Teoria molekulare-kinetike është e vërtetuar Le të japim disa nga provat e lëvizjes kaotike kaotike të molekulave: një dëshirë e gazit për të zënë të gjithë vëllimin që i jepet, përhapja e gazit me erë në të gjithë dhomën; b Lëvizja Brownian është lëvizja e rastësishme e grimcave më të vogla të materies të dukshme në një mikroskop që janë pezull dhe të pazgjidhshme në të. Difuzioni manifestohet në të gjithë trupat në gaze, lëngje dhe të ngurta ah, por në shkallë të ndryshme. Difuzioni në gaze mund të vërehet nëse një enë me erë ...

Nëse kjo punë nuk ju përshtatet, ekziston një listë me vepra të ngjashme në fund të faqes. Ju gjithashtu mund të përdorni butonin e kërkimit

MBËSHTETJA EKSPERIMENTALE E TEORISË MOLEKULARO-KINETIKE

Sipas molekularit teoria kinetike Të gjitha substancat përbëhen nga grimca të vogla të quajtura molekula. Molekulat janë në lëvizje të vazhdueshme dhe ndërveprojnë me njëra-tjetrën. Një molekulë është grimca më e vogël e një lënde që ka të sajën vetitë kimike. Molekulat përbëhen nga grimca më të thjeshta - atome të elementeve kimike. molekulat substancave të ndryshme kanë përbërje të ndryshme atomike.

Molekulat kanë energji kinetike E afërm dhe në të njëjtën kohë energjia potenciale e ndërveprimit E djerse . Në gjendje të gaztë E kin > E djersë . në gjendje të lëngët dhe të ngurtë energjia kinetike grimcat është e krahasueshme me energjinë e bashkëveprimit të tyre.

Tre pika kryesore Teoria kinetike molekulare:

1. Të gjitha substancat përbëhen nga molekula, d.m.th. kanë një strukturë diskrete, molekulat janë të ndara me boshllëqe.

2. Molekulat janë në lëvizje të vazhdueshme të rastësishme (kaotike).

3. Ndërmjet molekulave të trupit ekzistojnë forca të bashkëveprimit.

Teoria molekulare-kinetike është e vërtetuar

Këtu janë disa nga provat e lëvizjes së rastësishme (kaotike) të molekulave:

a) dëshira e gazit për të zënë të gjithë vëllimin e dhënë (shpërndarja e gazit me erë në të gjithë dhomën);

b) Lëvizja Brownian - lëvizja e rastësishme e grimcave më të vogla të materies të dukshme në mikroskop, të cilat janë në pezullim dhe të pazgjidhshme në të. Kjo lëvizje ndodh nën ndikimin e ndikimeve kaotike të molekulave që rrethojnë lëngun, të cilat janë në lëvizje të vazhdueshme kaotike;

c) difuzioni - depërtimi i ndërsjellë i molekulave të substancave fqinje. Gjatë difuzionit, molekulat e një trupi, duke qenë në lëvizje të vazhdueshme, depërtojnë në zbrazëtirat midis molekulave të një trupi tjetër në kontakt me të dhe përhapen midis tyre. Difuzioni manifestohet në të gjithë trupat - në gazra, lëngje dhe trupa të ngurtë - por në shkallë të ndryshme.

1. Difuzioni.

Difuzioni në gaze mund të vërehet nëse një enë me gaz me erë hapet në ambiente të mbyllura. Pas një kohe, gazi do të përhapet në të gjithë dhomën.

Difuzioni në lëngje është shumë më i ngadalshëm sesa në gaze. Për shembull, le të hedhim një tretësirë ​​të sulfatit të bakrit në një gotë dhe më pas, me shumë kujdes, të shtojmë një shtresë uji dhe ta lëmë gotën në një dhomë me temperaturë konstante dhe ku nuk është subjekt i lëkundjes. Pas një kohe, ne do të vëzhgojmë zhdukjen e kufirit të mprehtë midis vitriolit dhe ujit dhe pas disa ditësh lëngjet do të përzihen, pavarësisht se dendësia e vitriolit është më e madhe se dendësia e ujit. Gjithashtu shpërndan ujin me alkool dhe lëngje të tjera.

Difuzioni në trupat e ngurtë është edhe më i ngadalshëm se në lëngje (nga disa orë në disa vjet). Mund të vërehet vetëm në trupat e tokëzuar mirë, kur distancat midis sipërfaqeve të trupave tokësorë janë afër distancave midis molekulave (10-8 cm). Në këtë rast, shpejtësia e difuzionit rritet me rritjen e temperaturës dhe presionit.

Dëshmi e ndërveprimi i forcës molekulat:

a) deformimi i trupave nën ndikimin e forcës;

b) ruajtja e formës nga trupat e ngurtë;

c) tensioni sipërfaqësor i lëngjeve dhe si pasojë dukuria e lagështimit dhe kapilaritetit.

Midis molekulave ekzistojnë forca tërheqëse dhe refuzuese (Fig. 1). Në distanca të vogla ndërmjet molekulave, mbizotërojnë forcat refuzuese. Ndërsa distanca r midis molekulave rritet, si forcat tërheqëse ashtu edhe ato repulsive zvogëlohen, me forcat refuzuese që zvogëlohen më shpejt. Prandaj, për disa vlera të r 0 (distanca ndërmjet molekulave) forcat e tërheqjes dhe zmbrapsjes janë të balancuara reciproke.

Oriz. një. Forcat tërheqëse dhe refuzuese.

Nëse biem dakord t'u caktojmë një shenjë pozitive forcave refuzuese, dhe një shenjë negative forcave tërheqëse, dhe të kryejmë një mbledhje algjebrike të forcave refuzuese dhe tërheqëse, atëherë marrim grafikun e paraqitur në figurën 2.

Oriz. 2. Shtimi algjebrik i forcave refuzuese dhe tërheqëse.

Oriz. 3. Varësia e energjisë potenciale të bashkëveprimit të molekulave nga distanca ndërmjet tyre.

Figura 3 tregon një grafik të varësisë së energjisë potenciale të bashkëveprimit të molekulave nga distanca midis tyre. Distanca r 0 ndërmjet molekulave korrespondon me minimumin e energjisë potenciale të tyre (Fig. 3). Për të ndryshuar distancën midis molekulave në një drejtim ose në një tjetër, kërkohet të shpenzoni punë kundër forcave mbizotëruese të tërheqjes ose zmbrapsjes. Në distanca më të shkurtra (Fig. 2) kurba ngrihet në mënyrë të pjerrët; ky rajon korrespondon me një zmbrapsje të fortë të molekulave (kryesisht për shkak të zmbrapsjes së Kulombit të bërthamave që afrohen). Molekulat tërhiqen në distanca të mëdha.

Distanca r0 korrespondon me një pozicion të ndërsjellë të ekuilibrit të qëndrueshëm të molekulave. Figura 2 tregon se ndërsa distanca midis molekulave rritet, forcat mbizotëruese të tërheqjes rivendosin pozicionin e ekuilibrit dhe kur distanca midis tyre zvogëlohet, ekuilibri rivendoset nga forcat refuzuese mbizotëruese.

Moderne metodat eksperimentale fizika (analiza e difraksionit me rreze X, vëzhgimet me mikroskop elektronik dhe të tjera) bëri të mundur vëzhgimin e mikrostrukturës së substancave.

2. Numri i Avogadros.

Numri i gramëve të një lënde të barabartë me peshën molekulare të asaj substance quhet molekulë gram ose mol. Për shembull, 2 g hidrogjen është një molekulë gram hidrogjeni; 32 gram oksigjen përbëjnë një gram-molekulë oksigjeni. Masa e një moli të një lënde quhet masa molare e asaj substance.

Shënohet me m . Për hidrogjenin ; për oksigjen ; për azotin etj.

Numri i molekulave të përfshira në një mol të substancave të ndryshme është i njëjtë dhe quhet numri Avogadro (N A).

Numri i Avogadros është jashtëzakonisht i madh. Për të ndjerë kolosalitetin e tij, imagjinoni që një numër kokash (secila rreth 1 mm në diametër) u derdh në Detin e Zi, i barabartë me numrin e Avogadro-s. Në të njëjtën kohë, do të rezultonte se nuk ka më vend për ujë në Detin e Zi: ai jo vetëm do të mbushej deri në buzë, por edhe me një tepricë të madhe të këtyre kokave të majave. Një numër avogadrum kokash mund të mbulojë një sipërfaqe të barabartë, për shembull, me territorin e Francës, me një shtresë rreth 1 km të trashë. Dhe një numër kaq i madh i molekulave individuale përmbahet në vetëm 18 g ujë; në 2 g hidrogjen etj.

U konstatua se në 1 cm 3 çdo gaz në kushte normale (p.sh. në 0 0 C dhe presion 760 mm. rt. Art.) përmban 2710 19 molekula.

Nëse marrim një numër tullash të barabartë me këtë numër, atëherë, duke qenë të paketuara fort, këto tulla do të mbulonin sipërfaqen e të gjithë tokës. globit shtresë me lartësi 120 m Teoria kinetike e gazeve ju lejon të llogaritni vetëm rrugën e lirë të një molekule gazi (d.m.th., distancën mesatare që një molekulë kalon nga përplasja në përplasje me molekulat e tjera) dhe diametrin e molekulës.

Ne paraqesim disa rezultate të këtyre llogaritjeve.

Diametrat e molekulave individuale janë sasi të vogla. Kur të zmadhohen një milion herë, molekulat do të ishin sa një pikë në llojin tipografik të këtij libri. Shënoni me m - masën e gazit (çdo substancë). Pastaj relacionijep numrin e moleve të gazit.

Numri i molekulave të gazit n mund të shprehet:

(1).

Numri i molekulave për njësi vëllimi n 0 do të jetë e barabartë me:

(2) , ku: V është vëllimi i gazit.

Masa e një molekule m 0 mund të përcaktohet me formulën:

(3) .

Masa relative e molekulës m rel quhet vlerë e barabartë me raportin e masës absolute të molekulës m 0 në 1/12 e masës së një atomi karboni m oc.

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

3. Ekuacioni i gazit ideal dhe izoproceset.

Duke përdorur ekuacionin ideal të gjendjes së gazit, mund të studiohen procese në të cilat masa e gazit dhe një nga tre parametrat - presioni, vëllimi ose temperatura - mbeten të pandryshuara. Marrëdhëniet sasiore ndërmjet dy parametrave të gazit për një vlerë fikse të parametrit të tretë quhen ligje të gazit.

Proceset që ndodhin me një vlerë konstante të njërit prej parametrave quhen izoprocese (nga greqishtja "isos" - e barabartë). Vërtetë, në realitet, asnjë proces nuk mund të vazhdojë me një vlerë rreptësisht fikse të çdo parametri. Gjithmonë ka ndikime të caktuara që shkelin qëndrueshmërinë e temperaturës, presionit ose vëllimit. Vetëm në kushte laboratorike është e mundur të ruhet qëndrueshmëria e një ose një tjetër parametri me saktësi të mirë, por në pajisjet teknike ekzistuese dhe në natyrë kjo është praktikisht e pamundur.

Një izoproces është një model i idealizuar i një procesi real që vetëm përafron realitetin.

Procesi i ndryshimit të gjendjes së sistemit termodinamik të trupave makroskopikë në temperaturë konstante i quajtur izotermik.

Për të ruajtur temperaturën e gazit konstante, është e nevojshme që ai të jetë në gjendje të shkëmbejë nxehtësi me një sistem të madh - një termostat. Përndryshe, gjatë ngjeshjes ose zgjerimit, temperatura e gazit do të ndryshojë. Termostati mund të jetë ajri atmosferik nëse temperatura e tij nuk ndryshon dukshëm gjatë gjithë procesit.

Sipas ekuacionit të gjendjes së një gazi ideal, në çdo gjendje me temperaturë konstante, produkti i presionit të gazit dhe vëllimit të tij mbetet konstant: pV=konst në T=konst. Për një gaz të një mase të caktuar, produkti i presionit të gazit dhe vëllimit të tij është konstant nëse temperatura e gazit nuk ndryshon.

Ky ligj u zbulua eksperimentalisht nga shkencëtari anglez R. Boiler (1627 - 1691) dhe pak më vonë nga shkencëtari francez E Mariotte (1620 -1684). Prandaj, ai quhet ligji Boyle-Mariotte.

Ligji i Boyle - Mariotte është i vlefshëm për çdo gaz, si dhe përzierjet e tyre, për shembull, për ajrin. Vetëm në presione disa qindra herë më të mëdha se presioni atmosferik, devijimi nga ky ligj bëhet i rëndësishëm.

Varësia e presionit të gazit nga vëllimi në temperaturë konstante paraqitet grafikisht nga një kurbë e quajtur izotermi. Izotermi i gazit përshkruan marrëdhënien e kundërt midis presionit dhe vëllimit. Një kurbë e këtij lloji quhet hiperbolë në matematikë.

Temperatura të ndryshme konstante korrespondojnë me izoterma të ndryshme. Me rritjen e temperaturës, presioni sipas ekuacionit të gjendjes rritet nëse V=konst. Prandaj, izotermia që korrespondon me një temperaturë më të lartë T 2 , shtrihet mbi izotermën që korrespondon me temperaturën më të ulët T 1 .

Një proces izotermik mund të konsiderohet përafërsisht procesi i ngjeshjes së ngadaltë të ajrit gjatë zgjerimit të gazit nën pistonin e pompës kur e pompon atë nga ena. Vërtetë, temperatura e gazit ndryshon në këtë rast, por në përafrimin e parë ky ndryshim mund të neglizhohet.

Procesi i ndryshimit të gjendjes së një sistemi termodinamik në presion konstant i quajtur izobarik (nga greqishtja "baros" - peshë, rëndim).

Sipas ekuacionit, në çdo gjendje të një gazi me presion konstant, raporti i vëllimit të gazit me temperaturën e tij mbetet konstant: =konst në p=konst.

Për një gaz të një mase të caktuar, raporti i vëllimit ndaj temperaturës është konstant nëse presioni i gazit nuk ndryshon.

Ky ligj u vendos eksperimentalisht në vitin 1802 nga shkencëtari francez J. Gay-Lussac (1778 - 1850) dhe quhet ligji i Gay-Lussac.

Sipas ekuacionit, vëllimi i gazit varet linearisht nga temperatura në presion konstant: V=konst T.

Kjo varësi paraqitet grafikisht nga një vijë e drejtë, e cila quhet izobar. Presione të ndryshme korrespondojnë me izobare të ndryshme. Me rritjen e presionit, vëllimi i gazit në një temperaturë konstante zvogëlohet sipas ligjit Boyle-Mariotte. Prandaj, izobari që korrespondon me presionin më të lartë p 2 , shtrihet nën izobarin që i përgjigjet presionit më të ulët p 1 .

Në temperatura të ulëta, të gjitha izobaret e një gazi ideal konvergjojnë në pikën T=0. Por kjo nuk do të thotë që vëllimi i gazit real me të vërtetë zhduket. Të gjithë gazrat me ftohje të fortë kthehen në lëng, dhe ekuacioni i gjendjes nuk është i zbatueshëm për lëngjet.

Procesi i ndryshimit të gjendjes së një sistemi termodinamik në një vëllim konstant quhet izokorik (nga greqishtja "horema" - kapaciteti).

Nga ekuacioni i gjendjes rezulton se në çdo gjendje të një gazi me vëllim konstant, raporti i presionit të gazit me temperaturën e tij mbetet i pandryshuar: =konst në V=konst.

Për një gaz të një mase të caktuar, raporti i presionit ndaj temperaturës është konstant nëse vëllimi nuk ndryshon.

Ky ligj i gazit u krijua në 1787 nga fizikani francez J. Charles (1746 - 1823) dhe quhet ligji i Charles. Sipas ekuacionit:

Konsti në V=presioni konst i gazit varet linearisht nga temperatura në vëllim konstant: p=konst T.

Kjo varësi përfaqësohet nga një vijë e drejtë, e quajtur izokore.

Vëllime të ndryshme korrespondojnë me izokore të ndryshme. Me një rritje të vëllimit të një gazi në një temperaturë konstante, presioni i tij, sipas ligjit Boyle-Mariotte, zvogëlohet. Prandaj, izokori që korrespondon me një vëllim më të madh V 2 , shtrihet poshtë izokorit që korrespondon me vëllimin më të vogël V 1 .

Sipas ekuacionit, të gjitha izokoret fillojnë në pikën T=0.

Pra, presioni i një gazi ideal në zero absolute është zero.

Rritja e presionit të gazit në çdo enë ose në një llambë kur nxehet është një proces izokorik. Procesi izokorik përdoret në termostatet e gazit me vëllim konstant.

4. Temperatura.

Çdo trup makroskopik ose grup trupash makroskopikë quhet sistem termodinamik.

Ekuilibri termik ose termodinamik është një gjendje e tillë e një sistemi termodinamik në të cilin të gjithë parametrat makroskopikë të tij mbeten të pandryshuar: vëllimi, presioni nuk ndryshojnë, transferimi i nxehtësisë nuk ndodh, nuk ka kalime nga një gjendje grumbullimi në një tjetër, etj. Me të pandryshuar kushtet e jashtmeçdo sistem termodinamik kalon në mënyrë spontane në një gjendje ekuilibri termik.

Temperatura - sasi fizike që karakterizon gjendjen e ekuilibrit termik të një sistemi trupash: të gjithë trupat e sistemit që janë në ekuilibër termik me njëri-tjetrin kanë të njëjtën temperaturë.

Temperatura zero absolute - temperatura kufizuese në të cilën është presioni i një gazi ideal vëllim konstant duhet të jetë zero ose duhet të jetë zero vëllimi i një gazi ideal në presion konstant.

Termometri - një pajisje për matjen e temperaturës. Në mënyrë tipike, termometrat janë të kalibruar në shkallën Celsius: temperatura e kristalizimit të ujit (shkrirja e akullit) korrespondon me 0 ° C, pika e tij e vlimit është 100 ° C.

Kelvin prezantoi një shkallë absolute të temperaturës, sipas së cilës temperatura zero korrespondon me zero absolute, njësia e temperaturës në shkallën Kelvin është e barabartë me gradë Celsius: [T] = 1 K (Kelvin).

Marrëdhënia midis temperaturës në njësi të energjisë dhe temperaturës në gradë Kelvin:

ku k \u003d 1,38 * 10 -23 J/K - Konstanta e Boltzmann-it.

Lidhje shkallë absolute dhe shkalla Celsius:

T = t + 273, ku t është temperatura në gradë Celsius.

Energjia mesatare kinetike e lëvizjes së rastësishme të molekulave të gazit është proporcionale me temperaturën absolute:

Duke marrë parasysh barazinë (1), ekuacioni bazë i teorisë kinetike molekulare mund të shkruhet si më poshtë: p = nkT .

Ekuacionet bazë të teorisë molekulare-kinetike të një gazi ideal për presion.

Një gaz quhet ideal nëse:

1) vëllimi i vet i molekulave të gazit është i papërfillshëm në krahasim me vëllimin e enës;

2) nuk ka forca ndërveprimi ndërmjet molekulave të gazit;

3) përplasjet e molekulave të gazit me muret e enës janë absolutisht elastike.

Gazrat e vërtetë (për shembull, oksigjeni dhe helium) në kushte afër normales, si dhe nën presione të ulëta dhe temperaturat e larta afër gazeve ideale. Grimcat e një gazi ideal në intervalet ndërmjet përplasjeve lëvizin në mënyrë të njëtrajtshme dhe drejtvizore. Presioni i gazit në muret e enës mund të konsiderohet si një seri ndikimesh që pasojnë me shpejtësi të molekulave të gazit në mur. Le të shohim se si të llogarisim presionin e shkaktuar nga ndikimet individuale. Le të imagjinojmë se një sërë ndikimesh të veçanta dhe të shpeshta ndodhin në një sipërfaqe të caktuar. Gjeni një forcë të tillë mesatare konstante , të cilat, duke vepruar gjatë kohës t gjatë së cilës kanë ndodhur ndikimet individuale, do të prodhojnë të njëjtin efekt si të gjitha këto ndikime në tërësinë e tyre. Në këtë rast, momenti i kësaj force mesatare gjatë kohës t duhet të jetë i barabartë me shumën e impulseve të të gjitha atyre goditjeve që ka marrë sipërfaqja gjatë kësaj kohe, d.m.th.

Ku t 1 , t 2 , t 3 ... t n - koha e ndërveprimit të së parës, të dytës, ..., molekulat e n-të me një mur (d.m.th. kohëzgjatja e ndikimit); f 1 , f 2 , f 3 ... f n është forca e ndikimit të molekulave në mur. Nga kjo formulë del:

(7).

Forca mesatare e presionit e shkaktuar nga një sërë ndikimesh individuale në një sipërfaqe të caktuar është numerikisht e barabartë me shumën e impulseve të të gjitha ndikimeve të marra nga kjo sipërfaqe për njësi të kohës quhet izokore.

5. Shpejtësitë e molekulave të gazit.

Formula (12) mund të shkruhet si:

(15), ku (masa e gazit).

Nga shprehja (15) ne llogarisim shpejtësinë mesatare katrore të molekulave të gazit:

(16) .

Duke e ditur atë (R është konstanta universale e gazit; R=8.31), marrim shprehje të reja për përcaktimin .

(17) .

Një përcaktim eksperimental i shpejtësive të lëvizjes së molekulave të avullit të argjendit u krye për herë të parë në 1920 nga Stern.

Oriz. 5. Eksperimenti i Sternit.

Ajri u pompua nga cilindri i qelqit E (Fig. 5). Brenda këtij cilindri ishte vendosur një cilindër i dytë D, i cili kishte një bosht të përbashkët me të O. Përgjatë gjeneratrit të cilindrit D kishte një prerje në formën e një çarje të ngushtë C. Një tel platini i veshur me argjend ishte shtrirë përgjatë boshtit. , përmes së cilës mund të kalonte rryma. Në të njëjtën kohë, teli u ngroh dhe argjendi nga sipërfaqja e tij u shndërrua në avull. Molekulat e avullit të argjendit u shpërndanë në drejtime të ndryshme, disa prej tyre kaluan nëpër vrimën C të cilindrit D dhe në sipërfaqen e brendshme të cilindrit E u shfaq një depozitë argjendi në formën e një shiriti të ngushtë. Në fig. 5 pozicioni i shiritit të argjendtë shënohet me shkronjën A.

Kur i gjithë sistemi vihej në lëvizje shumë të shpejtë në atë mënyrë që teli të ishte boshti i rrotullimit, atëherë shiriti A në cilindrin E doli të zhvendosej anash, d.m.th. për shembull, jo në pikën A, por në pikën B. Kjo ndodhi sepse ndërsa molekulat e argjendit fluturonin në shtegun CA, pika A e cilindrit E kishte kohë të kthehej me një distancë AB dhe molekulat e argjendit ranë jo në pikën A, por në pika B.

Le të shënojmë zhvendosjen e shiritit të argjendit AB = d; rrezja e cilindrit E deri në R, rrezja e cilindrit D në r dhe numri i rrotullimeve të të gjithë sistemit për sekondë përmes n.

Për një rrotullim të sistemit, pika A në sipërfaqen e cilindrit E do të kalojë rrugën, e barabartë me gjatësinë rrethoni 2πR, dhe në 1 sekondë do të mbulojë shtegun. Koha t gjatë së cilës pika A ka lëvizur një distancë AB = d do të jetë e barabartë me:. Gjatë kohës t, molekulat e avullit të argjendit fluturuan në një distancë CA = R - r . Shpejtësia e tyre v mund të gjendet si distanca e përshkuar e pjestuar me kohën:ose, duke zëvendësuar t, marrim:.

Veshja e argjendit në murin e cilindrit D doli të ishte e paqartë, gjë që konfirmoi praninë e shpejtësive të ndryshme të molekulave. Nga përvoja, ishte e mundur të përcaktohej shpejtësia më e mundshme v ver që i përgjigjej trashësisë më të madhe të depozitës së argjendit.

Shpejtësia më e mundshme mund të llogaritet duke përdorur formulën e dhënë nga Maxwell:(tetëmbëdhjetë). Sipas llogaritjeve të Maxwell-it, shpejtësia mesatare aritmetike e molekulave është: (19).

6. Ekuacioni i gjendjes së një gazi ideal është ekuacioni Mendeleev-Klapejron.

Nga ekuacioni bazë i teorisë kinetike molekulare (formula (14) vijon ligji i Avogadros: vëllime të barabarta të gazeve të pangjashëm në të njëjtat kushte (të njëjtën temperaturë dhe të njëjtën presion) përmbajnë të njëjtin numër molekulash:(për një gaz),(për gazin tjetër).

Nëse V 1 = V 2 ; T 1 = T 2; r 1 \u003d r 2, pastaj n 01 \u003d n 02.

Kujtojmë se njësia e sasisë së një substance në sistemin SI është masa mole (gram-molekulë) m një mol i një lënde quhet masa molare e asaj lënde. Numri i molekulave të përfshira në një mol të substancave të ndryshme është i njëjtë dhe quhet numri Avogadro (N A = 6,0210 23 1/mol).

Ne shkruajmë ekuacionin e gjendjes për një gaz ideal për një mol:, ku V m - vëllimi i një mol gazi;, ku V m - vëllimi i një mol gazi; (konstanta universale e gazit).

Më në fund kemi: (26).

Ekuacioni (26) quhet ekuacioni Clapeyron (për një mol gaz). Në kushte normale (p = 1.01310 5 Pa dhe T = 273,15 0 K) vëllimi molar i çdo gazi V m = 22.410 -3 . Nga formula (26) përcaktojmë; .

Nga ekuacioni (26) për një mol gazi, mund të shkohet në ekuacionin Mendeleev-Klapeyron për çdo masë gazi m.

Qëndrimi jep numrin e moleve të gazit. Ne shumëzojmë me pjesën e majtë dhe të djathtë të pabarazisë (26)..

Ne kemi ku është vëllimi i gazit.

Le të shkruajmë në fund: (27 ) . Ekuacioni (27) është ekuacioni Mendeleev-Klapeyron. Dendësia e gazit mund të futet në këtë ekuacion dhe .

Në formulën (27), ne zëvendësojmë V dhe marrim ose .

7. Ligjet e gazit me përvojë. Presioni i përzierjes së gazeve ideale (ligji i Daltonit).

Në mënyrë empirike, shumë kohë përpara ardhjes së teorisë molekulare-kinetike, u zbuluan një sërë ligjesh që përshkruajnë izoproceset e ekuilibrit në një gaz ideal. Një izoproces është një proces ekuilibri në të cilin një nga parametrat e gjendjes nuk ndryshon (është konstant). Ekzistojnë izoprocese izotermike (T = konst), izobarike (p = konst), izokorik (V = konst). Procesi izotermik përshkruhet nga ligji Boyle-Mariotte: "nëse gjatë procesit masa dhe temperatura e një gazi ideal nuk ndryshojnë, atëherë produkti i presionit të gazit dhe vëllimi i tij është një konstante. PV = konst (29). Imazhi grafik ekuacionet e gjendjes quhen diagrami i gjendjes. Në rastin e izoproceseve, diagramet e gjendjes përshkruhen si kthesa dydimensionale (të sheshta) dhe quhen përkatësisht izoterma, izobare dhe izokore.

Izotermat që korrespondojnë me dy temperatura të ndryshme janë paraqitur në fig. 6.

Oriz. 6. Izotermat që korrespondojnë me dy temperatura të ndryshme.

Procesi izobarik përshkruhet nga ligji Gay-Lussac: "nëse gjatë procesit presioni dhe masa e një gazi ideal nuk ndryshojnë, atëherë raporti i vëllimit të gazit me temperaturën e tij absolute është një konstante:(30).

Izobaret që korrespondojnë me dy presione të ndryshme janë paraqitur në Fig.7.

Oriz. 7. Izobaret që korrespondojnë me dy presione të ndryshme.

Ekuacioni i procesit izobarik mund të shkruhet ndryshe:31), ku V 0 - vëllimi i gazit në 0 0 C; V t - vëllimi i gazit në t 0 C; t është temperatura e gazit në gradë Celsius;α - koeficienti i zgjerimit vëllimor. Nga formula (31) rezulton se. Eksperimentet e fizikanit francez Gay-Lussac (1802) treguan se koeficientët e zgjerimit vëllimor të të gjitha llojeve të gazeve janë të njëjtë dhe, d.m.th. kur nxehet me 1 0 Gazi C rrit vëllimin e tij me një pjesë të vëllimit që ka zënë në 0 0 C. Në fig. 8 tregon një grafik të varësisë së vëllimit të gazit V t temperatura t 0C.

Oriz. tetë. Grafiku i vëllimit të gazit V t temperatura t 0C.

Një proces izokorik përshkruhet nga ligji i Charles: "nëse gjatë procesit vëllimi dhe masa e një gazi ideal nuk ndryshojnë, atëherë raporti i presionit të gazit me temperaturën e tij absolute është një konstante:

(32).

Izokoret që korrespondojnë me dy vëllime të ndryshme janë paraqitur në fig. 9.

Oriz. 9. Izokoret që korrespondojnë me dy vëllime të ndryshme.

Ekuacioni i procesit izokorik mund të shkruhet ndryshe:(33), ku - presioni i gazit në NGA; - presioni i gazit në t; t është temperatura e gazit në gradë Celsius;- koeficienti i temperaturës së presionit. Nga formula (33) rezulton se. Për të gjitha gazrat dhe . Nëse gazi nxehet nëC (në V=konst), atëherë presioni i gazit do të rritet mepjesë e presionit që kishte kurC. Figura 10 tregon një grafik të presionit të gazit kundrejt temperaturës t.

Oriz. dhjetë. Grafiku i presionit të gazit kundrejt temperaturës t.

Nëse vazhdojmë drejtëzën AB derisa të presë boshtin x (pika), atëherë vlera e kësaj abshise përcaktohet nga formula (33), nësebarazohen me zero.

;

Prandaj, në një temperaturëpresioni i gazit do të duhet të shkojë në zero, megjithatë, me një ftohje të tillë, gazi nuk do ta mbajë atë gjendje e gaztë, dhe të kthehet në një lëng dhe madje të ngurtë. Temperaturaquhet zero absolute.

Në rastin e një përzierjeje mekanike të gazrave që nuk hyjnë në reaksionet kimike, presioni i përzierjes përcaktohet gjithashtu nga formula, ku (përqendrimi i përzierjesështë e barabartë me shumën e përqendrimeve të përbërësve të përzierjes në n - përbërës të përgjithshëm).

Ligji i Daltonit thotë: Presioni i përzierjesështë e barabartë me shumën e presioneve të pjesshme të gazeve që formojnë përzierjen.. Presioni i quajtur i pjesshëm. Presion i pjesshëm- kjo është presioni që një gaz i caktuar do të krijonte nëse ai i vetëm do të zinte enën në të cilën ndodhet përzierja (në të njëjtën sasi në të cilën përmbahet në përzierje).

BIBLIOGRAFI

1. Brychkov Yu.A., Marichev O.I., Prudnikov A.P. tabelat integrale të pacaktuara: Manual. - M.: Nauka, 1986.

2. Kogan M.N. Dinamika e gazit të rrallë. M., Fizmatlit, 1999.

3. A. K. Kikoin, Fizika molekulare. M., Fizmatlit, 1976.

4. Sivukhin D.V. Kursi i përgjithshëm fizikë, v. 2. Termodinamika dhe Fizika molekulare. M., Fizmatlit, 1989.

5. Kiryanov A.P., Korshunov S.M. Termodinamika dhe fizika molekulare. Ndihmë studentore. Ed. prof. FERRI. Gladun. - M., "Iluminizmi", 1977.

FAQJA \* MERGEFORMAT 3

Teoria molekulare-kinetike është një degë e fizikës që studion vetitë e gjendjeve të ndryshme të materies, bazuar në konceptin e ekzistencës së molekulave dhe atomeve si grimcat më të vogla të materies. TIK bazohet në tre parime kryesore:

1. Të gjitha substancat përbëhen nga grimcat më të vogla: molekulat, atomet ose jonet.

2. Këto grimca janë në lëvizje të vazhdueshme kaotike, shpejtësia e së cilës përcakton temperaturën e substancës.

3. Ndërmjet grimcave ekzistojnë forca tërheqëse dhe zmbrapsëse, natyra e të cilave varet nga distanca ndërmjet tyre.

Dispozitat kryesore të MKT-së vërtetohen nga shumë fakte eksperimentale. Ekzistenca e molekulave, atomeve dhe joneve është vërtetuar eksperimentalisht, molekulat janë studiuar mjaftueshëm dhe madje janë fotografuar duke përdorur mikroskop elektronik. Aftësia e gazeve për t'u zgjeruar pafundësisht dhe për të zënë të gjithë vëllimin që u jepet shpjegohet me lëvizjen e vazhdueshme kaotike të molekulave. Elasticiteti i gazeve, të ngurtë dhe trupa të lëngshëm, aftësia e lëngjeve për të lagur disa lëndë të ngurta, proceset e ngjyrosjes, ngjitjes, ruajtjes së formës së trupave të ngurtë dhe shumë më tepër tregojnë ekzistencën e forcave tërheqëse dhe zmbrapsëse midis molekulave. Fenomeni i difuzionit - aftësia e molekulave të një lënde për të depërtuar në zbrazëtirat midis molekulave të një tjetre - konfirmon gjithashtu dispozitat themelore të MKT. Dukuria e difuzionit shpjegon p.sh. përhapjen e aromave, përzierjen e lëngjeve të ndryshme, procesin e tretjes së lëndëve të ngurta në lëngje, saldimin e metaleve me shkrirjen e tyre ose me presion. Një konfirmim i lëvizjes së vazhdueshme kaotike të molekulave është edhe lëvizja Brownian - lëvizja e vazhdueshme kaotike e grimcave mikroskopike që janë të patretshme në një lëng.

Lëvizja e grimcave Brownian shpjegohet me lëvizjen kaotike të grimcave të lëngshme që përplasen me grimcat mikroskopike dhe i vënë ato në lëvizje. Është vërtetuar eksperimentalisht se shpejtësia e grimcave Brownian varet nga temperatura e lëngut. Teoria e lëvizjes Brownian u zhvillua nga A. Einstein. Ligjet e lëvizjes së grimcave janë të një natyre statistikore, probabiliste. Ekziston vetëm një mënyrë e njohur për të zvogëluar intensitetin e lëvizjes Brownian - një ulje e temperaturës. Ekzistenca e lëvizjes Brownian konfirmon bindshëm lëvizjen e molekulave.

Çdo substancë përbëhet nga grimca, prandaj sasia e substancës v konsiderohet të jetë proporcionale me numrin e grimcave, d.m.th. elementet strukturore që përmbahen në trup.

Njësia e sasisë së një lënde është nishani. Një nishan është sasia e një lënde që përmban aq elementë strukturorë të çdo substance sa ka atome në 12 g karbon C12. Raporti i numrit të molekulave të një lënde me sasinë e një substance quhet konstante Avogadro:

Konstanta Avogadro tregon se sa atome dhe molekula përmbahen në një mol të një substance. Masa molare - masa e një moli të një substance, e barabartë me raportin e masës së substancës me sasinë e substancës:

Masa molare shprehet në kg/mol. Duke ditur masën molare, mund të llogarisni masën e një molekule:

Masa mesatare e molekulave zakonisht përcaktohet me metoda kimike, konstanta Avogadro është përcaktuar me saktësi të lartë nga disa metoda fizike. Masat e molekulave dhe atomeve përcaktohen me një shkallë të konsiderueshme saktësie duke përdorur një spektrograf masiv.

Masat e molekulave janë shumë të vogla. Për shembull, masa e një molekule uji:

Masa molare lidhet me masën molekulare relative Mg. Pesha molekulare relative është një vlerë e barabartë me raportin e masës së një molekule të një substance të caktuar me 1/12 e masës së një atomi karboni C12. Nëse dihet formula kimike substancës, atëherë duke përdorur tabelën periodike mund të përcaktohet me të masë relative, e cila kur shprehet në kilogramë jep vlerën masë molare këtë substancë.

12. Dispozitat themelore të teorisë molekulare-kinetike dhe vërtetimi eksperimental i tyre. Masa dhe madhësia e molekulave

Teoria që shpjegon strukturën dhe vetitë e trupave në bazë të ligjeve të lëvizjes dhe bashkëveprimit të grimcave që përbëjnë trupat quhet kinetike molekulare.

Dispozitat kryesore të teorisë kinetike molekulare (MKT) janë formuluar si më poshtë:

Çdo substancë ka një strukturë diskrete (të ndërprerë). Ai përbëhet nga grimca individuale (molekula, atome, jone) të ndara me boshllëqe.

Grimcat janë në një gjendje të lëvizjes së vazhdueshme kaotike, të quajtur termike.

Grimcat ndërveprojnë me njëra-tjetrën. Në procesin e ndërveprimit të tyre, lindin forcat e tërheqjes dhe zmbrapsjes.

Vlefshmëria e MKT-së vërtetohet nga vëzhgime dhe fakte të shumta.

Prania e përshkueshmërisë, kompresueshmërisë dhe tretshmërisë në substanca tregon se ato nuk janë të vazhdueshme, por përbëhen nga grimca individuale të ndara me intervale. Duke përdorur metoda moderne të kërkimit (mikroskop elektron dhe jon), u morën imazhe të molekulave më të mëdha.

Lëvizja dhe difuzioni Brownian tregojnë se grimcat janë në lëvizje të vazhdueshme.

Prania e forcës dhe elasticitetit të trupave, dukuria e njomjes, tensioni sipërfaqësor në lëngje etj. vërtetojnë ekzistencën e forcave të bashkëveprimit ndërmjet molekulave.

Masa dhe madhësia e molekulave.

Madhësia e molekulave është një vlerë e kushtëzuar. Ai vlerësohet si më poshtë. Ndërmjet molekulave, së bashku me forcat e tërheqjes, ekzistojnë edhe forca refuzuese, kështu që molekulat mund t'i afrohen njëra-tjetrës vetëm deri në një distancë të caktuar. Distanca e afrimit më të afërt të qendrave të molekulave quhet diametri molekular efektiv.(Në këtë rast, supozohet në mënyrë konvencionale se molekulat kanë një formë sferike.)

Me ndihmën e metodave të shumta për përcaktimin e masës dhe madhësisë së molekulave, është vërtetuar se, me përjashtim të molekulave të substancave organike që përmbajnë një numër shumë të madh atomesh, shumica e molekulave, sipas madhësisë, kanë një diametër prej 1. x 10 - 10 m dhe një masë prej 1 x 10 - 26 kg.

Pesha molekulare relative.

Masa molekulare (ose atomike) relative Zoti (ose Një r ) ata quajnë një vlerë të barabartë me raportin e masës së një molekule (ose atomi) m rreth kësaj substance me 1/12 e masës së një atomi karboni m о С, d.m.th.

Masa molekulare relative (atomike) është një sasi që nuk ka dimension.

Sasia e substancës. Masa molare. Masa e molekulës.

Sasia e substancës ν është një vlerë e barabartë me raportin e numrit të molekulave (ose atomeve) N në një trup të caktuar me numrin e atomeve N A në 0,012 kg karbon, d.m.th. ν = N/ N A (N A është numri i Avogadros).

Masa molare M e një lënde është masa e 1 mol të asaj substance.

Prandaj, masa e një molekule (atom) mund të përcaktohet nga relacioni

13. Gaz ideal. Ekuacioni themelor i një gazi ideal mkt

Një gaz ideal është një gaz i tillë, kur përshkruhen vetitë e të cilit bëhen supozimet e mëposhtme: ato nuk marrin parasysh madhësinë e brendshme të molekulave të gazit dhe nuk marrin parasysh forcat e ndërveprimit midis tyre.

Kështu, modeli i një gazi ideal është një grup pikash materiale që lëvizin në mënyrë kaotike që ndërveprojnë me njëra-tjetrën dhe me muret e një anijeje që përmban gaz vetëm në përplasje të drejtpërdrejtë.

Dispozitat kryesore të teorisë kinetike molekulare (MKT)

dhe vërtetimi eksperimental i tyre.

Objektivat e mësimit:

Edukative:

të formulojë dispozitat kryesore të KIL;

të zbulojë rëndësinë shkencore dhe ideologjike të lëvizjes Brownian;

të përcaktojë natyrën e varësisë së forcave të tërheqjes dhe zmbrapsjes nga distanca midis molekulave; mësoni të zgjidhni problemet e cilësisë;

Zhvillimi:

të zhvillojë aftësinë për të zbatuar njohuritë e teorisë në praktikë; vëzhgim, pavarësi; të menduarit e nxënësve përmes logjikës veprimtaritë mësimore aftësia për të nxjerrë informacion dhe për të nxjerrë përfundime

Edukative: për të vazhduar formimin e ideve për unitetin dhe ndërlidhjen e dukurive natyrore.

Rezultatet e planifikuara:

Di: dispozitat kryesore të teorisë kinetike molekulare dhe vërtetimin eksperimental të tyre; konceptet e difuzionit, lëvizjes Brownian.

Të jetë i aftë: të formulojë hipoteza dhe të nxjerrë përfundime, të zgjidhë probleme cilësore.

Lloji i mësimit: mësim - seminar, mësim i materialit të ri

Rregulloret: 2 mësime

Mbështetje metodologjike komplekse: projektor multimedial, kompjuter, ekran, vizatime që përshkruajnë eksperimente, pajisje për eksperimente.

Shënim shpjegues.

Klasa është e ndarë në 3 grupe me nga 4-5 persona. Secilit grup i jepet detyrë të përgatisë një histori rreth vërtetimit eksperimental të njërës prej dispozitave të KLN-së. Rolet shpërndahen mes tyre në mënyrë të pavarur: njëri përgatit material teorik, tjetri përgatit një prezantim (ose rrëshqitje për një tabelë interaktive), pjesa tjetër përgatit eksperimente. Meqenëse materiali në në terma të përgjithshëm djemtë janë tashmë të njohur (nga klasa e 7-të), detyra është mjaft brenda fuqisë së tyre.

Gjatë javës, secili grup duhet të përfundojë detyrën e tij.

Secilit grup i jepen 20 minuta për të paraqitur.

Pas performancës së djemve (që përvijohet nga të gjithë të tjerët), bëhet një diskutim 5-minutësh dhe përgjigje për pyetjet e shokëve.

Më pas mësuesi bën pyetje (për të gjithë, përfshirë grupin krijues)

Në fund të mësimit, mësuesi përmbledh rezultatet, nxjerr përfundime të përgjithshme

Prezantimi i mësuesit

Fizikani amerikan Reiman besonte se “... Nëse njerëzimi dhe frytet e punës së tij zhduken dhe për brezat e ardhshëm do të lejohet të lërë një frazë, atëherë ajo do të jetë si vijon:

A) Materia përbëhet nga grimca.

B) Grimcat lëvizin;

B) ndërveprojnë me njëri-tjetrin

Të gjitha substancat përbëhen nga grimca: molekula, atome, jone, midis të cilave ka boshllëqe.

1) Thërrmimi mekanik (shumës, plastelinë)

2) Shpërbërja e një substance (permanganat kaliumi, sheqer)

3) Përzierja e lëngjeve të ndryshme (ujë dhe alkool) tregon se vëllimi i përzierjes është më i vogël se vëllimi i përgjithshëm i zënë nga dy lëngjet përpara se të përzihen. Kjo mund të shpjegohet me faktin se ka zbrazëti midis molekulave të lëngjeve, dhe kur lëngjet përzihen, molekulat e njërës prej tyre depërtojnë në hapesire e lire ndërmjet molekulave të një lëngu tjetër.

Kur nxehen, trupat zgjerohen (boshllëqet midis molekulave rriten, madhësia e molekulave nuk ndryshon)

4) Një eksperiencë. Ne ngrohim topin e çelikut, i cili, në një gjendje të panxehur, kalon me qetësi nëpër unazën e çelikut. Pas ngrohjes, topi ngec në unazë. Duke u ftohur, topi bie në ring.

5) Balonë, në të cilën është futur një tapë gome me një tub qelqi, është instaluar në mënyrë që fundi i tubit të zhytet në ujë. Kur balona nxehet, ajri në të zgjerohet dhe fillon ta lërë atë. Kjo mund të gjykohet nga flluskat që formohen në fund të tubit të ulur në ujë, shkëputen dhe notojnë lart. Pas ndalimit të ngrohjes, uji në gotë do të fillojë të ngrihet përmes tubit dhe të mbushë balonën.

Hyrja: Gazet, si lëndët e ngurta, gjithashtu rriten në vëllim kur nxehen dhe zvogëlohen në vëllim kur ftohen.

Shembuj të substancave që përbëhen nga një numër i ndryshëm atomesh:

1-atomike: gaze inerte (He, Ne…); metalet.

Analgin-38 atome

Proteinat janë një mijë atome

Polimere - dhjetëra mijëra atome

Gome - 1/2 milion atome

Madhësitë e molekulave. Molekulat janë shumë të vogla (në rendin e 10 nm)

vëllimi i një pike vaj ulliri V=1mm² shtrihet në një sipërfaqe prej 0.6m²

trashësia e shtresës h=V/S =1,7∙10^-7cm (rreth 6 molekula)

dmolekulat= 10 nm

Numri i molekulave. Numri i molekulave edhe në një vëllim të vogël është i madh (për shembull, ka rreth 1023 molekula në një gisht uji)

Një pikë uji m=1g zë një vëllim V=1cm ³

Një molekulë zë vëllimin V0 ≈ d ³ ≈ 27∙10^-24cm ³

Numri i molekulave N=V/V0 = 3,7∙10^22

Masa e molekulave.

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

Pesha molekulare relative- krahasuar me 1/12 e masës së një atomi karboni.

Mr= 12 m0 /mMe

1 ne hamë = 1,66∙10^ -27 kg

Sasia e substancës

1 mol- sasia e një lënde që përmban të njëjtin numër atomesh (molekulash) sa 12 g karbon.

Numri i AvogadrosNPORështë numri i molekulave në 1 mol të një lënde.

NPOR= 6 , 02 ∙10 2 3

Sasia e substancësν - numri i nishaneve ν = N/ NPOR= m/ M

Masa molare M- masa prej 1 mol M = m0 NPOR(Përcaktuar sipas tabelës periodike në g / mol)

Masa prej 1 molekule m0 =M/NPOR

Cila pajisje e njohur përdor zgjerimin termik të lëngjeve? (në termometër)

Jepni shembuj të zgjerimit termik (telat e varura gjatë verës)

Pse ka një hendek midis shinave? (në mënyrë që të mos deformohen gjatë zgjerimit termik në verë)

II. Molekulat lëvizin në mënyrë të rastësishme dhe të vazhdueshme

Substancat eksperimentale: difuzioni; Lëvizja Browniane.

Difuzioni- depërtimi i ndërsjellë i molekulave të një lënde ndërmjet molekulave të një tjetre. Shembuj: përhapja e aromave; turshi perime etj.

Difuzioni ndodh për shkak të lëvizjes së rastësishme të molekulave. Kur nxehet, shpejtësia e difuzionit rritet, sepse. rritet intensiteti i lëvizjes së rastësishme të molekulave. Është e lehtë të kuptohet se tërheqja e molekulave pengon difuzionin, kështu që difuzioni në trupat e ngurtë është shumë i ngadaltë; për ta përshpejtuar atë, është e nevojshme të ngrohni të dy sipërfaqet dhe t'i shtypni ato fort kundër njëra-tjetrës. Difuzioni - përzierja spontane e substancave për shkak të lëvizjes së molekulave - duhet të dallohet nga përzierja e detyruar e substancave. Kur e trazojmë sheqerin në çaj me një lugë, kjo nuk është difuzion. Duket se nga shpejtësia e difuzionit mund të nxirret një përfundim edhe për shpejtësitë e molekulave. Kalojnë orë përpara se grimcat e permanganatit të kaliumit të përhapen disa centimetra në ujë. Duhen disa minuta për të nuhatur parfumin e derdhur në një distancë prej disa metrash.

Lëvizja Browniane - lëvizja e grimcave të shkaktuara nga ndikimet e molekulave Për shembull: grimcat e pluhurit në ajër të qetë. Arsyeja e lëvizjes Brownian: Ndikimet molekulare nuk kompensohen.

Një nga provat e para të drejtpërdrejta të pranisë së lëvizjes kaotike termike të grimcave në materie ishte zbulimi në 1827 nga botanisti anglez Brown i të ashtuquajturës lëvizje Browniane. Ai qëndron në faktin se grimcat shumë të vogla (të dukshme vetëm përmes mikroskopit) të pezulluara në një lëng janë gjithmonë në një gjendje të lëvizjes kaotike të vazhdueshme, e cila nuk varet nga shkaqet e jashtme dhe rezulton të jetë një manifestim i lëvizjeve të brendshme në materie. Lëvizja Brownian shkaktohet nga goditjet e përjetuara nga grimcat e pezulluara nga molekulat përreth që janë në lëvizje termike. Këto goditje nuk balancojnë kurrë njëra-tjetrën, pra nën ndikimin e ndikimeve molekulare mjedisi shpejtësia e një grimce Brownian ndryshon vazhdimisht dhe rastësisht në madhësi dhe drejtim. Pika e fundit në diskutimin rreth vazhdimësisë dhe diskretitetit të materies u vendos nga teoria e lëvizjes Brownian, e zhvilluar nga Ajnshtajni dhe Smoluchowski në 1905 dhe e konfirmuar eksperimentalisht nga Perrin në 1912. Ky fenomen është se grimcat e vogla të pezulluara në një lëng ose gaz krijojnë molekula të çrregullta. Mundësia e studimit të lëvizjes së këtyre grimcave në thelb varet nga madhësia e tyre. Grimcat shumë të mëdha vetëm mund të lëkunden, grimcat shumë të vogla lëvizin pothuajse aq shpejt sa molekulat dhe janë të vështira për t'u vëzhguar. Madhësia e grimcave Brownian është mijëra herë më e madhe se madhësia e molekulave, kështu që ato janë të dukshme në një mikroskop të zakonshëm dhe është i përshtatshëm për të ndjekur kërcimet e tyre. Është e qartë se kur nxehet, intensiteti i lëvizjes Brownian rritet. Shpejtësia e lëvizjes është e lidhur me temperaturën.

Përvojë e ashpër (1920)

Nëse cilindrat janë të palëvizshëm, atëherë atomet bien në pikën n.

Kur cilindrat rrotullohen me shpejtësi ω, atomet bien në pikën n1. Meqenëse shpejtësitë e atomeve nuk janë të njëjta, shiriti është i paqartë.

Koha që i duhet molekulës për të përshkuar distancën ℓ është e barabartë me kohën që i duhet diskut 2 për t'u rrotulluar nëpër këndin α.

Shpejtësia e molekulave të argjendit është 600 m/s.

Shpërndarja e shpejtësisë së molekulave

Grafiku i shpërndarjes së molekulave sipas shpejtësive. Fizikanti anglez J. Maxwell dhe fizikani austriak L. Boltzmann. Kurba e shpërndarjes së Maxwell korrespondon me rezultatet e marra në eksperimentin Stern. Numri i grimcave me shpejtësi në intervalin Dυ është i barabartë me DN, υ është një nga shpejtësitë e këtij intervali. Nga grafiku shihet se numri i grimcave me shpejtësi në intervale të barabarta Dv1 dhe Dv2 është i ndryshëm. Shpejtësia me të cilën ndodhen intervalet më të "populluara" është shpejtësia më e mundshme e lëvizjes termike të molekulave.

υnv është shpejtësia më e mundshme; υav shpejtësi mesatare

∆N është numri i molekulave me shpejtësi në intervalin nga υ + ∆υ; ∆υ = υ ∆α / α

osgjetjet e reja

1. Shpërndarja e shpejtësisë ka një rregullsi të caktuar.

2. Ndër molekulat e gazit ka edhe molekula shumë të shpejta edhe shumë të ngadalta.

3. Shpërndarja e molekulave mbi shpejtësi varet nga temperatura.

4. Sa më i madh T, aq më shumë maksimumi i kurbës së shpërndarjes zhvendoset drejt shpejtësive më të larta.

6) Spërkatni deodorant dhe të gjithë në klasë marrin erë

7 ) Në një balonë vendosen copa letre të lagura me fenolftaleinë, një substancë që kur bashkohet me amoniak, shndërrohet në ngjyrë portokalli. Këtë veti të fenolftaleinës për të shërbyer si tregues i pranisë së amoniakut, ne e demonstrojmë fillimisht në një copë letre të veçantë të lagur me këtë substancë. Pas kësaj, një leshi pambuku me amoniak është fiksuar në qafën e balonës. Pas ca kohësh, copat e letrës të lagura me fenolftaleinë marrin ngjyrë portokalli.

8) Ngjyrosja e ujit me permanganat kaliumi

Në të ndryshme gjendjet e grumbullimit Natyra e kësaj lëvizjeje është e ndryshme:

Në trupat e ngurtë, molekulat vibrojnë afër pozicioneve të ekuilibrit; trupa të ngurtë

ruajnë formën dhe vëllimin e tyre (ato janë të vështira për t'u deformuar);

Molekulat në lëngje dridhen në të njëjtën mënyrë si në trupat e ngurtë, por ato vetë

Pozicionet e ekuilibrit janë vazhdimisht në lëvizje (molekulat e lëngshme janë

"nomadët"); lëngjet kanë një vëllim të kufizuar dhe janë pak të ngjeshshëm;

Në gaze, molekulat lëvizin lirshëm dhe rastësisht (rastësisht); gazi merr

të gjithë shumën që i është dhënë.

Për shkak të ndryshimit në strukturën molekulare, substancat janë të ndryshme

shtetet agregate sillen ndryshe. Pra, në të njëjtën temperaturë

Difuzioni në gaze ndodh dhjetëra mijëra herë më shpejt se në lëngje, dhe në

miliarda herë më shpejt se në trupat e ngurtë.

Pse shpejtësia e difuzionit në gaze është kaq e ulët nëse molekulat kanë shpejtësi kaq të larta?

Shpjegoni procesin e saldimit të metaleve duke i shkrirë ose me presion

Shpjegoni ndryshimin e densitetit të atmosferës së tokës me lartësinë. (Përhapja e gazit në një fushë gravitacionale)

III.Molekulat bashkëveprojnë.

Molekulat ndërveprojnë me njëra-tjetrën: midis tyre veprojnë forca refuzuese dhe tërheqëse, të cilat zvogëlohen shpejt me rritjen e distancave midis molekulave. Natyra e këtyre forcave është elektromagnetike. Forcat tërheqëse parandalojnë avullimin e një lëngu, shtrirjen e një trupi të fortë.

Kur përpiqemi të ngjeshim një trup të ngurtë ose të lëngshëm, ndiejmë forca të konsiderueshme refuzuese.

Është e lehtë të verifikohet tërheqja e molekulave kur vëzhgohen eksperimentet që lidhen me tensioni sipërfaqësor dhe lagja.

9) Ngjeshja dhe tensioni i trupave (pranverë)

10) Lidhja e cilindrave të çelikut

11) Eksperiencë me pjatat dhe ujin (Lagini dy pjata xhami dhe i shtypni njëra me tjetrën. Më pas përpiqen t'i shkëputin, për këtë bëjnë disa përpjekje).

12) Fenomeni i mungesës së lagjes së një monedhe të lyer me vaj noton në sipërfaqen e ujit

13) Fenomenet kapilar - ngritja e ujit me ngjyrë në kapilarë

Shpjegoni veprimin e ngjitësit.

Ëndërro:

Çfarë do të ndodhte nëse nuk do të kishte forca tërheqëse midis molekulave?

Çfarë do të ndodhte nëse nuk do të kishte forca refuzuese midis molekulave?

Teoria molekulare-kinetike është një degë e fizikës që studion vetitë e gjendjeve të ndryshme të materies, bazuar në konceptin e ekzistencës së molekulave dhe atomeve si grimcat më të vogla të materies. TIK bazohet në tre parime kryesore:

1. Të gjitha substancat përbëhen nga grimcat më të vogla: molekulat, atomet ose jonet.

2. Këto grimca janë në lëvizje të vazhdueshme kaotike, shpejtësia e së cilës përcakton temperaturën e substancës.

3. Ndërmjet grimcave ekzistojnë forca tërheqëse dhe zmbrapsëse, natyra e të cilave varet nga distanca ndërmjet tyre.

Dispozitat kryesore të MKT-së vërtetohen nga shumë fakte eksperimentale. Ekzistenca e molekulave, atomeve dhe joneve është vërtetuar eksperimentalisht, molekulat janë studiuar mjaftueshëm dhe madje janë fotografuar duke përdorur mikroskop elektronik. Aftësia e gazeve për t'u zgjeruar pafundësisht dhe për të zënë të gjithë vëllimin që u jepet shpjegohet me lëvizjen e vazhdueshme kaotike të molekulave. Elasticiteti i gazeve, lëndëve të ngurta dhe lëngjeve, aftësia e lëngjeve për të lagur disa lëndë të ngurta, proceset e ngjyrosjes, ngjitjes, ruajtja e formës së trupave të ngurtë dhe shumë më tepër tregojnë ekzistencën e forcave tërheqëse dhe zmbrapsëse midis molekulave. Fenomeni i difuzionit - aftësia e molekulave të një lënde për të depërtuar në zbrazëtirat midis molekulave të një tjetre - konfirmon gjithashtu dispozitat themelore të MKT. Dukuria e difuzionit shpjegon p.sh. përhapjen e aromave, përzierjen e lëngjeve të ndryshme, procesin e tretjes së lëndëve të ngurta në lëngje, saldimin e metaleve me shkrirjen e tyre ose me presion. Një konfirmim i lëvizjes së vazhdueshme kaotike të molekulave është edhe lëvizja Brownian - lëvizja e vazhdueshme kaotike e grimcave mikroskopike që janë të patretshme në një lëng.

Lëvizja e grimcave Brownian shpjegohet me lëvizjen kaotike të grimcave të lëngshme që përplasen me grimcat mikroskopike dhe i vënë ato në lëvizje. Është vërtetuar eksperimentalisht se shpejtësia e grimcave Brownian varet nga temperatura e lëngut. Teoria e lëvizjes Brownian u zhvillua nga A. Einstein. Ligjet e lëvizjes së grimcave janë të një natyre statistikore, probabiliste. Ekziston vetëm një mënyrë e njohur për të zvogëluar intensitetin e lëvizjes Brownian - një ulje e temperaturës. Ekzistenca e lëvizjes Brownian konfirmon bindshëm lëvizjen e molekulave.

Çdo substancë përbëhet nga grimca, prandaj sasia e substancës v konsiderohet të jetë proporcionale me numrin e grimcave, d.m.th. elementet strukturore që përmbahen në trup.

Njësia e sasisë së një lënde është nishani. Një nishan është sasia e një lënde që përmban aq elementë strukturorë të çdo substance sa ka atome në 12 g karbon C12. Raporti i numrit të molekulave të një lënde me sasinë e një substance quhet konstante Avogadro:

Konstanta Avogadro tregon se sa atome dhe molekula përmbahen në një mol të një substance. Masa molare - masa e një moli të një substance, e barabartë me raportin e masës së substancës me sasinë e substancës:

Masa molare shprehet në kg/mol. Duke ditur masën molare, mund të llogarisni masën e një molekule:

Masa mesatare e molekulave zakonisht përcaktohet me metoda kimike, konstanta Avogadro është përcaktuar me saktësi të lartë nga disa metoda fizike. Masat e molekulave dhe atomeve përcaktohen me një shkallë të konsiderueshme saktësie duke përdorur një spektrograf masiv.

Masat e molekulave janë shumë të vogla. Për shembull, masa e një molekule uji:

Masa molare lidhet me masën molekulare relative Mg. Pesha molekulare relative është një vlerë e barabartë me raportin e masës së një molekule të një substance të caktuar me 1/12 e masës së një atomi karboni C12. Nëse dihet formula kimike e një lënde, atëherë masa e saj relative mund të përcaktohet duke përdorur tabelën periodike, e cila, kur shprehet në kilogramë, tregon madhësinë e masës molare të kësaj substance.