T2; r 1 \u003d r 2, potom n 01 \u003d n 02.

Pripomeňme, že jednotkou množstva látky v sústave SI je molová (grammolekulová) hmotnosť m jeden mól látky sa nazýva molárna hmotnosť tejto látky. Počet molekúl obsiahnutých v jednom mole rôznych látok je rovnaký a nazýva sa Avogadro číslo (N A = 6,021023 1/mol).

Stavovú rovnicu ideálneho plynu napíšeme na jeden mól:, kde Vm - objem jedného mólu plynu;, kde Vm - objem jedného mólu plynu; (univerzálna plynová konštanta).

Nakoniec tu máme: (26).

Rovnica (26) sa nazýva Clapeyronova rovnica (pre jeden mól plynu). Za normálnych podmienok (p = 1,01310 5 Pa a T = 273,15 0 K) molárny objem akéhokoľvek plynu V m = 22,410-3 . Zo vzorca (26) určíme; .

Z rovnice (26) pre mól plynu možno prejsť k Mendelejevovej-Clapeyronovej rovnici pre akúkoľvek hmotnosť plynu m.

Postoj udáva počet mólov plynu. Ľavú a pravú časť nerovnosti (26) vynásobíme o.

Máme kde je objem plynu.

Poďme si konečne napísať: (27 ) . Rovnica (27) je Mendelejevova-Clapeyronova rovnica. Do tejto rovnice možno zaviesť hustotu plynu A .

Vo vzorci (27) nahradíme V a získame alebo .

7. Skúsené plynové zákony. Tlak zmesi ideálnych plynov (Daltonov zákon).

Empiricky, dávno pred príchodom molekulárno-kinetickej teórie bolo objavených množstvo zákonov, ktoré popisujú rovnovážne izoprocesy v ideálnom plyne. Izoproces je rovnovážny proces, pri ktorom sa jeden zo stavových parametrov nemení (je konštantný). Existujú izotermické (T = const), izobarické (p = const), izochorické (V = const) izoprocesy. Izotermický dej popisuje Boyleov-Mariottov zákon: „ak sa počas procesu hmotnosť a teplota ideálneho plynu nemení, potom súčin tlaku plynu a jeho objemu je konštantný PV = konšt (29). Grafický obrázok stavové rovnice sa nazývajú stavový diagram. V prípade izoprocesov sú stavové diagramy znázornené ako dvojrozmerné (ploché) krivky a nazývajú sa izotermy, izobary a izochory.

Izotermy zodpovedajúce dvom rôznym teplotám sú znázornené na obr. 6.

Ryža. 6. Izotermy zodpovedajúce dvom rôznym teplotám.

Izobarický proces popisuje Gay-Lussac zákon: „ak sa počas procesu tlak a hmotnosť ideálneho plynu nemení, potom je pomer objemu plynu k jeho absolútnej teplote konštantný:(30).

Izobary zodpovedajúce dvom rôznym tlakom sú znázornené na obr.7.

Ryža. 7. Izobary zodpovedajúce dvom rôznym tlakom.

Rovnica izobarického procesu môže byť napísaná inak:31), kde V 0 - objem plynu pri 0 0 °C; V t - objem plynu pri t 0 C; t je teplota plynu v stupňoch Celzia;α - koeficient objemovej rozťažnosti. Zo vzorca (31) vyplýva, že. Experimenty francúzskeho fyzika Gay-Lussaca (1802) ukázali, že koeficienty objemovej rozťažnosti všetkých druhov plynov sú rovnaké a, t.j. pri zahriatí na 1 0 Plyn C zväčší svoj objem o zlomok objemu, ktorý zaberal pri 0 0 C. Na obr. 8 je znázornený graf závislosti objemu plynu V t teplota t 0C.

Ryža. 8. Graf objemu plynu V t teplota t 0C.

Izochorický dej popisuje Charlesov zákon: „ak sa počas tohto procesu objem a hmotnosť ideálneho plynu nemení, potom je pomer tlaku plynu k jeho absolútnej teplote konštantný:

(32).

Izochory zodpovedajúce dvom rôznym objemom sú znázornené na obr. 9.

Ryža. 9. Izochory zodpovedajúce dvom rôznym objemom.

Rovnica izochorického procesu môže byť napísaná inak:(33), kde - tlak plynu pri S; - tlak plynu pri t; t je teplota plynu v stupňoch Celzia;- teplotný súčiniteľ tlaku. Zo vzorca (33) vyplýva, že. Pre všetky plyny a . Ak sa plyn zohreje naC (pri V=konšt.), potom sa tlak plynu zvýši očasť tlaku, ktorý mal, keďC. Obrázok 10 ukazuje graf tlaku plynu v závislosti od teploty t.

Ryža. 10. Graf tlaku plynu v závislosti od teploty t.

Ak budeme pokračovať v priamke AB, kým nepretne os x (bod), potom sa hodnota tejto úsečky určí zo vzorca (33), akrovnať nule.

;

Preto pri teplotetlak plynu by musel klesnúť na nulu, avšak pri takomto ochladzovaní si plyn neudrží svoje plynné skupenstvo, ale zmení sa na kvapalinu a dokonca aj na pevnú látku. Teplotasa nazýva absolútna nula.

V prípade mechanickej zmesi plynov, ktoré nevstupujú do chemické reakcie, tlak zmesi je tiež určený vzorcom, Kde (koncentrácia zmesisa rovná súčtu koncentrácií zložiek zmesi celkovo n - zložiek).

Daltonov zákon hovorí: Tlak zmesisa rovná súčtu parciálnych tlakov plynov tvoriacich zmes.. Tlak nazývané čiastočné. Parciálny tlak je tlak, ktorý by daný plyn vytvoril, keby sám obsadil nádobu, v ktorej sa zmes nachádza (v rovnakom množstve, v akom je obsiahnutý v zmesi).

BIBLIOGRAFIA

1. Brychkov Yu.A., Marichev O.I., Prudnikov A.P. Tabuľky neurčitých integrálov: Príručka. - M.: Nauka, 1986.

2. Kogan M.N. Dynamika riedeného plynu. M., Fizmatlit, 1999.

3. A. K. Kikoin, Molekulárna fyzika. M., Fizmatlit, 1976.

4. Sivukhin D.V. Všeobecný kurz fyziky, v. 2. Termodynamika a Molekulárna fyzika. M., Fizmatlit, 1989.

5. Kiryanov A.P., Korshunov S.M. Termodynamika a molekulová fyzika. Študentská pomôcka. Ed. Prednášal prof. PEKLO. Gladun. - M., "Osvietenie", 1977.

PAGE \* MERGEFORMAT 3

Ďalšie súvisiace diela, ktoré by vás mohli zaujímať.vshm>
13389.		Základy molekulárnej kinetickej teórie (MKT)	98,58 kB
	Všetky látky sú zložené z častíc molekúl atómov oddelených medzerami. Dôkaz: fotografie atómov a molekúl urobené elektrónovým mikroskopom; možnosť mechanického drvenia látky, rozpúšťanie látky vo vode, difúzia, stláčanie a expanzia plynov. Brownov pohyb malých cudzích častíc suspendovaných v kvapaline pôsobením nekompenzovaných nárazov molekúl.
8473.		Molekulárna kinetická teória (MKT)	170,1 kB
	Priemerná energia jednej molekuly Tlak plynu z pohľadu MKT Stavová rovnica ideálneho plynu Technická a termodynamická teplota Priťahovanie a odpudzovanie molekúl ideálneho plynu Podľa MKT sa každé tuhé kvapalné plynné teleso skladá z drobných izolovaných častíc nazývaných molekuly. Pri miernej zmene vzájomnej vzdialenosti medzi molekulami z r na rΔr interakčné sily fungujú Potenciálna energia ...
2278.		ELEMENTÁRNA MOLEKULÁRNE KINETICKÁ TEÓRIA PLYNU	35,23 kB
	sú vysvetlené, ak prijmeme nasledujúce ustanovenia molekulárnej kinetickej teórie štruktúry hmoty: 1. Všetky telesá pozostávajú z molekúl atómov alebo iónov. Atómy molekúl, z ktorých sa skladajú telá, sú v nepretržitom chaotickom pohybe, ktorý sa nazýva tepelný.
2649.		Molekulárna kinetická teória (MKT) ideálneho plynu	572,41 kB
	Molekulárno-kinetická teória MKT ideálneho plynu Plán Koncept ideálneho plynu. Vnútorná energia ideálneho plynu. Tlak plynu z hľadiska molekulárnej kinetickej teórie ideálneho plynu je základnou rovnicou molekulárnej kinetickej teórie. Stavová rovnica ideálneho plynu je Clapeyron-Mendelejevova rovnica.
21064.		IDENTIFIKÁCIA KULTÚR ZBERU BAKTÉRIÍ MODERNÝMI HROMADNOSPEKTROMETRICKÝMI A MOLEKULÁRNYMI GENETICKÝMI METÓDAMI	917,68 kB
	Izolovali sa čisté kultúry mikroorganizmov, stanovili sa morfologické a kultúrne charakteristiky. Uskutočnila sa identifikácia pomocou MALDI-MS a PCR, po ktorej nasledovalo sekvenovanie nukleotidových sekvencií 16S rRNA génových fragmentov.
12050.		Sada činidiel pre molekulárno-genetickú diagnostiku monoklonálnych a polyklonálnych B-bunkových populácií lymfocytov pomocou polymerázovej reťazovej reakcie (LYMPHOCLONE)	17,25 kB
	Bola vytvorená sada činidiel pre molekulárno-genetickú diagnostiku monoklonálnych a polyklonálnych B-bunkových populácií lymfocytov polymerázovou reťazovou reakciou LYMPHOCLONE. Reagenčná súprava LYMPHOCLONE je určená na diferenciálnu diagnostiku monoklonálnych a polyklonálnych B-bunkových populácií lymfocytov v bioptickom materiáli parafínových tkanivových rezov polymerázovou reťazovou reakciou s detekciou produktov amplifikácie vertikálnou elektroforézou v akrylamidovom géli. Súprava je určená len na diagnostické použitie in vitro.
21333.		Biochemické zdôvodnenie bedmintonu	36,73 kB
	Úvod Berme bedminton ako šport, ktorý vyžaduje, aby športovec vynaložil veľké množstvo sily a energie, schopný okamžite zmobilizovať svoje telo k skokom, hýbať silnými údermi a vedieť sa uvoľniť. krátky čas uvoľnite napätie a okamžite sa spojte, aby ste mohli pokračovať v hre. Pre trénerov a športovcov je potrebné poznať a brať do úvahy tie chemické procesy, ktoré sa vyskytujú v tele športovca počas tréningov, hier a súťaží pri identifikácii výkonnosti športovcov v optimálnom režime ich ...
21845.		Zdôvodnenie ceny produktov spoločnosti	131,66 kB
	Charakteristika podniku Súkromný podnik Elegiya Druhy činností výroba kovových dlaždíc. Táto drážka chráni strechu pred zatekaním vody z vonkajšej strany a odbremení kupujúceho kovovej škridly od nákupu hydrozábrany.Hydrozábrana je polymérová fólia, ktorá sa položí pod kovovú škridlu. To všetko znižuje náklady na výrobu kovových dlaždíc. kovové obklady na zariadení núdzového stavu Elegiya...
13812.		Zdôvodnenie technologickej schémy dezinfekcie odpadových vôd	291,22 kB
	Hlavnými znečisťujúcimi látkami odpadových vôd sú fyziologické výlučky ľudí a zvierat, odpady a odpady z umývania potravín, kuchynského náčinia, práčovne, umyvární a polievania ulíc, ako aj technologické straty, odpady a odpady z priemyselných podnikov. Domáce a mnohé priemyselné odpadové vody obsahujú značné množstvo organických látok.
12917.		Zdôvodnenie odhadov požadovaných parametrov a ich chýb	160,34 kB
	Zdôrazňujeme, že určovanie systematických chýb nie je úlohou štatistiky. Budeme predpokladať, že odhad zodpovedajúcich parametrov je dobrý, ak spĺňa nasledujúce podmienky. Je efektívny v tom zmysle, že nezaujatý odhad by mal najmenší rozptyl. Je známe len to.

Lekcia 1

Téma: Hlavné ustanovenia molekulárnej kinetickej teórie a ich experimentálne zdôvodnenie

Ciele: oboznámiť študentov s hlavnými ustanoveniami molekulárnej kinetickej teórie a ich experimentálnymi potvrdeniami, s veličinami, ktoré charakterizujú molekuly (veľkosť a hmotnosť molekúl, látkové množstvo, Avogadrova konštanta) a metódami ich merania; rozvíjať pozornosť, logické myslenie žiakov, pestovať svedomitý postoj k výchovnej práci

Typ lekcie: lekciu osvojovania si nových vedomostí

Počas vyučovania

Organizovanie času

Stanovenie cieľa lekcie

Prezentácia nového materiálu

Molekulárno-kinetická teória vznikla v 19. storočí. s cieľom vysvetliť štruktúru a vlastnosti hmoty na základe myšlienky, že hmota sa skladá z drobných častíc – molekúl, ktoré sa neustále pohybujú a navzájom na seba pôsobia. Táto teória dosiahla osobitný úspech pri vysvetľovaní vlastností plynov.

Molekulárna kinetická teória nazývaná doktrína, ktorá vysvetľuje štruktúru a vlastnosti telies pohybom a interakciou častíc, ktoré tvoria

telo.

IKT je založené na troch kľúčových princípoch:

všetky látky sú tvorené molekulami;

molekuly sú v nepretržitom chaotickom pohybe;

molekuly medzi sebou interagujú.

Predpoklad o molekulárnej štruktúre látky sa potvrdil len nepriamo. Hlavné ustanovenia MCT plynov boli v dobrej zhode s experimentom. Dnes už technológia dosiahla úroveň, na ktorej je možné vidieť aj jednotlivé atómy. Je celkom jednoduché overiť existenciu molekúl a odhadnúť ich veľkosť.

Položte kvapku oleja na hladinu vody. Olejová škvrna sa rozšíri po povrchu vody, ale plocha olejového filmu nemôže prekročiť určitú hodnotu. Je prirodzené predpokladať, že maximálna plocha filmu zodpovedá olejovej vrstve s hrúbkou jednej molekuly.

Uistiť sa, že sa molekuly pohybujú, je celkom jednoduché: ak kvapnete kvapku parfumu na jeden koniec miestnosti, za pár sekúnd sa táto vôňa rozšíri po celej miestnosti. Vo vzduchu okolo nás sa molekuly pohybujú rýchlosťou delostreleckých granátov – stovky metrov za sekundu. Úžasnou vlastnosťou pohybu molekúl je, že sa nikdy nezastaví. V tomto sa pohyb molekúl výrazne líši od pohybu predmetov, ktoré nás obklopujú: koniec koncov, mechanický pohyb sa nevyhnutne zastaví v dôsledku trenia.

Na začiatku XIX storočia. Anglický botanik Brown, ktorý mikroskopom pozoroval peľové častice suspendované vo vode, si všimol, že tieto častice sú vo „večnom tanci“. Dôvod takzvaného „Brownovho pohybu“ bol pochopený až 56 rokov po jeho objavení: jednotlivé dopady molekúl kvapaliny na časticu sa navzájom nekompenzujú, ak je táto častica dostatočne malá. Odvtedy sa Brownov pohyb považuje za jasné experimentálne potvrdenie pohybu molekúl.

Ak by sa molekuly k sebe nepriťahovali, neexistovali by ani kvapaliny, ani pevné látky – jednoducho by sa rozpadli na samostatné molekuly. Na druhej strane, ak by boli molekuly iba priťahované, zmenili by sa na mimoriadne husté zrazeniny a molekuly plynu, ktoré by narážali na steny nádoby, by sa k nim prilepili. Interakcia molekúl má elektrický charakter. Hoci sú molekuly ako celok elektricky neutrálne, rozloženie kladných a záporných elektrických nábojov v nich je také, že na veľké vzdialenosti (v porovnaní s veľkosťou samotných molekúl) sa molekuly priťahujú a na krátke sa odpudzujú. Skúste pretrhnúť oceľové alebo nylonové vlákno s priemerom 1 mm2. Je nepravdepodobné, že sa to podarí, aj keď vynaložíte maximálne úsilie a v skutočnosti úsiliu vášho tela odporujú sily príťažlivosti molekúl v malej časti vlákna.

Parametre plynu spojené s jednotlivými charakteristikami molekúl, z ktorých pozostáva, sa nazývajú mikroskopické parametre(hmotnosť molekúl, ich rýchlosť, koncentrácia).

Parametre, ktoré charakterizujú stav makroskopických telies, sa nazývajú makroskopické parametre (objem, tlak, teplota).

Hlavnou úlohou MKT je stanoviť vzťah medzi mikroskopickými a makroskopickými parametrami látky, na základe toho nájsť stavovú rovnicu danej látky.

Napríklad, ak poznáme hmotnosti molekúl, ich priemerné rýchlosti a koncentrácie, je možné nájsť objem, tlak a teplotu daného množstva plynu, ako aj určiť tlak plynu prostredníctvom jeho objemu a teploty.

Zvyčajne je konštrukcia akejkoľvek teórie založená na metóde modelov, ktorá spočíva v tom, že namiesto skutočného fyzického objektu alebo javu sa uvažuje jeho zjednodušený model. MKT plynov používa model ideálneho plynu.

Z hľadiska molekulárnych konceptov sa plyny skladajú z atómov a molekúl, ktorých vzdialenosti sú oveľa väčšie ako ich veľkosti. Výsledkom je, že sily interakcie medzi molekulami plynu prakticky chýbajú. K interakcii medzi nimi v skutočnosti dochádza len pri ich kolíziách.

Keďže interakcia molekúl ideálneho plynu je redukovaná len na krátkodobé zrážky a veľkosti molekúl neovplyvňujú tlak a teplotu plynu, môžeme predpokladať, že

Ideálny plyn je toto je model plynu, ktorý zanedbáva veľkosť molekúl a ich interakciu; molekuly takéhoto plynu sú vo voľnom náhodnom pohybe, niekedy sa zrážajú s inými molekulami alebo stenami nádoby, v ktorej sa nachádzajú.

Skutočné riedke plyny sa správajú ako ideálny plyn.

Približný odhad veľkosti molekúl možno získať z experimentov, ktoré uskutočnili nemecký fyzik Roentgen a anglický fyzik Rayleigh. Kvapka oleja sa rozprestrie na hladine vody a vytvorí tenký film s hrúbkou len jednej molekuly. Je ľahké určiť hrúbku tejto vrstvy a tým odhadnúť veľkosť molekuly oleja. V súčasnosti existuje množstvo metód na určenie veľkosti molekúl a atómov. Napríklad lineárne rozmery molekúl kyslíka sú 3 10 -10 m, vody - asi 2,6 10 -10 m. Charakteristická dĺžka vo svete molekúl je teda 10 -10 m. Ak sa molekula vody zväčší na veľkosť jablka, potom sa jablko samo stane priemerom zemegule.

V minulom storočí taliansky vedec Avogadro objavil úžasný fakt: ak dva rôzne plyny zaberajú nádoby rovnakého objemu pri rovnakých teplotách a tlakoch, potom každá nádoba obsahuje rovnaký počet molekúl. Všimnite si, že hmotnosti plynov sa v tomto prípade môžu značne líšiť: ak je napríklad vodík v jednej nádobe a kyslík v druhej, potom je hmotnosť kyslíka 16-krát väčšia ako hmotnosť vodíka.

To znamená. Že niektoré a dosť dôležité vlastnosti telesa sú určené počtom molekúl v tomto tele: počet molekúl sa ukazuje byť ešte dôležitejší ako hmotnosť.

Fyzikálna veličina, ktorá určuje počet molekúl v danom tele sa nazýva množstvo hmoty a je označený. Jednotkou množstva látky je mol.

Keďže hmotnosti jednotlivých molekúl sa navzájom líšia, rovnaké množstvá rôznych látok majú rôzne hmotnosti.

1 mol - je množstvo látky, ktoré obsahuje toľko molekúl, koľko je atómov uhlíka v 0,012 kg uhlíka.

Hmotnosti jednotlivých molekúl sú veľmi malé. Preto je vhodné pri výpočtoch používať nie absolútne, ale relatívne hodnoty hmotnosti. Podľa medzinárodnej dohody sa hmotnosti všetkých atómov a molekúl porovnávajú s 1/12 hmotnosti atómu uhlíka. hlavný dôvod taká voľba je, že uhlík je obsiahnutý vo veľkom množstve rôznych chemických zlúčenín.

Relatívna molekulová (alebo atómová) hmotnosť látky M je pomer hmotnosti molekuly (alebo atómu)m 0 daná látka 1 / 12 hmotnosti atómu uhlíka:

M G =

m r - hmotnosť molekuly danej látky;

m a (C) je hmotnosť atómu uhlíka 12C.

Napríklad relatívna atómová hmotnosť uhlíka je 12, atómová hmotnosť vodného potrubia je 1. Relatívna molekulová hmotnosť vodného potrubia je 2, pretože molekula vodíka pozostáva z dvoch atómov.

Pohodlie výberu mólu ako jednotky na meranie množstva látky je spôsobené skutočnosťou, že hmotnosť jedného mólu látky v gramoch sa číselne rovná jej relatívnej molekulovej hmotnosti.

Masa m telo je úmerné množstvu hmoty obsiahnuté v tomto tele. Preto pomer charakterizuje látku, z ktorej sa skladá uh to teleso: čím „ťažšie“ molekuly látky, tým väčší je tento pomer.

Pomer hmotnosti látky m na množstvo hmoty volalmolárna hmota a označuje sa M:

M =

Ak v tomto vzorci vezmeme =1, dostaneme, že molárna hmotnosť látky sa číselne rovná hmotnosti jedného mólu tejto látky. Napríklad hmotnosť vodíka je

2
= 210-3
.

1
- jednotka molárna hmota v SI.

Hmotnosť hmoty m = M .

Počet N molekúl obsiahnutých v tele je priamo úmerný počtu

látka obsiahnutá v tomto tele.

Faktor úmernosti je konštantná hodnota a nazýva sakonštantný Avogadro N A

Z toho vyplýva, že Avogadrova konštanta sa číselne rovná počtu molekúl v 1 mole.

Hlavné výsledky.

Otázky pre študentov:

Dokážte, že všetky telá sa skladajú z malých častíc.

Uveďte fakty preukazujúce deliteľnosť látok.

Aký je fenomén difúzie?

Čo je podstatou Brownovho pohybu?

Aké fakty dokazujú, že medzi molekulami pevných a tekutých telies pôsobia príťažlivé a odpudivé sily?

Aká je relatívna atómová hmotnosť kyslíka? molekuly vody? Molekuly oxidu uhličitého?

4. Domáca úloha:

Molekulárno-kinetická teória je oblasť fyziky, ktorá študuje vlastnosti rôznych stavov hmoty na základe koncepcie existencie molekúl a atómov ako najmenších častíc hmoty. IKT sú založené na troch hlavných princípoch:

1. Všetky látky pozostávajú z najmenších častíc: molekúl, atómov alebo iónov.

2. Tieto častice sú v nepretržitom chaotickom pohybe, ktorého rýchlosť určuje teplotu látky.

3. Medzi časticami pôsobia sily príťažlivosti a odpudzovania, ktorých povaha závisí od vzdialenosti medzi nimi.

zmáčanie niektorých pevných látok, procesy farbenia, lepenia, udržiavania tvaru pevných látok a mnohé ďalšie naznačujú existenciu príťažlivých a odpudzujúcich síl medzi molekulami. Fenomén difúzie – schopnosť molekúl jednej látky prenikať do medzier medzi molekulami druhej – tiež potvrdzuje základné ustanovenia MKT. Fenomén difúzie vysvetľuje napríklad šírenie pachov, miešanie nepodobných kvapalín, proces rozpúšťania pevných látok v kvapalinách, zváranie kovov ich tavením alebo tlakom. Potvrdením nepretržitého chaotického pohybu molekúl je aj Brownov pohyb – nepretržitý chaotický pohyb mikroskopických častíc, ktoré sú nerozpustné v kvapaline.

Pohyb Brownových častíc sa vysvetľuje chaotickým pohybom častíc tekutiny, ktoré sa zrážajú s mikroskopickými časticami a uvádzajú ich do pohybu. Experimentálne bolo dokázané, že rýchlosť Brownových častíc závisí od teploty kvapaliny. Teóriu Brownovho pohybu vypracoval A. Einstein. Zákony pohybu častíc sú štatistického, pravdepodobnostného charakteru. Existuje len jeden známy spôsob, ako znížiť intenzitu Brownovho pohybu – zníženie teploty. Existencia Brownovho pohybu presvedčivo potvrdzuje pohyb molekúl.

Každá látka sa skladá z častíc, takže množstvo hmoty považovaný za úmerný počtu častíc, t.j. štruktúrnych prvkov obsiahnutých v tele, v.

Jednotkou množstva látky je mol.Krtko- je to množstvo látky obsahujúcej toľko štruktúrnych prvkov akejkoľvek látky, koľko je atómov v 12 g uhlíka C 12. Pomer počtu molekúl látky k množstvu látky sa nazýva konštantný Avogadro:

n a= N/ v. na = 6,02 10 23 Krtko -1 .

Avogadrova konštanta ukazuje, koľko atómov a molekúl je obsiahnutých v jednom mole látky. molárna hmota nazývané množstvo rovnajúce sa pomeru hmotnosti látky k množstvu látky:

M = m/ v.

Molárna hmotnosť je vyjadrená v kg/mol. Keď poznáte molárnu hmotnosť, môžete vypočítať hmotnosť jednej molekuly:

m 0 = m/N = m/vN A= M/ N A

Priemerná hmotnosť molekúl sa zvyčajne určuje chemickými metódami, Avogadrova konštanta bola s vysokou presnosťou stanovená niekoľkými fyzikálnymi metódami. Hmotnosti molekúl a atómov sa určujú so značnou presnosťou pomocou hmotnostného spektrografu.

Hmotnosti molekúl sú veľmi malé. Napríklad hmotnosť molekuly vody: t = 29,9 10 -27 kg.

Molárna hmotnosť súvisí s relatívnou molekulovou hmotnosťou Mr. Relatívna molárna hmotnosť je hodnota rovnajúca sa pomeru hmotnosti molekuly danej látky k 1/12 hmotnosti atómu uhlíka C 12. Ak je známy chemický vzorec látky, potom pomocou periodickej tabuľky možno určiť jej relatívnu hmotnosť, ktorá pri vyjadrení v kilogramoch ukazuje veľkosť molárnej hmotnosti tejto látky.

1. Všetky látky pozostávajú z najmenších častíc: molekúl, atómov alebo iónov.

2. Tieto častice sú v nepretržitom chaotickom pohybe, ktorého rýchlosť určuje teplotu látky.

3. Medzi časticami pôsobia sily príťažlivosti a odpudzovania, ktorých povaha závisí od vzdialenosti medzi nimi.

Hlavné ustanovenia MKT sú potvrdené mnohými experimentálnymi faktami. Existencia molekúl, atómov a iónov bola dokázaná experimentálne, molekuly boli dostatočne preštudované a dokonca odfotografované pomocou elektrónových mikroskopov. Schopnosť plynov neobmedzene expandovať a zaberať celý objem, ktorý im je poskytnutý, sa vysvetľuje neustálym chaotickým pohybom molekúl. Elasticita plynov, pevných látok a kvapalín, schopnosť kvapalín zmáčať niektoré pevné látky, procesy farbenia, lepenia, udržiavania tvaru pevných látok a mnohé ďalšie naznačujú existenciu príťažlivých a odpudzujúcich síl medzi molekulami. Fenomén difúzie – schopnosť molekúl jednej látky prenikať do medzier medzi molekulami druhej – tiež potvrdzuje základné ustanovenia MKT. Fenomén difúzie vysvetľuje napríklad šírenie pachov, miešanie nepodobných kvapalín, proces rozpúšťania pevných látok v kvapalinách, zváranie kovov ich tavením alebo tlakom. Potvrdením nepretržitého chaotického pohybu molekúl je aj Brownov pohyb – nepretržitý chaotický pohyb mikroskopických častíc, ktoré sú nerozpustné v kvapaline.

Akákoľvek látka pozostáva z častíc, preto sa množstvo látky v považuje za úmerné počtu častíc, t. j. štrukturálnych prvkov obsiahnutých v tele.

Jednotkou množstva látky je mol. Mol je množstvo látky, ktoré obsahuje toľko štruktúrnych prvkov akejkoľvek látky, koľko je atómov v 12 g uhlíka C12. Pomer počtu molekúl látky k množstvu látky sa nazýva Avogadrova konštanta:

Avogadrova konštanta ukazuje, koľko atómov a molekúl je obsiahnutých v jednom mole látky. Molová hmotnosť - hmotnosť jedného mólu látky, ktorá sa rovná pomeru hmotnosti látky k množstvu látky:

Molárna hmotnosť je vyjadrená v kg/mol. Keď poznáte molárnu hmotnosť, môžete vypočítať hmotnosť jednej molekuly:

Molárna hmotnosť súvisí s relatívnou molekulovou hmotnosťou Mg. Relatívna molekulová hmotnosť je hodnota rovnajúca sa pomeru hmotnosti molekuly danej látky k 1/12 hmotnosti atómu uhlíka C12. Ak je známy chemický vzorec látky, potom jej relatívnu hmotnosť možno určiť pomocou periodickej tabuľky, ktorá pri vyjadrení v kilogramoch ukazuje veľkosť molárnej hmotnosti tejto látky.

Molekulárno-kinetická teória štruktúry hmoty je založená na troch tvrdeniach:

hmota sa skladá z častíc;
častice sa pohybujú náhodne;
častice na seba vzájomne pôsobia.

Každé tvrdenie je prísne dokázané experimentmi.

Objem V olejovej vrstvy sa rovná súčinu jej povrchovej plochy S a hrúbky d vrstvy, t.j. V=S*d/ Preto veľkosť molekuly olivový olej rovná sa:

Priemer molekuly vody je približne 3 10 cm . Za predpokladu, že každá molekula vody v husto zbalených molekulách zaberá objem približne 3*10 8 cm 3 , počet molekúl v kvapke zistíte vydelením objemu kvapky 1 cm 3 na objem na molekulu:

HMOTNOSŤ MOLEKÚL. MNOŽSTVO LÁTKY.

Hmotnosť atómov a molekúl sa výrazne líši. Aké veličiny sú vhodné na ich charakterizáciu? Ako určiť počet atómov v akomkoľvek makroskopickom telese?

Objaví sa nová veličina – množstvo hmoty.

Hmotnosť molekuly vody. Hmotnosti jednotlivých molekúl a atómov sú veľmi malé. Napríklad v 1 g voda obsahuje 3,7 * 10 22 molekúl. Hmotnosť jednej molekuly vody (H 2 O) je teda:

Pretože hmotnosti molekúl sú veľmi malé, je vhodné použiť vo výpočtoch nie absolútne hodnoty hmotností, ale relatívne. Na základe medzinárodnej dohody sa hmotnosti všetkých atómov a molekúl porovnávajú s hmotnosťami atómu uhlíka (tzv. uhlíková stupnica atómových hmotností).

Relatívna molekulová (alebo atómová) hmotnosť látky M r . pomer hmotnosti molekuly (alebo atómu) m 0 danej látky k hmotnosti atómu uhlíka m os:

Množstvo hmoty najprirodzenejšie by bolo merať ho počtom molekúl alebo atómov v tele. Ale počet molekúl v akomkoľvek makroskopickom tele je taký veľký, že pri výpočtoch sa nepoužíva absolútny počet molekúl, ale relatívny počet.

V medzinárodnom systéme jednotiek sa množstvo látky vyjadruje v móloch.

Jeden mol je množstvo látky, ktoré obsahuje toľko molekúl alebo atómov, koľko je atómov v 0,012 kg uhlíka.

To znamená, že 1 mol akejkoľvek látky obsahuje rovnaký počet atómov alebo molekúl. Tento počet atómov je N A a nazýva sa Avogadrovou konštantou na počesť talianskeho vedca (devätnáste storočie).

N A - Avogadro konštanta.

Na určenie Avogadrovej konštanty musíte nájsť hmotnosť jedného atómu uhlíka. Hrubý odhad hmotnosti je možné urobiť rovnakým spôsobom, ako sa to urobilo vyššie pre hmotnosť molekuly vody (najpresnejšie metódy sú založené na vychyľovaní iónových lúčov elektromagnetickým poľom).

Vysvetlenie Brownovho pohybu.

Brownov pohyb možno vysvetliť iba na základe molekulárno-kinetickej teórie. Dôvodom Brownovho pohybu častice je, že dopady molekúl kvapaliny na časticu sa navzájom nerušia. Keď sa molekuly pohybujú náhodne, impulzy, ktoré vysielajú na Brownovu časticu, napríklad zľava a sprava, nie sú rovnaké, preto výsledná tlaková sila molekúl kvapaliny na Brownovu časticu je nenulová, čo spôsobuje zmenu jej pohybu.

plynov sa ľahko stlačia, čím sa zníži priemerná vzdialenosť

medzi molekulami, ale molekuly sa navzájom nestláčajú. Objem nádoby je desaťtisíckrát väčší ako objem

jeho molekuly. Plyny sa ľahko stlačia to znižuje priemernú vzdialenosť medzi molekulami, ale molekuly sa navzájom nestláčajú.

Molekuly s obrovskou rýchlosťou - stovky metrov za sekundu - sa pohybujú vo vesmíre. Pri zrážke sa od seba odrazia rôznymi smermi ako biliardové gule. Slabé príťažlivé sily molekúl plynu ich nedokážu udržať blízko seba. Preto plyny môžu neobmedzene expandovať. Nezachovávajú si tvar ani objem. Početné dopady molekúl na steny nádoby vytvárajú tlak plynu.