Teoria molecular-cinetică este fundamentată Să dăm câteva dintre dovezile mișcării haotice haotice a moleculelor: dorința gazului de a ocupa întregul volum care îi este prevăzut, răspândirea gazului mirositor în toată încăperea; b Mișcarea browniană este mișcarea aleatorie a celor mai mici particule de materie vizibile la microscop care sunt în suspensie și insolubile în acesta. Difuzia se manifestă în toate corpurile în gaze, lichide și solide ah, dar în diferite grade. Difuzia în gaze poate fi observată dacă un vas cu miros...

Dacă această lucrare nu vă convine, există o listă de lucrări similare în partea de jos a paginii. De asemenea, puteți utiliza butonul de căutare

FUNDAMENTAREA EXPERIMENTALĂ A TEORIEI MOLECULAR-CINETICĂ

După moleculară teoria cinetică Toate substanțele sunt formate din particule minuscule numite molecule. Moleculele sunt în continuă mișcare și interacționează între ele. O moleculă este cea mai mică particulă dintr-o substanță care are propria sa proprietăți chimice. Moleculele constau din particule mai simple - atomi de elemente chimice. molecule diverse substanțe au compoziție atomică diferită.

Moleculele au energie cinetică E kin și în același timp energia potențială a interacțiunii E transpirație . În stare gazoasă E kin > E sudoare . în stare lichidă și solidă energie kinetică particulele este comparabilă cu energia interacțiunii lor.

Trei prevederi principale Teoria cinetică moleculară:

1. Toate substanțele sunt compuse din molecule, adică. au o structură discretă, moleculele sunt separate prin goluri.

2. Moleculele sunt în mișcare aleatorie (haotică) continuă.

3. Între moleculele corpului există forțe de interacțiune.

Teoria molecular-cinetică este fundamentată

Iată câteva dintre dovezile mișcării aleatorii (haotice) a moleculelor:

a) dorința gazului de a ocupa întregul volum furnizat acestuia (distribuirea gazului mirositor în toată încăperea);

b) Mișcarea browniană - mișcarea aleatorie a celor mai mici particule de materie vizibile la microscop, care sunt în suspensie și insolubile în acesta. Această mișcare are loc sub influența impacturilor haotice ale moleculelor din jurul lichidului, care sunt în mișcare haotică constantă;

c) difuzie - pătrunderea reciprocă a moleculelor de substanţe adiacente. În timpul difuziei, moleculele unui corp, fiind în mișcare continuă, pătrund în golurile dintre moleculele altui corp în contact cu acesta și se propagă între ele. Difuzia se manifestă în toate corpurile - în gaze, lichide și solide - dar în grade diferite.

1. Difuzia.

Difuzia în gaze poate fi observată dacă un vas cu un gaz mirositor este deschis în interior. După un timp, gazul se va răspândi în toată încăperea.

Difuzia în lichide este mult mai lentă decât în ​​gaze. De exemplu, să turnăm într-un pahar o soluție de sulfat de cupru, apoi, cu mare grijă, adăugăm un strat de apă și lăsăm paharul într-o încăpere cu o temperatură constantă și unde nu este supus agitării. După ceva timp, vom observa dispariția graniței ascuțite dintre vitriol și apă, iar după câteva zile lichidele se vor amesteca, în ciuda faptului că densitatea vitriolului este mai mare decât densitatea apei. De asemenea, difuzează apa cu alcool și alte lichide.

Difuzia în solide este chiar mai lentă decât în ​​lichide (de la câteva ore la câțiva ani). Poate fi observată numai în corpurile pământului de puț, când distanțele dintre suprafețele corpurilor pământului sunt apropiate de distanțele dintre molecule (10-8 cm). În acest caz, viteza de difuzie crește odată cu creșterea temperaturii și presiunii.

Dovada de interacțiunea forțelor molecule:

a) deformarea corpurilor sub influența forței;

b) conservarea formei prin corpuri solide;

c) tensiunea superficială a lichidelor și, drept consecință, fenomenul de umectare și capilaritate.

Între molecule există atât forțe atractive, cât și de respingere (Fig. 1). La distanțe mici dintre molecule predomină forțele de respingere. Pe măsură ce distanța r dintre molecule crește, atât forțele de atracție, cât și cele de respingere scad, forțele de respingere scăzând mai rapid. Prin urmare, pentru o anumită valoare a lui r 0 (distanța dintre molecule) forțele de atracție și de repulsie sunt echilibrate reciproc.

Orez. unu. Forțe atractive și respingătoare.

Dacă suntem de acord să atribuim un semn pozitiv forțelor de respingere și un semn negativ forțelor de atractivitate și să facem o adunare algebrică a forțelor de respingere și de atractivitate, atunci obținem graficul prezentat în Figura 2.

Orez. 2. Adunarea algebrică a forțelor de respingere și de atractivitate.

Orez. 3. Dependența energiei potențiale a interacțiunii moleculelor de distanța dintre ele.

Figura 3 prezintă un grafic al dependenței energiei potențiale a interacțiunii moleculelor de distanța dintre ele. Distanța r 0 între molecule corespunde minimului energiei lor potenţiale (Fig. 3). Pentru a schimba distanța dintre molecule într-o direcție sau alta, este necesar să se cheltuiască munca împotriva forțelor predominante de atracție sau repulsie. La distante mai scurte (Fig. 2) curba se ridica abrupt; această regiune corespunde unei puternice respingeri a moleculelor (datorită în principal respingerii coulombiane a nucleelor ​​care se apropie). Moleculele se atrag la distanțe mari.

Distanța r0 corespunde unei poziții reciproce de echilibru stabile a moleculelor. Figura 2 arată că, pe măsură ce distanța dintre molecule crește, forțele predominante de atracție restabilesc poziția de echilibru, iar când distanța dintre ele scade, echilibrul este restabilit de forțele de respingere predominante.

Modern metode experimentale fizica (analiza de difracție cu raze X, observații cu un microscop electronic și altele) a făcut posibilă observarea microstructurii substanțelor.

2. Numărul lui Avogadro.

Numărul de grame dintr-o substanță egal cu greutatea moleculară a acelei substanțe se numește moleculă gram sau mol. De exemplu, 2 g de hidrogen este o moleculă gram de hidrogen; 32 de grame de oxigen alcătuiesc o moleculă-gram de oxigen. Masa unui mol dintr-o substanță se numește masa molară a acelei substanțe.

Notat cu m . Pentru hidrogen ; pentru oxigen ; pentru azot etc.

Numărul de molecule conținute într-un mol de substanțe diferite este același și se numește numărul Avogadro (N A).

Numărul lui Avogadro este extrem de mare. Pentru a-i simți colosalitatea, imaginați-vă că un număr de capete de ac (fiecare de aproximativ 1 mm în diametru) a fost turnat în Marea Neagră, egal cu numărul lui Avogadro. În același timp, s-ar dovedi că nu mai este loc pentru apă în Marea Neagră: nu ar fi doar umplută până la refuz, ci și cu un mare exces din aceste capete de ac. Un număr avogadrum de capete de ac ar putea acoperi o zonă egală, de exemplu, cu teritoriul Franței, cu un strat de aproximativ 1 km gros. Și un număr atât de mare de molecule individuale este conținut în doar 18 g de apă; în 2 g de hidrogen etc.

S-a constatat că în 1 cm 3 orice gaz în condiții normale (adică la 0 0 C și presiunea 760 mm. rt. Art.) conţine 2.710 19 molecule.

Dacă luăm un număr de cărămizi egal cu acest număr, atunci, fiind strâns împachetate, aceste cărămizi ar acoperi suprafața întregului teren. glob strat cu o înălțime de 120 m. Teoria cinetică a gazelor vă permite să calculați doar calea liberă a unei molecule de gaz (adică distanța medie pe care o parcurge o moleculă de la o coliziune la coliziune cu alte molecule) și diametrul moleculei.

Prezentăm câteva rezultate ale acestor calcule.

Diametrele moleculelor individuale sunt cantități mici. Când sunt mărite de un milion de ori, moleculele ar avea dimensiunea unui punct în tipul tipografic al acestei cărți. Notați cu m - masa gazului (orice substanță). Apoi relațiadă numărul de moli de gaz.

Numărul de molecule de gaz n poate fi exprimat:

(1).

Numărul de molecule pe unitate de volum n 0 va fi egal cu:

(2) , unde: V este volumul de gaz.

Masa unei molecule m 0 poate fi determinat prin formula:

(3) .

Masa relativă a moleculei m rel se numește valoare egală cu raportul dintre masa absolută a moleculei m 0 la 1/12 din masa unui atom de carbon m oc.

(4), unde m oc = 210 -26 kg.

3. Ecuația gazelor ideale și izoprocesele.

Folosind ecuația de stare a gazului ideal, se pot studia procese în care masa gazului și unul dintre cei trei parametri - presiune, volum sau temperatură - rămân neschimbați. Relațiile cantitative dintre doi parametri ai gazului pentru o valoare fixă ​​a celui de-al treilea parametru se numesc legi ale gazelor.

Procesele care au loc la o valoare constantă a unuia dintre parametri sunt numite izoprocese (din grecescul „isos” - egal). Adevărat, în realitate, niciun proces nu poate continua cu o valoare strict fixă ​​a oricărui parametru. Există întotdeauna anumite influențe care încalcă constanța temperaturii, presiunii sau volumului. Numai în condiții de laborator este posibil să se mențină constanta unuia sau altui parametru cu o bună acuratețe, dar în dispozitivele tehnice existente și în natură acest lucru este practic imposibil.

Un izoproces este un model idealizat al unui proces real care doar aproximează realitatea.

Procesul de schimbare a stării sistemului termodinamic al corpurilor macroscopice la temperatura constanta numit izoterm.

Pentru a menține constantă temperatura gazului, este necesar ca acesta să poată face schimb de căldură cu un sistem mare - un termostat. În caz contrar, în timpul compresiei sau expansiunii, temperatura gazului se va modifica. Termostatul poate fi aerul atmosferic dacă temperatura acestuia nu se modifică în mod semnificativ pe parcursul procesului.

Conform ecuației de stare a unui gaz ideal, în orice stare cu temperatură constantă, produsul presiunii gazului și volumul acestuia rămâne constant: pV=const la T=const. Pentru un gaz cu o masă dată, produsul dintre presiunea gazului și volumul acestuia este constant dacă temperatura gazului nu se modifică.

Această lege a fost descoperită experimental de omul de știință englez R. Boiler (1627 - 1691) și ceva mai târziu de omul de știință francez E Mariotte (1620 -1684). Prin urmare, se numește legea Boyle-Mariotte.

Legea lui Boyle - Mariotte este valabilă pentru orice gaz, precum și pentru amestecurile acestora, de exemplu, pentru aer. Doar la presiuni de câteva sute de ori mai mari decât presiunea atmosferică abaterea de la această lege devine semnificativă.

Dependența presiunii gazului de volum la temperatură constantă este reprezentată grafic printr-o curbă numită izotermă. O izotermă de gaz descrie relația inversă dintre presiune și volum. O curbă de acest fel se numește hiperbolă în matematică.

Diferite temperaturi constante corespund diferitelor izoterme. Pe măsură ce temperatura crește, presiunea conform ecuației de stare crește dacă V=const. Prin urmare, izoterma corespunzătoare unei temperaturi mai ridicate T 2 , se află deasupra izotermei corespunzătoare temperaturii inferioare T 1 .

Un proces izoterm poate fi considerat aproximativ un proces de comprimare lentă a aerului în timpul expansiunii gazului sub pistonul pompei la pomparea acestuia din vas. Adevărat, temperatura gazului se modifică în acest caz, dar în prima aproximare această schimbare poate fi neglijată.

Procesul de schimbare a stării unui sistem termodinamic la presiune constantă numit izobar (din grecescul "baros" - greutate, greutate).

Conform ecuației, în orice stare a unui gaz cu presiune constantă, raportul dintre volumul gazului și temperatura acestuia rămâne constant: =const at p=const.

Pentru un gaz cu o masă dată, raportul dintre volum și temperatură este constant dacă presiunea gazului nu se modifică.

Această lege a fost stabilită experimental în 1802 de către omul de știință francez J. Gay-Lussac (1778 - 1850) și se numește legea lui Gay-Lussac.

Conform ecuației, volumul gazului depinde liniar de temperatura la presiune constantă: V=const T.

Această dependență este reprezentată grafic printr-o linie dreaptă, care se numește izobară. Presiuni diferite corespund izobarelor diferite. Odată cu creșterea presiunii, volumul de gaz la o temperatură constantă scade conform legii Boyle-Mariotte. Prin urmare, izobarul corespunzător presiunii mai mari p 2 , se află sub izobara corespunzătoare presiunii inferioare p 1 .

La temperaturi scăzute, toate izobarele unui gaz ideal converg în punctul T=0. Dar asta nu înseamnă că volumul de gaz real dispare cu adevărat. Toate gazele cu răcire puternică se transformă într-un lichid, iar ecuația de stare nu este aplicabilă lichidelor.

Procesul de schimbare a stării unui sistem termodinamic la un volum constant se numește izocor (din grecescul „horema” - capacitate).

Din ecuația de stare rezultă că în orice stare a unui gaz cu volum constant, raportul dintre presiunea gazului și temperatura acestuia rămâne neschimbat: =const at V=const.

Pentru un gaz cu o masă dată, raportul dintre presiune și temperatură este constant dacă volumul nu se modifică.

Această lege a gazelor a fost stabilită în 1787 de către fizicianul francez J. Charles (1746 - 1823) și se numește legea lui Charles. Conform ecuației:

Const la V=presiunea constantă a gazului depinde liniar de temperatura la volum constant: p=const T.

Această dependență este reprezentată de o linie dreaptă, numită izocor.

Volume diferite corespund izocorilor diferite. Odată cu creșterea volumului unui gaz la o temperatură constantă, presiunea acestuia, conform legii Boyle-Mariotte, scade. Prin urmare, izocorul corespunzător unui volum mai mare V 2 , se află sub izocorul corespunzător volumului mai mic V 1 .

Conform ecuației, toate izocorele încep în punctul T=0.

Deci presiunea unui gaz ideal la zero absolut este zero.

Creșterea presiunii gazului în orice recipient sau într-un bec atunci când este încălzit este un proces izocor. Procesul izocor este utilizat în termostate cu gaz cu volum constant.

4. Temperatura.

Orice corp macroscopic sau grup de corpuri macroscopice se numește sistem termodinamic.

Echilibrul termic sau termodinamic este o astfel de stare a unui sistem termodinamic în care toți parametrii săi macroscopici rămân neschimbați: volumul, presiunea nu se modifică, transferul de căldură nu are loc, nu există tranziții de la o stare de agregare la alta etc. Cu neschimbat conditii externe orice sistem termodinamic intră spontan într-o stare de echilibru termic.

Temperatura - cantitate fizica caracterizarea stării de echilibru termic a unui sistem de corpuri: toate corpurile sistemului care se află în echilibru termic între ele au aceeași temperatură.

Temperatura zero absolut - temperatura limită la care presiunea unui gaz ideal la volum constant trebuie să fie zero sau trebuie să fie zero volumul unui gaz ideal la presiune constantă.

Termometru - un dispozitiv pentru măsurarea temperaturii. De obicei, termometrele sunt calibrate pe scara Celsius: temperatura de cristalizare a apei (topirea gheții) corespunde la 0 ° C, punctul său de fierbere este de 100 ° C.

Kelvin a introdus o scară de temperatură absolută, conform căreia temperatura zero corespunde cu zero absolut, unitatea de temperatură pe scara Kelvin este egală cu grade Celsius: [T] = 1 K (Kelvin).

Relația dintre temperatura în unități de energie și temperatura în grade Kelvin:

unde k \u003d 1,38 * 10 -23 J/K - constanta lui Boltzmann.

Conexiune scară absolutăși scara Celsius:

T = t + 273, unde t este temperatura în grade Celsius.

Energia cinetică medie a mișcării aleatoare a moleculelor de gaz este proporțională cu temperatura absolută:

Luând în considerare egalitatea (1), ecuația de bază a teoriei cinetice moleculare poate fi scrisă după cum urmează: p = nkT .

Ecuații de bază ale teoriei molecular-cinetice a unui gaz ideal pentru presiune.

Un gaz se numește ideal dacă:

1) volumul propriu al moleculelor de gaz este neglijabil comparativ cu volumul vasului;

2) nu există forțe de interacțiune între moleculele de gaz;

3) ciocnirile moleculelor de gaz cu pereții vasului sunt absolut elastice.

Gaze reale (de exemplu, oxigen și heliu) în condiții apropiate de normal, precum și sub presiuni joaseși temperaturi mari aproape de gazele ideale. Particulele unui gaz ideal în intervalele dintre ciocniri se deplasează uniform și rectiliniu. Presiunea gazului pe pereții vasului poate fi considerată ca o serie de impacturi rapide ale moleculelor de gaz împotriva peretelui. Să ne uităm la cum să calculăm presiunea cauzată de impacturile individuale. Să ne imaginăm că pe o anumită suprafață au loc o serie de impacturi separate și frecvente. Găsiți o astfel de forță constantă medie , care, acționând în timpul t în care s-au produs impacturile individuale, va produce același efect ca toate aceste impacturi în totalitatea lor. În acest caz, impulsul acestei forțe medii în timpul t trebuie să fie egal cu suma impulsurilor tuturor acelor impacturi pe care le-a primit suprafața în acest timp, i.e.

Unde t 1 , t 2 , t 3 ... t n - timpul de interacțiune al primului, al doilea, ..., a n-a molecule cu un perete (adică durata impactului); f 1 , f 2 , f 3 ... f n este forța de impact a moleculelor pe perete. Din această formulă rezultă:

(7).

Forța medie de presiune cauzată de o serie de impacturi individuale pe o anumită suprafață este numeric egală cu suma impulsurilor tuturor impacturilor primite de această suprafață pe unitatea de timp se numește izocor.

5. Vitezele moleculelor de gaz.

Formula (12) poate fi scrisă ca:

(15), unde (masa gazului).

Din expresia (15) calculăm viteza pătrată medie a moleculelor de gaz:

(16) .

Știind că (R este constanta universală a gazului; R=8,31), obținem noi expresii pentru determinare .

(17) .

O determinare experimentală a vitezelor de mișcare a moleculelor de vapori de argint a fost efectuată pentru prima dată în 1920 de către Stern.

Orez. 5. Experimentul lui Stern.

Aerul a fost pompat din cilindrul de sticlă E (Fig. 5). În interiorul acestui cilindru a fost plasat un al doilea cilindru D, care avea cu el o axă comună O. De-a lungul generatricei cilindrului D a existat o tăietură sub forma unei fante înguste C. Un fir de platină placat cu argint a fost întins de-a lungul axei. , prin care putea fi trecut curentul. În același timp, sârma a fost încălzită, iar argintul de la suprafața sa s-a transformat în abur. Molecule de vapori de argint împrăștiate în direcții diferite, unele dintre ele au trecut prin fanta C a cilindrului D, iar pe suprafața interioară a cilindrului E a apărut un depozit de argint sub forma unei benzi înguste. Pe fig. 5 poziția benzii de argint este marcată cu litera A.

Când întregul sistem a fost adus în mișcare foarte rapidă în așa fel încât firul să fie axa de rotație, atunci banda A de pe cilindrul E s-a dovedit a fi deplasată în lateral, adică. de exemplu, nu în punctul A, ci în punctul B. Acest lucru s-a întâmplat deoarece în timp ce moleculele de argint au zburat pe calea CA, punctul A al cilindrului E a avut timp să se întoarcă cu o distanță AB și moleculele de argint au căzut nu în punctul A, ci la punctul B.

Să notăm deplasarea benzii argintii AB = d; raza cilindrului E până la R, raza cilindrului D până la r și numărul de rotații ale întregului sistem pe secundă până la n.

Pentru o rotație a sistemului, punctul A de pe suprafața cilindrului E va trece drumul, egal cu lungimea cerc 2πR, iar în 1 secundă va acoperi calea. Timpul t în care punctul A s-a deplasat pe o distanță AB = d va fi egal cu:. În timpul t, moleculele de vapori de argint au zburat o distanță CA = R - r . Viteza lor v poate fi găsită ca distanța parcursă împărțită la timp:sau, înlocuind t, obținem:.

Stratul de argint de pe peretele cilindrului D s-a dovedit a fi neclar, ceea ce a confirmat prezența diferitelor viteze ale moleculelor.Din experiență, a fost posibil să se determine cea mai probabilă viteză v ver care corespundea cu cea mai mare grosime a depozitului de argint.

Cea mai probabilă viteză poate fi calculată folosind formula dată de Maxwell:(optsprezece). Conform calculelor lui Maxwell, viteza medie aritmetică a moleculelor este: (19).

6. Ecuația de stare a unui gaz ideal este ecuația Mendeleev-Clapeyron.

Din ecuația de bază a teoriei cinetice moleculare (formula (14) urmează legea lui Avogadro: volume egale de gaze diferite în aceleași condiții (aceeași temperatură și aceeași presiune) conțin același număr de molecule:(pentru un gaz),(pentru alte gaze).

Dacă V 1 = V 2 ; T1 = T2; r 1 \u003d r 2, apoi n 01 \u003d n 02.

Amintiți-vă că unitatea de măsură a cantității unei substanțe din sistemul SI este masa molară (gram-moleculă). m un mol dintr-o substanță se numește masa molară a acelei substanțe. Numărul de molecule conținute într-un mol de substanțe diferite este același și se numește numărul Avogadro (N A = 6,0210 23 1/mol).

Scriem ecuația de stare pentru un gaz ideal pentru un mol:, unde V m - volumul unui mol de gaz;, unde V m - volumul unui mol de gaz; (constanta universală a gazelor).

În sfârșit avem: (26).

Ecuația (26) se numește ecuația Clapeyron (pentru un mol de gaz). În condiții normale (p = 1,01310 5 Pa și T = 273,15 0 K) volumul molar al oricărui gaz V m = 22,410 -3 . Din formula (26) determinăm; .

Din ecuația (26) pentru un mol de gaz, se poate merge la ecuația Mendeleev-Clapeyron pentru orice masă de gaz m.

Atitudine dă numărul de moli de gaz. Înmulțim părțile din stânga și din dreapta ale inegalității (26) cu.

Avem unde este volumul gazului.

Sa scriem in sfarsit: (27 ) . Ecuația (27) este ecuația Mendeleev-Clapeyron. Densitatea gazului poate fi introdusă în această ecuațieși .

În formula (27), înlocuim V și obținem sau .

7. Legile gazelor cu experiență. Presiunea unui amestec de gaze ideale (legea lui Dalton).

Din punct de vedere empiric, cu mult înainte de apariția teoriei cinetice moleculare, au fost descoperite o serie de legi care descriu izoprocesele de echilibru într-un gaz ideal. Un izoproces este un proces de echilibru în care unul dintre parametrii de stare nu se modifică (este constant). Există izoprocese izoterme (T = const), izobare (p = const), izocorice (V = const). Proces izotermic este descrisă de legea Boyle-Mariotte: „dacă în timpul procesului masa și temperatura unui gaz ideal nu se modifică, atunci produsul dintre presiunea gazului și volumul acestuia este constant. PV = const (29). Imagine grafică ecuațiile de stare se numesc diagramă de stare. În cazul izoproceselor, diagramele de stare sunt descrise ca curbe bidimensionale (plate) și sunt numite izoterme, izobare și, respectiv, izocore.

Izoterme corespunzătoare la două temperaturi diferite sunt prezentate în fig. 6.

Orez. 6. Izoterme corespunzătoare la două temperaturi diferite.

Procesul izobar este descris de legea Gay-Lussac: „dacă în timpul procesului presiunea și masa unui gaz ideal nu se modifică, atunci raportul dintre volumul gazului și temperatura sa absolută este o constantă:(30).

Izobarele corespunzătoare la două presiuni diferite sunt prezentate în Fig.7.

Orez. 7. Izobare corespunzătoare la două presiuni diferite.

Ecuația procesului izobar poate fi scrisă diferit:31), unde V 0 - volumul de gaz la 0 0 C; V t - volumul de gaz la t 0 C; t este temperatura gazului în grade Celsius;α - coeficientul de dilatare volumetrica. Din formula (31) rezultă că. Experimentele fizicianului francez Gay-Lussac (1802) au arătat că coeficienții de dilatare volumetrică a tuturor tipurilor de gaze sunt aceiași și, adică când este încălzit cu 1 0 Gazul C își mărește volumul cu o fracțiune din volumul pe care l-a ocupat la 0 0 C. În fig. 8 prezintă un grafic al dependenței volumului de gaz V t temperatura t 0C.

Orez. opt. Graficul volumului gazului V t temperatura t 0C.

Un proces izocor este descris de legea lui Charles: „dacă în timpul procesului volumul și masa unui gaz ideal nu se modifică, atunci raportul dintre presiunea gazului și temperatura sa absolută este o constantă:

(32).

Izocorile corespunzătoare la două volume diferite sunt prezentate în fig. 9.

Orez. 9. Izocore corespunzătoare a două volume diferite.

Ecuația procesului izocor poate fi scrisă diferit:(33), unde - presiunea gazului la DIN; - presiunea gazului la t; t este temperatura gazului în grade Celsius;- coeficientul de temperatură de presiune. Din formula (33) rezultă că. Pentru toate gazele și . Dacă gazul este încălzit laC (la V=const), atunci presiunea gazului va crește cuparte din presiunea pe care o avea cândC. Figura 10 prezintă un grafic al presiunii gazului în funcție de temperatura t.

Orez. zece. Graficul presiunii gazului în funcție de temperatura t.

Dacă continuăm linia AB până când intersectează axa x (punctul), atunci valoarea acestei abscise se determină din formula (33), dacăegal cu zero.

;

Prin urmare, la o temperaturăpresiunea gazului ar trebui să ajungă la zero, cu toate acestea, cu o astfel de răcire, gazul nu își va păstra stare gazoasă, și se transformă într-un lichid și chiar într-un solid. Temperaturase numeste zero absolut.

În cazul unui amestec mecanic de gaze care nu intră în reacții chimice, presiunea amestecului este determinată și de formulă, Unde (concentrația amesteculuieste egală cu suma concentraţiilor componentelor amestecului în total n - componente).

Legea lui Dalton spune: Presiunea amesteculuieste egală cu suma presiunilor parțiale ale gazelor care formează amestecul.. Presiune numită parțială. Presiune parțială- aceasta este presiunea pe care ar crea un anumit gaz dacă singur ar ocupa vasul în care se află amestecul (în aceeași cantitate în care este conținut în amestec).

BIBLIOGRAFIE

1. Brychkov Yu.A., Marichev O.I., Prudnikov A.P. Mese integrale nedefinite: Manual. - M.: Nauka, 1986.

2. Kogan M.N. Dinamica gazelor rarefiate. M., Fizmatlit, 1999.

3. A. K. Kikoin, Fizica moleculară. M., Fizmatlit, 1976.

4. Sivukhin D.V. Curs general fizica, v. 2. Termodinamica si Fizica moleculară. M., Fizmatlit, 1989.

5. Kiryanov A.P., Korshunov S.M. Termodinamica si fizica moleculara. Ajutor pentru studenți. Ed. prof. IAD. Gladun. - M., „Iluminismul”, 1977.

PAGINA \* MERGEFORMAT 3

Teoria molecular-cinetică este o ramură a fizicii care studiază proprietățile diferitelor stări ale materiei, pe baza conceptului de existență a moleculelor și atomilor ca cele mai mici particule de materie. TIC se bazează pe trei principii principale:

1. Toate substanțele constau din cele mai mici particule: molecule, atomi sau ioni.

2. Aceste particule se află în mișcare haotică continuă, a căror viteză determină temperatura substanței.

3. Între particule există forțe de atracție și repulsie, a căror natură depinde de distanța dintre ele.

Principalele prevederi ale MKT sunt confirmate de multe fapte experimentale. Existența moleculelor, atomilor și ionilor a fost dovedită experimental, moleculele au fost suficient studiate și chiar fotografiate cu ajutorul microscoapelor electronice. Capacitatea gazelor de a se extinde la infinit și de a ocupa întregul volum care le este furnizat se explică prin mișcarea haotică continuă a moleculelor. Elasticitatea gazelor, solide și corpuri lichide, capacitatea lichidelor de a umezi unele solide, procesele de colorare, lipire, menținere a formei solidelor și multe altele indică existența unor forțe de atracție și respingere între molecule. Fenomenul de difuzie - capacitatea moleculelor unei substanțe de a pătrunde în golurile dintre moleculele alteia - confirmă, de asemenea, prevederile de bază ale MKT. Fenomenul de difuzie explică, de exemplu, răspândirea mirosurilor, amestecarea lichidelor diferite, procesul de dizolvare a solidelor în lichide, sudarea metalelor prin topire sau prin presiune. O confirmare a mișcării haotice continue a moleculelor este și mișcarea browniană - mișcarea haotică continuă a particulelor microscopice care sunt insolubile într-un lichid.

Mișcarea particulelor browniene se explică prin mișcarea haotică a particulelor fluide care se ciocnesc de particule microscopice și le pun în mișcare. S-a demonstrat experimental că viteza particulelor browniene depinde de temperatura lichidului. Teoria mișcării browniene a fost dezvoltată de A. Einstein. Legile mișcării particulelor sunt de natură statistică, probabilistică. Există o singură modalitate cunoscută de a reduce intensitatea mișcării browniene - o scădere a temperaturii. Existența mișcării browniene confirmă în mod convingător mișcarea moleculelor.

Orice substanță constă din particule, prin urmare cantitatea de substanță v este considerată proporțională cu numărul de particule, adică elementele structurale conținute în corp.

Unitatea de măsură a unei substanțe este molul. Un mol este cantitatea dintr-o substanță care conține tot atâtea elemente structurale ale oricărei substanțe câte atomi există în 12 g de carbon C12. Raportul dintre numărul de molecule ale unei substanțe și cantitatea unei substanțe se numește constantă Avogadro:

Constanta Avogadro arată câți atomi și molecule sunt conținute într-un mol de substanță. Masa molară - masa unui mol dintr-o substanță, egală cu raportul dintre masa substanței și cantitatea de substanță:

Masa molară este exprimată în kg/mol. Cunoscând masa molară, puteți calcula masa unei molecule:

Masa medie a moleculelor este de obicei determinată prin metode chimice, constanta Avogadro a fost determinată cu mare precizie prin mai multe metode fizice. Masele moleculelor și atomilor sunt determinate cu un grad considerabil de precizie folosind un spectrograf de masă.

Masele de molecule sunt foarte mici. De exemplu, masa unei molecule de apă:

Masa molară este legată de masa moleculară relativă Mg. Masa moleculară relativă este o valoare egală cu raportul dintre masa unei molecule a unei substanțe date și 1/12 din masa unui atom de carbon C12. Daca este cunoscut formula chimica substanță, atunci folosind tabelul periodic poate fi determinată de ea masa relativă, care, atunci când este exprimată în kilograme, dă valoarea Masă molară această substanță.

12. Prevederi de bază ale teoriei molecular-cinetice și fundamentarea lor experimentală. Masa și dimensiunea moleculelor

Teoria care explică structura și proprietățile corpurilor pe baza legilor mișcării și interacțiunii particulelor care alcătuiesc corpurile se numește cinetică moleculară.

Principalele prevederi ale teoriei cinetice moleculare (MKT) sunt formulate după cum urmează:

Orice substanță are o structură discretă (discontinuă). Este format din particule individuale (molecule, atomi, ioni) separate prin goluri.

Particulele se află într-o stare de mișcare haotică continuă, numită termică.

Particulele interacționează între ele. În procesul interacțiunii lor, apar forțe de atracție și repulsie.

Valabilitatea MKT este confirmată de numeroase observații și fapte.

Prezența permeabilității, compresibilității și solubilității în substanțe indică faptul că acestea nu sunt continue, ci constau din particule individuale separate prin intervale. Folosind metode moderne de cercetare (microscoape electronice și ionice), au fost obținute imagini ale celor mai mari molecule.

Mișcarea browniană și difuzia indică faptul că particulele sunt în mișcare continuă.

Prezența rezistenței și elasticității corpurilor, fenomenul de umezire, tensiunea superficială în lichide etc. dovediți existența forțelor de interacțiune între molecule.

Masa și dimensiunea moleculelor.

Mărimea moleculelor este o valoare condiționată. Se evaluează după cum urmează. Între molecule, alături de forțele de atracție, există și forțe de respingere, astfel încât moleculele se pot apropia între ele doar până la o anumită distanță. Distanța celei mai apropiate apropieri de centrele moleculelor se numește diametrul molecular efectiv.(În acest caz, se presupune în mod convențional că moleculele au o formă sferică.)

Cu ajutorul a numeroase metode de determinare a maselor și dimensiunilor moleculelor, s-a stabilit că, cu excepția moleculelor de substanțe organice care conțin un număr foarte mare de atomi, majoritatea moleculelor, în ordinea mărimii, au un diametru de 1. x 10 - 10 m și o masă de 1 x 10 - 26 kg.

Greutatea moleculară relativă.

Masa moleculară (sau atomică) relativă Domnul (sau A r ) ei numesc o valoare egală cu raportul dintre masa unei molecule (sau atom) m despre această substanță și 1/12 din masa unui atom de carbon m о С, i.е.

Masa moleculară (atomică) relativă este o mărime care nu are dimensiune.

Cantitatea de substanță. Masă molară. Masa moleculei.

Cantitatea de substanță ν este o valoare egală cu raportul dintre numărul de molecule (sau atomi) N dintr-un corp dat și numărul de atomi N A din 0,012 kg de carbon, adică. ν = N/ N A (NA este numărul lui Avogadro).

Masa molară M a unei substanțe este masa a 1 mol din acea substanță.

Prin urmare, masa unei molecule (atom) poate fi determinată din relație

13. Gaz ideal. Ecuația de bază a unui gaz ideal mkt

Un gaz ideal este un astfel de gaz, atunci când descrie proprietățile cărora se fac următoarele ipoteze: nu iau în considerare dimensiunea intrinsecă a moleculelor de gaz și nu iau în considerare forțele de interacțiune dintre ele.

Astfel, modelul unui gaz ideal este un set de puncte materiale în mișcare haotică care interacționează între ele și cu pereții unui vas care conține gaz doar în coliziune directă.

Principalele prevederi ale teoriei cinetice moleculare (MKT)

şi fundamentarea lor experimentală.

Obiectivele lecției:

Educational:

să formuleze principalele prevederi ale ILC;

dezvăluie semnificația științifică și ideologică a mișcării browniene;

stabiliți natura dependenței forțelor de atracție și repulsie de distanța dintre molecule; invata sa rezolvi problemele de calitate;

În curs de dezvoltare:

dezvoltarea capacității de a aplica cunoștințele de teorie în practică; observație, independență; gândirea elevilor prin logică activități de învățare capacitatea de a extrage informații și de a trage concluzii

Educational: să continue formarea ideilor despre unitatea și interconectarea fenomenelor naturale.

Rezultate planificate:

Cunoașteți: principalele prevederi ale teoriei cinetice moleculare și fundamentarea lor experimentală; concepte de difuzie, mișcare browniană.

Să fie capabil: să formuleze ipoteze și să tragă concluzii, să rezolve probleme calitative.

Tip de lecție: lectie - seminar, invatare material nou

Reguli: 2 lecții

Suport metodologic complex: proiector multimedia, calculator, ecran, desene care descriu experimente, dispozitive pentru experimente.

Notă explicativă.

Clasa este împărțită în 3 grupe de 4-5 persoane. Fiecare grup are sarcina de a pregăti o poveste despre fundamentarea experimentală a uneia dintre prevederile ILC. Rolurile sunt distribuite între ele în mod independent: unul pregătește material teoretic, celălalt pregătește o prezentare (sau diapozitive pentru o tablă interactivă), restul pregătește experimente. Din moment ce materialul din in termeni generali băieții sunt deja familiarizați (din clasa a VII-a), sarcina este destul de în puterea lor.

În timpul săptămânii, fiecare grup trebuie să își îndeplinească sarcina.

Fiecare grup are 20 de minute pentru prezentare.

După prestația băieților (care este conturată de toți ceilalți), există o discuție de 5 minute și răspunsuri la întrebările camarazilor

Apoi profesorul pune întrebări (tuturor, inclusiv grupului creativ)

La sfârșitul lecției, profesorul însumează rezultatele, trage concluzii generale

Prezentarea profesorului

Fizicianul american Reiman credea că „... Dacă omenirea și roadele muncii sale vor dispărea și pentru generațiile viitoare i se va permite să lase o singură frază, atunci aceasta va fi următoarea:

A) Materia este formată din particule.

B) Particulele se mișcă;

b) interacționează între ele

Toate substanțele sunt compuse din particule: molecule, atomi, ioni, între care există goluri.

1) Zdrobire mecanică (cretă, plastilină)

2) Dizolvarea unei substanțe (permanganat de potasiu, zahăr)

3) Amestecarea diferitelor lichide (apă și alcool) arată că volumul amestecului este mai mic decât volumul total ocupat de cele două lichide înainte ca acestea să fie amestecate. Acest lucru poate fi explicat prin faptul că există goluri între moleculele de lichide, iar atunci când lichidele sunt amestecate, moleculele unuia dintre ele pătrund în spatiu liberîntre moleculele unui alt lichid.

Când sunt încălzite, corpurile se extind (distanțele dintre molecule cresc, dimensiunea moleculelor nu se schimbă)

4) O experienta. Încălzim bila de oțel, care, în stare neîncălzită, trece calm prin inelul de oțel. După încălzire, mingea rămâne blocată în ring. Răcindu-se, mingea cade în ring.

5) Balonul, în care este introdus un dop de cauciuc cu un tub de sticlă, este instalat astfel încât capătul tubului să fie scufundat în apă. Când balonul este încălzit, aerul din el se extinde și începe să-l părăsească. Acest lucru poate fi judecat după bulele care se formează la capătul tubului coborât în ​​apă, se desprind și plutesc în sus. După ce încălzirea se oprește, apa din pahar va începe să se ridice prin tub și să umple balonul.

Intrare: Gazele, ca și solidele, cresc de asemenea în volum atunci când sunt încălzite și scad în volum când sunt răcite.

Exemple de substanțe formate dintr-un număr diferit de atomi:

1-atomic: gaze inerte (He, Ne…); metale.

Analgin-38 atomi

Proteinele sunt o mie de atomi

Polimeri - zeci de mii de atomi

Cauciuc - 1/2 milion de atomi

Dimensiunile moleculei. Moleculele sunt foarte mici (de ordinul a 10 nm)

volumul unei picături de ulei de măsline V=1mm² se întinde pe o suprafață de 0,6m²

grosimea stratului h=V/S =1,7∙10^-7cm (aproximativ 6 molecule)

dmolecule= 10 nm

Numărul de molecule. Numărul de molecule chiar și într-un volum mic este uriaș (de exemplu, există aproximativ 1023 de molecule într-un degetar de apă)

O picătură de apă m=1g ocupă un volum V=1cm ³

O moleculă ocupă volumul V0 ≈ d ³ ≈ 27∙10^-24cm ³

Numărul de molecule N=V/V0 = 3,7∙10^22

Masa de molecule.

m0=m/N= 1g/3,7∙10^22≈ 27∙10-23g m0 ≈10^ -26 kg

Greutatea moleculară relativă- fata de 1/12 din masa unui atom de carbon.

Mr= 12 m0 /mCu

1 noi mancam = 1,66∙10^ -27 kg

Cantitate de substanță

1 mol- cantitatea de substanță care conține același număr de atomi (molecule) ca 12 g de carbon.

numărul lui AvogadroNDAR este numărul de molecule dintr-un mol dintr-o substanță.

NDAR= 6 , 02 ∙10 2 3

Cantitate de substanțăν - numărul de alunițe ν = N/ NDAR= m/ M

Masa molara M- masa de 1 mol M = m0 NDAR(Determinată conform tabelului periodic în g/mol)

Masa a 1 moleculă m0 =M/NDAR

Ce dispozitiv binecunoscut folosește expansiunea termică a lichidelor? (in termometru)

Dați exemple de expansiune termică (sârme lăsate vara)

De ce există un spațiu între șine? (pentru ca acestea să nu se deformeze în timpul expansiunii termice vara)

II. Moleculele se mișcă aleatoriu și continuu

Fundamentări experimentale: difuzie; Mișcarea browniană.

Difuzia- pătrunderea reciprocă a moleculelor unei substanțe între moleculele alteia. Exemple: răspândirea mirosurilor; murarea legumelor etc.

Difuzia are loc datorită mișcării aleatorii a moleculelor. La încălzire, viteza de difuzie crește, deoarece. intensitatea mișcării aleatorii a moleculelor crește. Este ușor de înțeles că atracția moleculelor împiedică difuzia, deci difuzia în solide este foarte lentă; pentru a o accelera, este necesar să încălziți cele două suprafețe și să le apăsați puternic una pe cealaltă. Difuzia - amestecarea spontană a substanțelor din cauza mișcării moleculelor - trebuie distinsă de amestecarea forțată a substanțelor. Când amestecăm zahărul în ceai cu o lingură, aceasta nu este difuzie. S-ar părea că din viteza de difuzie se poate trage și o concluzie despre vitezele moleculelor. Trec ore înainte ca particulele de permanganat de potasiu să se răspândească cu câțiva centimetri în apă. Este nevoie de câteva minute pentru a mirosi parfumul vărsat la o distanță de câțiva metri.

Mișcarea browniană - mișcarea particulelor cauzată de impactul moleculelor De exemplu: particule de praf în aerul nemișcat. Motivul mișcării browniene: Impacturile moleculare nu sunt compensate.

Una dintre primele dovezi directe ale prezenței mișcării haotice termice a particulelor în materie a fost descoperirea în 1827 de către botanistul englez Brown a așa-numitei mișcări browniene. Constă în faptul că particulele foarte mici (vizibile doar prin microscop) suspendate într-un lichid sunt întotdeauna într-o stare de mișcare haotică continuă, care nu depinde de cauze externe și se dovedește a fi o manifestare a mișcărilor interne ale materiei. Mișcarea browniană este cauzată de șocuri experimentate de particulele suspendate din moleculele din jur care se află în mișcare termică. Aceste șocuri nu se echilibrează niciodată unul pe celălalt, deci sub influența impacturilor moleculare mediu inconjurator viteza unei particule browniene se modifică continuu și aleatoriu în mărime și direcție. Ultimul punct al discuției despre continuitatea și discretitatea materiei a fost pus de teoria mișcării browniene, dezvoltată de Einstein și Smoluchowski în 1905 și confirmată experimental de Perrin în 1912. Acest fenomen este că particulele mici suspendate într-un lichid sau gaz formează molecule dezordonate. Posibilitatea de a studia mișcarea acestor particule depinde în esență de dimensiunea lor. Particulele prea mari pot doar oscila, particulele prea mici se mișcă aproape la fel de repede ca moleculele și sunt greu de observat. Dimensiunea particulelor browniene este de mii de ori mai mare decât dimensiunea moleculelor, astfel încât acestea sunt vizibile într-un microscop obișnuit și este convenabil să le urmăriți salturile. Este clar că atunci când este încălzit, intensitatea mișcării browniene crește. Viteza de mișcare este legată de temperatură.

Experiență severă (1920)

Dacă cilindrii sunt staționari, atunci atomii cad în punctul n.

Când cilindrii se rotesc cu o viteză ω, atomii cad în punctul n1. Deoarece vitezele atomilor nu sunt aceleași, banda este neclară.

Timpul necesar moleculei pentru a parcurge distanța ℓ este egal cu timpul necesar discului 2 să se rotească prin unghiul α.

Viteza moleculelor de argint este de 600 m/s.

Distribuțiile de viteză ale moleculelor

Graficul distribuției moleculelor după viteze. Fizicianul englez J. Maxwell și fizicianul austriac L. Boltzmann. Curba de distribuție Maxwell corespunde rezultatelor obținute în experimentul Stern. Numărul de particule cu viteze în intervalul Dυ este egal cu DN, υ este una dintre vitezele acestui interval. Din grafic se poate observa că numărul de particule cu viteze în intervale egale Dv1 și Dv2 este diferit. Viteza cu care sunt situate cele mai „populate” intervale este viteza cea mai probabilă a mișcării termice a moleculelor.

unv este viteza cea mai probabilă; υav viteza medie

∆N este numărul de molecule cu o viteză în intervalul υ + ∆υ; ∆υ = υ ∆α / α

osnoi descoperiri

1. Distribuția vitezei are o anumită regularitate.

2. Printre moleculele de gaz există atât molecule foarte rapide, cât și foarte lente.

3. Distribuția moleculelor în funcție de viteze depinde de temperatură.

4. Cu cât T este mai mare, cu atât maximul curbei de distribuție se deplasează către viteze mai mari.

6) Spray deodorant și toată lumea din clasă miroase

7 ) Într-un balon se pun bucăți de hârtie umezite cu fenolftaleină, substanță care, combinată cu amoniac, se transformă în culoarea portocalie. Această proprietate a fenolftaleinei de a servi ca indicator al prezenței amoniacului, o demonstrăm mai întâi pe o bucată separată de hârtie umezită cu această substanță. După aceea, la gâtul balonului se fixează o vată cu amoniac. După ceva timp, bucățile de hârtie umezite cu fenolftaleină devin portocalii.

8) Apa de colorare cu permanganat de potasiu

În diferite stări de agregare Natura acestei mișcări este diferită:

În solide, moleculele vibrează în apropierea pozițiilor de echilibru; corpuri solide

își păstrează forma și volumul (sunt greu de deformat);

Moleculele din lichide vibrează aproape în același mod ca și în solide, dar ele însele

pozițiile de echilibru se mișcă constant (moleculele lichide sunt

„nomazi”); lichidele au un volum finit și sunt puțin compresibile;

În gaze, moleculele se mișcă liber și aleatoriu (aleatoriu); ia gaz

întreaga sumă dată lui.

Datorită diferenței de structură moleculară, substanțele sunt diferite

stările agregate se comportă diferit. Deci, la aceeași temperatură

difuzia în gaze are loc de zeci de mii de ori mai rapid decât în ​​lichide, iar în

de miliarde de ori mai rapid decât în ​​solide.

De ce este rata de difuzie în gaze atât de scăzută dacă moleculele au viteze atât de mari?

Explicați procesul de sudare a metalelor prin topirea lor sau prin presiune

Explicați modificarea densității atmosferei terestre cu înălțimea. (Difuzia gazului într-un câmp gravitațional)

III.Moleculele interacționează.

Moleculele interacționează între ele: între ele acționează forțe de respingere și de atractivitate, care scad rapid odată cu creșterea distanțelor dintre molecule. Natura acestor forțe este electromagnetică. Forțele atractive împiedică evaporarea unui lichid, întinderea unui corp solid.

Când încercăm să comprimăm un corp solid sau lichid, simțim forțe repulsive semnificative.

Este ușor de verificat atracția moleculelor atunci când se observă experimente legate de tensiune de suprafatași umezirea.

9) Compresia și tensiunea corpurilor (primăvară)

10) Conectarea cilindrilor de oțel

11) Experiență cu farfurii și apă (Udați două farfurii de sticlă și apăsați-le una pe cealaltă. Apoi încearcă să le desprindă, pentru aceasta fac niște eforturi).

12) Fenomenul lipsei de umezire a unei monede lubrifiate cu ulei plutește la suprafața apei

13) Fenomene capilare - creșterea apei colorate în capilare

Explicați acțiunea lipiciului.

Viseaza:

Ce s-ar întâmpla dacă nu ar exista forțe de atracție între molecule?

Ce s-ar întâmpla dacă nu ar exista forțe de respingere între molecule?

Teoria molecular-cinetică este o ramură a fizicii care studiază proprietățile diferitelor stări ale materiei, pe baza conceptului de existență a moleculelor și atomilor ca cele mai mici particule de materie. TIC se bazează pe trei principii principale:

1. Toate substanțele constau din cele mai mici particule: molecule, atomi sau ioni.

2. Aceste particule se află în mișcare haotică continuă, a căror viteză determină temperatura substanței.

3. Între particule există forțe de atracție și repulsie, a căror natură depinde de distanța dintre ele.

Principalele prevederi ale MKT sunt confirmate de multe fapte experimentale. Existența moleculelor, atomilor și ionilor a fost dovedită experimental, moleculele au fost suficient studiate și chiar fotografiate cu ajutorul microscoapelor electronice. Capacitatea gazelor de a se extinde la infinit și de a ocupa întregul volum care le este furnizat se explică prin mișcarea haotică continuă a moleculelor. Elasticitatea gazelor, solidelor și lichidelor, capacitatea lichidelor de a umezi unele solide, procesele de colorare, lipire, menținere a formei solidelor și multe altele indică existența unor forțe de atracție și respingere între molecule. Fenomenul de difuzie - capacitatea moleculelor unei substanțe de a pătrunde în golurile dintre moleculele alteia - confirmă, de asemenea, prevederile de bază ale MKT. Fenomenul de difuzie explică, de exemplu, răspândirea mirosurilor, amestecarea lichidelor diferite, procesul de dizolvare a solidelor în lichide, sudarea metalelor prin topire sau prin presiune. O confirmare a mișcării haotice continue a moleculelor este și mișcarea browniană - mișcarea haotică continuă a particulelor microscopice care sunt insolubile într-un lichid.

Mișcarea particulelor browniene se explică prin mișcarea haotică a particulelor fluide care se ciocnesc de particule microscopice și le pun în mișcare. S-a demonstrat experimental că viteza particulelor browniene depinde de temperatura lichidului. Teoria mișcării browniene a fost dezvoltată de A. Einstein. Legile mișcării particulelor sunt de natură statistică, probabilistică. Există o singură modalitate cunoscută de a reduce intensitatea mișcării browniene - o scădere a temperaturii. Existența mișcării browniene confirmă în mod convingător mișcarea moleculelor.

Orice substanță constă din particule, prin urmare cantitatea de substanță v este considerată proporțională cu numărul de particule, adică elementele structurale conținute în corp.

Unitatea de măsură a unei substanțe este molul. Un mol este cantitatea dintr-o substanță care conține tot atâtea elemente structurale ale oricărei substanțe câte atomi există în 12 g de carbon C12. Raportul dintre numărul de molecule ale unei substanțe și cantitatea unei substanțe se numește constantă Avogadro:

Constanta Avogadro arată câți atomi și molecule sunt conținute într-un mol de substanță. Masa molară - masa unui mol dintr-o substanță, egală cu raportul dintre masa substanței și cantitatea de substanță:

Masa molară este exprimată în kg/mol. Cunoscând masa molară, puteți calcula masa unei molecule:

Masa medie a moleculelor este de obicei determinată prin metode chimice, constanta Avogadro a fost determinată cu mare precizie prin mai multe metode fizice. Masele moleculelor și atomilor sunt determinate cu un grad considerabil de precizie folosind un spectrograf de masă.

Masele de molecule sunt foarte mici. De exemplu, masa unei molecule de apă:

Masa molară este legată de masa moleculară relativă Mg. Masa moleculară relativă este o valoare egală cu raportul dintre masa unei molecule a unei substanțe date și 1/12 din masa unui atom de carbon C12. Dacă formula chimică a unei substanțe este cunoscută, atunci masa ei relativă poate fi determinată folosind tabelul periodic, care, atunci când este exprimat în kilograme, arată mărimea masei molare a acestei substanțe.