Moleküler-kinetik teori kanıtlanmıştır Moleküllerin kaotik kaotik hareketinin bazı kanıtlarını verelim: gazın kendisine sağlanan tüm hacmi işgal etme arzusu, kokulu gazın odaya yayılması; b Brownian hareketi, mikroskopta görülebilen, süspansiyon halinde bulunan ve içinde çözünmeyen en küçük madde parçacıklarının rastgele hareketidir. Difüzyon gazlarda, sıvılarda ve tüm cisimlerde kendini gösterir. katılar ah, ama değişen derecelerde. Gazlarda difüzyon, kokulu bir kap varsa gözlenebilir ...

Bu çalışma size uymuyorsa sayfanın alt kısmında benzer çalışmaların listesi bulunmaktadır. Arama butonunu da kullanabilirsiniz

MOLEKÜLER KİNETİK KURAMIN DENEYSEL DOĞRULAMASI

Molekülere göre Kinetik teori Tüm maddeler molekül adı verilen küçük parçacıklardan oluşur. Moleküller sürekli hareket halindedir ve birbirleriyle etkileşirler. Molekül, bir maddenin kendine ait en küçük parçacığıdır. kimyasal özellikler. Moleküller daha basit parçacıklardan oluşur - kimyasal elementlerin atomları. moleküller çeşitli maddeler farklı atomik bileşime sahiptir.

Moleküllerin kinetik enerjisi vardır akraba ve aynı zamanda etkileşimin potansiyel enerjisi E ter . Gaz halinde E akraba > E ter . sıvı ve katı halde kinetik enerji parçacıklar etkileşimlerinin enerjisiyle karşılaştırılabilir.

Üç ana nokta Moleküler Kinetik Teori:

1. Tüm maddeler moleküllerden oluşur, yani. ayrı bir yapıya sahiptir, moleküller boşluklarla ayrılır.

2. Moleküller sürekli rastgele (kaotik) hareket halindedir.

3. Vücudun molekülleri arasında etkileşim kuvvetleri vardır.

Moleküler-kinetik teori doğrulandı

Moleküllerin rastgele (kaotik) hareketinin kanıtlarından bazıları şunlardır:

a) gazın kendisine sağlanan tüm hacmi işgal etme arzusu (oda boyunca kokulu gazın dağılımı);

b) Brownian hareketi - mikroskopta görülebilen, içinde süspansiyon halinde olan ve içinde çözünmeyen en küçük madde parçacıklarının rastgele hareketi. Bu hareket, sürekli kaotik hareket halinde olan sıvıyı çevreleyen moleküllerin kaotik etkilerinin etkisi altında meydana gelir;

c) difüzyon - bitişik maddelerin moleküllerinin karşılıklı penetrasyonu. Difüzyon sırasında, sürekli hareket halinde olan bir cismin molekülleri, onunla temas halinde olan başka bir cismin molekülleri arasındaki boşluklara nüfuz eder ve aralarında yayılır. Difüzyon kendini tüm cisimlerde - gazlarda, sıvılarda ve katılarda - ancak değişen derecelerde gösterir.

1. Difüzyon.

İçeride kokulu gaz içeren bir kap açılırsa gazlarda difüzyon gözlemlenebilir. Bir süre sonra gaz odaya yayılacaktır.

Sıvılarda difüzyon gazlardan çok daha yavaştır. Örneğin bir bardağa bakır sülfat çözeltisi dökelim ve ardından çok dikkatli bir şekilde bir kat su ekleyip bardağı sabit sıcaklıkta ve sallanmaya maruz kalmayacağı bir odaya bırakalım. Bir süre sonra, vitriol ve su arasındaki keskin sınırın kaybolduğunu gözlemleyeceğiz ve birkaç gün sonra, vitriolün yoğunluğunun suyun yoğunluğundan daha büyük olmasına rağmen sıvılar karışacaktır. Ayrıca suyu alkol ve diğer sıvılarla yayar.

Katılarda difüzyon, sıvılardan bile daha yavaştır (birkaç saatten birkaç yıla kadar). Sadece iyi topraklanmış cisimlerde, yer cisimlerinin yüzeyleri arasındaki mesafeler moleküller arasındaki mesafelere yakın olduğunda gözlemlenebilir (10).-8 santimetre). Bu durumda, artan sıcaklık ve basınç ile difüzyon hızı artar.

Kanıtı kuvvet etkileşimi moleküller:

a) kuvvetin etkisi altındaki cisimlerin deformasyonu;

b) katı cisimler tarafından formun korunması;

c) sıvıların yüzey gerilimi ve bunun sonucunda ıslanma ve kılcallık olgusu.

Moleküller arasında hem çekici hem de itici kuvvetler vardır (Şekil 1). Moleküller arasındaki küçük mesafelerde itici kuvvetler baskındır. Moleküller arasındaki r mesafesi arttıkça, hem çekici hem de itici kuvvetler azalır, itici kuvvetler daha hızlı azalır. Bu nedenle, bazı r değeri için 0 (moleküller arası mesafe) çekim ve itme kuvvetleri karşılıklı olarak dengelenir.

Pirinç. bir. Çekici ve itici güçler.

İtici kuvvetlere pozitif işaret ve çekici kuvvetlere negatif işaret atamayı ve itici ve çekici kuvvetlerin cebirsel bir toplamasını yapmayı kabul edersek, Şekil 2'de gösterilen grafiği elde ederiz.

Pirinç. 2. İtici ve çekici kuvvetlerin cebirsel eklenmesi.

Pirinç. 3. Moleküllerin etkileşiminin potansiyel enerjisinin aralarındaki mesafeye bağımlılığı.

Şekil 3, moleküllerin etkileşiminin potansiyel enerjisinin aralarındaki mesafeye bağımlılığının bir grafiğini göstermektedir. mesafe r 0 moleküller arası, potansiyel enerjilerinin minimumuna karşılık gelir (Şekil 3). Moleküller arasındaki mesafeyi şu veya bu yönde değiştirmek için, işi hakim olan çekim veya itme kuvvetlerine karşı harcamak gerekir. Daha kısa mesafelerde (Şekil 2) eğri dik bir şekilde yükselir; bu bölge, güçlü bir molekül itmesine karşılık gelir (esas olarak yaklaşan çekirdeklerin Coulomb itmesi nedeniyle). Moleküller büyük mesafelerde çeker.

mesafe r0 moleküllerin kararlı bir denge karşılıklı pozisyonuna karşılık gelir. Şekil 2, moleküller arasındaki mesafe arttıkça, hakim çekim kuvvetlerinin denge pozisyonunu geri getirdiğini ve aralarındaki mesafe azaldığında, dengenin hakim itici kuvvetler tarafından yeniden kurulduğunu göstermektedir.

Modern deneysel yöntemler fizik (X-ışını kırınım analizi, elektron mikroskobu ile gözlemler ve diğerleri) maddelerin mikro yapısını gözlemlemeyi mümkün kıldı.

2. Avogadro'nun numarası.

Bir maddenin molekül ağırlığına eşit olan gram sayısına gram molekül veya mol denir. Örneğin, 2 g hidrojen, bir gram hidrojen molekülüdür; 32 gram oksijen, bir gram oksijen molekülünü oluşturur. Bir mol maddenin kütlesine o maddenin molar kütlesi denir.

ile gösterilir m . hidrojen için ; oksijen için ; nitrojen için vb.

Bir mol farklı maddenin içerdiği molekül sayısı aynıdır ve Avogadro sayısı (N) olarak adlandırılır. A).

Avogadro sayısı son derece büyüktür. Devasalığını hissetmek için, Karadeniz'e Avogadro'nun sayısına eşit sayıda toplu iğne başı (her biri yaklaşık 1 mm çapında) döküldüğünü hayal edin. Aynı zamanda, Karadeniz'de artık su için yer olmadığı ortaya çıkacaktı: sadece ağzına kadar doldurulmakla kalmayacak, aynı zamanda bu toplu iğne başlarının büyük bir fazlası ile de doldurulacaktı. Avogadrum sayısı, örneğin Fransa topraklarına eşit bir alanı, yaklaşık 1 km kalınlığında bir tabaka ile kaplayabilir. Ve bu kadar çok sayıda bireysel molekül sadece 18 g suda bulunur; 2 g hidrojen, vb.

1 cm olduğu tespit edildi. 3 normal koşullar altında herhangi bir gaz (yani 0'da 0 C ve basınç 760 mm. rt. Madde) 2.710 içerir 19 molekül.

Bu sayıya eşit sayıda tuğla alırsak, bu tuğlalar sıkıca paketlenmiş olarak tüm arazinin yüzeyini kaplayacaktır. küre 120 m yüksekliğinde katman Gazların kinetik teorisi, yalnızca bir gaz molekülünün serbest yolunu (yani, bir molekülün çarpışmadan diğer moleküllerle çarpışmaya kadar kat ettiği ortalama mesafeyi) ve molekülün çapını hesaplamanıza izin verir.

Bu hesaplamaların bazı sonuçlarını sunuyoruz.

Tek tek moleküllerin çapları küçük miktarlardır. Milyonlarca kez büyütüldüğünde, moleküller bu kitabın tipografik türündeki bir nokta boyutunda olacaktır. M ile belirtin - gaz kütlesi (herhangi bir madde). sonra ilişkigazın mol sayısını verir.

Gaz moleküllerinin sayısı n şu şekilde ifade edilebilir:

(1).

Birim hacimdeki molekül sayısı n 0 şuna eşit olacaktır:

(2) , burada: V gazın hacmidir.

Bir molekülün kütlesi m 0 formülle belirlenebilir:

(3) .

Molekülün bağıl kütlesi m rel m molekülünün mutlak kütlesinin oranına eşit değer denir 0 bir karbon atomunun kütlesinin 1/12'sine kadar m ok.

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

3. İdeal gaz denklemi ve izoprosesler.

İdeal gaz hal denklemini kullanarak, gazın kütlesinin ve üç parametreden birinin (basınç, hacim veya sıcaklık) değişmeden kaldığı süreçler incelenebilir. Üçüncü parametrenin sabit bir değeri için iki gaz parametresi arasındaki nicel ilişkilere gaz yasaları denir.

Parametrelerden birinin sabit bir değerinde meydana gelen işlemlere izoprosesler (Yunanca "isos" - eşittir) denir. Doğru, gerçekte hiçbir işlem, herhangi bir parametrenin kesin olarak sabit bir değeriyle ilerleyemez. Sıcaklık, basınç veya hacmin sabitliğini ihlal eden belirli etkiler her zaman vardır. Sadece laboratuvar koşullarında bir veya başka bir parametrenin sabitliğini iyi bir doğrulukla korumak mümkündür, ancak mevcut teknik cihazlarda ve doğada bu neredeyse imkansızdır.

Bir izoproses, yalnızca gerçeğe yaklaşan gerçek bir sürecin idealize edilmiş bir modelidir.

Makroskopik cisimlerin termodinamik sisteminin durumunu değiştirme süreci Sabit sıcaklık izotermal denir.

Gazın sıcaklığını sabit tutmak için, büyük bir sistemle - bir termostatla ısı alışverişi yapabilmesi gerekir. Aksi takdirde, sıkıştırma veya genleşme sırasında gazın sıcaklığı değişecektir. termostat olabilir atmosferik hava sıcaklığı süreç boyunca gözle görülür şekilde değişmiyorsa.

İdeal bir gazın durum denklemine göre, sabit sıcaklıktaki herhangi bir durumda, gaz basıncı ve hacminin çarpımı sabit kalır: pV=const, T=const'ta. Belirli bir kütleye sahip bir gaz için, gazın sıcaklığı değişmiyorsa, gazın basıncı ile hacminin çarpımı sabittir.

Bu yasa deneysel olarak İngiliz bilim adamı R. Boiler (1627 - 1691) ve bir süre sonra Fransız bilim adamı E Mariotte (1620 -1684) tarafından keşfedildi. Bu nedenle Boyle-Mariotte yasası olarak adlandırılır.

Boyle yasası - Mariotte, herhangi bir gaz ve bunların karışımları, örneğin hava için geçerlidir. Sadece atmosferik basınçtan birkaç yüz kat daha büyük basınçlarda bu yasadan sapma önemli hale gelir.

Sabit sıcaklıkta gaz basıncının hacme bağımlılığı, izoterm adı verilen bir eğri ile grafiksel olarak temsil edilir. Bir gaz izotermi, basınç ve hacim arasındaki ters ilişkiyi gösterir. Bu tür bir eğriye matematikte hiperbol denir.

Farklı sabit sıcaklıklar, farklı izotermlere karşılık gelir. Sıcaklık arttıkça, V=sabit ise durum denklemine göre basınç artar. Bu nedenle, daha yüksek bir sıcaklığa karşılık gelen izoterm T 2 , düşük sıcaklık T'ye karşılık gelen izotermin üzerinde yer alır 1 .

İzotermal bir işlem, yaklaşık olarak, pompa pistonunun altındaki gazın kaptan dışarı pompalanması sırasında genleşmesi sırasında havanın yavaş sıkıştırılması işlemi olarak düşünülebilir. Doğru, bu durumda gazın sıcaklığı değişir, ancak ilk yaklaşımda bu değişiklik ihmal edilebilir.

Bir termodinamik sistemin durumunu değiştirme süreci sabit basınç izobarik denir (Yunanca "baros" dan - ağırlık, ağırlık).

Denkleme göre, sabit basınçlı bir gazın herhangi bir durumunda, gaz hacminin sıcaklığına oranı sabit kalır: =const at p=const.

Belirli bir kütleye sahip bir gaz için, gazın basıncı değişmiyorsa, hacmin sıcaklığa oranı sabittir.

Bu yasa 1802'de Fransız bilim adamı J. Gay-Lussac (1778 - 1850) tarafından deneysel olarak oluşturulmuştur ve Gay-Lussac yasası olarak adlandırılır.

Denkleme göre, gazın hacmi, sabit basınçta sıcaklığa doğrusal olarak bağlıdır: V=const T.

Bu bağımlılık, izobar adı verilen düz bir çizgi ile grafiksel olarak temsil edilir. Farklı basınçlar, farklı izobarlara karşılık gelir. Boyle-Mariotte yasasına göre, artan basınçla sabit sıcaklıkta gazın hacmi azalır. Bu nedenle, daha yüksek basınca karşılık gelen izobar p 2 , düşük basınca karşılık gelen izobarın altında yer alır p 1 .

Düşük sıcaklıklarda ideal gazın tüm izobarları T=0 noktasında birleşir. Ancak bu, gerçek gazın hacminin gerçekten yok olduğu anlamına gelmez. Güçlü soğutmaya sahip tüm gazlar sıvıya dönüşür ve hal denklemi sıvılar için geçerli değildir.

Bir termodinamik sistemin durumunu sabit bir hacimde değiştirme sürecine izokorik (Yunanca "horema" - kapasiteden) denir.

Durum denkleminden, sabit hacimli bir gazın herhangi bir durumunda, gaz basıncının sıcaklığına oranı değişmeden kalır: =const at V=const.

Belirli bir kütleye sahip bir gaz için, hacmi değişmezse, basıncın sıcaklığa oranı sabittir.

Bu gaz yasası 1787'de Fransız fizikçi J. Charles (1746 - 1823) tarafından oluşturulmuştur ve Charles yasası olarak adlandırılır. Denkleme göre:

Sabit V=sabit gaz basıncında sabit hacimde sıcaklığa doğrusal olarak bağlıdır: p=sabit T.

Bu bağımlılık, izokor adı verilen düz bir çizgi ile temsil edilir.

Farklı hacimler farklı izokorlara karşılık gelir. Sabit sıcaklıkta bir gazın hacmindeki bir artışla, Boyle-Mariotte yasasına göre basıncı azalır. Bu nedenle, daha büyük bir V hacmine karşılık gelen izokor 2 , daha küçük V hacmine karşılık gelen izokorun altında yer alır 1 .

Denkleme göre, tüm izokorlar T=0 noktasından başlar.

Yani ideal bir gazın mutlak sıfırdaki basıncı sıfırdır.

Herhangi bir kapta veya bir ampulde ısıtıldığında gaz basıncındaki artış izokorik bir işlemdir. Sabit hacimli gaz termostatlarında izokorik proses kullanılır.

4. Sıcaklık.

Herhangi bir makroskopik cisim veya makroskopik cisimler grubuna termodinamik sistem denir.

Termal veya termodinamik denge, tüm makroskopik parametrelerinin değişmeden kaldığı bir termodinamik sistemin durumudur: hacim, basınç değişmez, ısı transferi olmaz, bir kümelenme durumundan diğerine geçiş yoktur, vb. değişmeden dış koşullar herhangi bir termodinamik sistem kendiliğinden bir termal denge durumuna geçer.

Sıcaklık - fiziksel miktar bir vücut sisteminin termal denge durumunu karakterize eden: sistemin birbirleriyle termal dengede olan tüm gövdeleri aynı sıcaklığa sahiptir.

Mutlak sıfır sıcaklık - ideal bir gazın basıncının sabit hacim sabit basınçta ideal bir gazın hacmi sıfır veya sıfır olmalıdır.

Termometre - sıcaklığı ölçmek için bir cihaz. Tipik olarak, termometreler Celsius ölçeğinde kalibre edilir: su kristalleşme sıcaklığı (buz erimesi) 0 ° C'ye karşılık gelir, kaynama noktası 100 ° C'dir.

Kelvin, sıfır sıcaklığın mutlak sıfıra karşılık geldiği, Kelvin ölçeğindeki sıcaklık biriminin Celsius derecesine eşit olduğu bir mutlak sıcaklık ölçeği getirdi: [T] = 1 K (Kelvin).

Enerji birimi cinsinden sıcaklık ile Kelvin cinsinden sıcaklık arasındaki ilişki:

nerede k \u003d 1.38 * 10 -23 J/K - Boltzmann sabiti.

Bağ mutlak ölçek ve Santigrat ölçeği:

T = t + 273, burada t Santigrat derece cinsinden sıcaklıktır.

Gaz moleküllerinin rastgele hareketinin ortalama kinetik enerjisi, mutlak sıcaklıkla orantılıdır:

Eşitlik (1) dikkate alınarak moleküler kinetik teorinin temel denklemi aşağıdaki gibi yazılabilir: p = nkT .

Basınç için ideal bir gazın moleküler-kinetik teorisinin temel denklemleri.

Aşağıdaki durumlarda bir gaz ideal olarak adlandırılır:

1) gaz moleküllerinin kendi hacmi, kabın hacmine kıyasla ihmal edilebilir;

2) gaz molekülleri arasında etkileşim kuvveti yoktur;

3) gaz moleküllerinin kabın duvarlarıyla çarpışması kesinlikle esnektir.

Normale yakın koşullar altında ve aynı zamanda gerçek gazlar (örneğin oksijen ve helyum) düşük basınçlar ve yüksek sıcaklıklar ideal gazlara yakındır. İdeal bir gazın parçacıkları, çarpışmalar arasındaki aralıklarda düzgün ve doğrusal hareket eder. Kabın duvarlarındaki gaz basıncı, gaz moleküllerinin duvara hızlı takip eden bir dizi etkisi olarak düşünülebilir. Bireysel etkilerin neden olduğu baskının nasıl hesaplanacağına bakalım. Belirli bir yüzey üzerinde bir dizi ayrı ve sık çarpmanın meydana geldiğini düşünelim. Böyle bir ortalama sabit kuvvet bulun , bireysel etkilerin meydana geldiği t süresi boyunca hareket eden, bütün bu etkilerle aynı etkiyi üretecektir. Bu durumda, t süresi boyunca bu ortalama kuvvetin momentumu, bu süre boyunca yüzeyin aldığı tüm bu darbelerin darbelerinin toplamına eşit olmalıdır, yani.

Nerede t 1 , t 2 , t 3 ... t n - birinci, ikinci, ..., etkileşim süresi, n'inci moleküller bir duvarla (yani çarpma süresi); f 1 , f 2 , f 3 ... fn moleküllerin duvara çarpma kuvvetidir. Bu formülden aşağıdaki gibidir:

(7).

Belirli bir yüzey üzerindeki bir dizi bireysel darbenin neden olduğu ortalama basınç kuvveti, bu yüzey tarafından birim zamanda alınan tüm darbelerin darbelerinin toplamına sayısal olarak eşittir, izokor olarak adlandırılır.

5. Gaz moleküllerinin hızları.

Formül (12) şu şekilde yazılabilir:

(15), nerede (gaz kütlesi).

(15) ifadesinden gaz moleküllerinin ortalama kare hızını hesaplıyoruz:

(16) .

Bilerek (R evrensel gaz sabitidir; R=8.31), belirlemek için yeni ifadeler elde ederiz. .

(17) .

Gümüş buhar moleküllerinin hareket hızlarının deneysel olarak belirlenmesi ilk olarak 1920'de Stern tarafından gerçekleştirilmiştir.

Pirinç. 5. Stern'in deneyi.

Cam silindir E'den hava pompalandı (Şekil 5). Bu silindirin içine, onunla ortak bir O eksenine sahip olan ikinci bir D silindiri yerleştirildi.D silindirinin generatrisi boyunca dar bir C yarığı şeklinde bir kesim vardı.Eksen boyunca gümüş kaplı bir platin tel gerildi. , içinden akım geçebilir. Aynı zamanda tel ısıtıldı ve yüzeyindeki gümüş buhara dönüştü. Gümüş buharı molekülleri farklı yönlere dağılmış, bazıları D silindirinin C yuvasından geçmiş ve E silindirinin iç yüzeyinde dar bir şerit şeklinde bir gümüş birikintisi belirmiştir. Şek. 5 gümüş şeridin konumu A harfi ile işaretlenmiştir.

Tüm sistem, tel dönme ekseni olacak şekilde çok hızlı harekete geçirildiğinde, E silindiri üzerindeki A şeridinin yana kaydığı ortaya çıktı, yani. örneğin, A noktasında değil, B noktasında. Bunun nedeni, gümüş molekülleri CA yolunda uçarken, E silindirinin A noktasının AB kadar dönmek için zamanının olması ve gümüş moleküllerinin A noktasına değil, A noktasına düşmesidir. B noktası

AB = d gümüş şeridinin kaymasını gösterelim; E silindirinin R'den R'ye yarıçapı, D silindirinin r'den r'ye yarıçapı ve tüm sistemin saniyedeki devir sayısı n.

Sistemin bir devri için, E silindirinin yüzeyindeki A noktası yolu geçecek, uzunluğa eşit 2πR'yi daire içine alın ve 1 saniyede yolu kaplayacak. A noktasının AB = d kadar ilerlediği t süresi şuna eşit olacaktır:. t süresi boyunca, gümüş buhar molekülleri bir mesafe uçtu CA = R - r . Hızları v, katedilen mesafenin zamana bölünmesiyle bulunabilir:veya, t'yi değiştirerek şunu elde ederiz:.

D silindirinin duvarındaki gümüş kaplamanın bulanık olduğu ortaya çıktı, bu da moleküllerin farklı hızlarının varlığını doğruladı.Deneyimlere göre, en olası v hızını belirlemek mümkün oldu. ver bu da gümüş yatağının en büyük kalınlığına tekabül ediyordu.

En olası hız, Maxwell tarafından verilen formül kullanılarak hesaplanabilir:(on sekiz). Maxwell'in hesaplamalarına göre, moleküllerin aritmetik ortalama hızı: (19).

6. İdeal bir gazın hal denklemi Mendeleev-Clapeyron denklemidir.

Moleküler kinetik teorinin temel denkleminden (formül (14) Avogadro yasasını izler: aynı koşullar altında (aynı sıcaklık ve aynı basınç) eşit hacimde farklı gazlar aynı sayıda molekül içerir:(bir gaz için),(diğer gaz için).

V1 = V2 ise; T1 = T2; r 1 \u003d r 2, ardından n 01 \u003d n 02.

SI sistemindeki bir madde miktarının biriminin mol (gram-molekül) kütlesi olduğunu hatırlayın. m bir maddenin bir molüne o maddenin molar kütlesi denir. Bir mol farklı maddenin içerdiği molekül sayısı aynıdır ve Avogadro sayısı (N) olarak adlandırılır. A = 6.0210 23 1/mol).

Bir mol için ideal bir gazın hal denklemini yazıyoruz:, nerede Vm - bir mol gazın hacmi;, nerede Vm - bir mol gazın hacmi; (Evrensel gaz sabiti).

Sonunda elimizde: (26).

Denklem (26) Clapeyron denklemi olarak adlandırılır (bir mol gaz için). Normal koşullar altında (p = 1.01310 5 Pa ve T = 273.15 0 K) herhangi bir gazın molar hacmi V m = 22.410 -3 . (26) formülünden belirleriz; .

Bir mol gaz için (26) denkleminden, herhangi bir gaz kütlesi m için Mendeleev-Clapeyron denklemine gidilebilir.

Davranış gazın mol sayısını verir. Eşitsizliğin (26) sol ve sağ kısımlarını şu şekilde çarparız:.

Sahibiz gazın hacmi nerede

Son olarak yazalım: (27 ) . Denklem (27) Mendeleev-Clapeyron denklemidir. Gaz yoğunluğu bu denkleme dahil edilebilir ve .

(27) formülünde, V'yi değiştiririz ve elde ederiz veya .

7. Deneyimli gaz yasaları. İdeal gaz karışımının basıncı (Dalton yasası).

Ampirik olarak, moleküler-kinetik teorinin ortaya çıkmasından çok önce, ideal bir gazdaki denge izoproseslerini tanımlayan bir dizi yasa keşfedildi. Bir izoproses, durum parametrelerinden birinin değişmediği (sabit olduğu) bir denge sürecidir. İzotermal (T = const), izobarik (p = const), izokorik (V = const) izoprosesler vardır. izotermal süreç Boyle-Mariotte kanunu tarafından açıklanmaktadır: "İşlem sırasında ideal bir gazın kütlesi ve sıcaklığı değişmiyorsa, gaz basıncının ve hacminin çarpımı sabittir. PV = sabit (29). Grafik görüntü durum denklemlerine durum diyagramı denir. İzoprosesler durumunda, durum diyagramları iki boyutlu (düz) eğriler olarak gösterilir ve sırasıyla izotermler, izobarlar ve izokorlar olarak adlandırılır.

İkiye karşılık gelen izotermler farklı sıcaklıklarŞek. 6.

Pirinç. 6. İki farklı sıcaklığa karşılık gelen izotermler.

İzobarik süreç Gay-Lussac yasası ile tanımlanır: "Eğer süreç sırasında ideal bir gazın basıncı ve kütlesi değişmezse, o zaman gaz hacminin mutlak sıcaklığına oranı sabittir:(30).

İki farklı basınca karşılık gelen izobarlar Şekil 7'de gösterilmiştir.

Pirinç. 7. İki farklı basınca karşılık gelen izobarlar.

İzobarik sürecin denklemi farklı şekilde yazılabilir:31), burada V 0 - 0'da gaz hacmi 0C; V t - t'deki gaz hacmi 0 C; t, Santigrat derece cinsinden gaz sıcaklığıdır;α - hacimsel genişleme katsayısı. (31) formülünden şu sonucu çıkar:. Fransız fizikçi Gay-Lussac'ın (1802) deneyleri, her tür gazın hacimsel genleşme katsayılarının aynı olduğunu ve, yani 1 ısıtıldığında 0 C gazı hacmini 0'da kapladığı hacmin bir kısmı kadar artırır. 0 C. Şek. 8, gaz V hacminin bağımlılığının bir grafiğini gösterir. t sıcaklık 0C.

Pirinç. sekiz. Gaz hacmi grafiği V t sıcaklık 0C.

Bir izokorik süreç Charles yasası tarafından tanımlanır: "Eğer süreç sırasında ideal bir gazın hacmi ve kütlesi değişmezse, o zaman gaz basıncının mutlak sıcaklığına oranı sabittir:

(32).

İki farklı hacme karşılık gelen izokorlar, Şek. 9.

Pirinç. 9. İki farklı hacme karşılık gelen izokorlar.

İzokorik süreç denklemi farklı şekilde yazılabilir:(33) nerede - gaz basıncıİTİBAREN; - t'deki gaz basıncı; t, Santigrat derece cinsinden gaz sıcaklığıdır;- basınç sıcaklık katsayısı. (33) formülünden şu sonucu çıkar:. Tüm gazlar ve . Gaz ısıtılırsaC (V=const'ta), o zaman gaz basıncı artacaktır.ne zaman sahip olduğu baskının bir parçasıC. Şekil 10, sıcaklık t'ye karşı gaz basıncının bir grafiğini göstermektedir.

Pirinç. on. Gaz basıncının sıcaklığa karşı grafiği t.

AB doğrusuna x eksenini kesene kadar devam edersek (nokta), o zaman bu apsisin değeri formül (33) ile belirlenir, eğersıfıra eşittir.

;

Bu nedenle, bir sıcaklıktagaz basıncının sıfıra gitmesi gerekir, ancak böyle bir soğutma ile gaz, gaz hali, ve bir sıvıya ve hatta bir katıya dönüşür. Sıcaklıkmutlak sıfır denir.

İçeri girmeyen gazların mekanik bir karışımı durumunda kimyasal reaksiyonlar, karışım basıncı da formülle belirlenir, nerede (karışım konsantrasyonutoplam n - bileşenlerdeki karışımın bileşenlerinin konsantrasyonlarının toplamına eşittir).

Dalton yasası şunları belirtir: Karışım basıncıkarışımı oluşturan gazların kısmi basınçlarının toplamına eşittir.. Baskı yapmak kısmi denir. Kısmi basıncı- bu, belirli bir gazın, karışımın bulunduğu kabı (karışım içinde bulunduğu miktarda) tek başına işgal etmesi durumunda oluşturacağı basınçtır.

KAYNAKÇA

1. Brychkov Yu.A., Marichev O.I., Prudnikov A.P. tablolar belirsiz integraller: El kitabı. - M.: Nauka, 1986.

2. Kogan M.N. Seyreltilmiş gazın dinamiği. M., Fizmatlit, 1999.

3. A.K. Kikoin, Moleküler Fizik. M., Fizmatlit, 1976.

4. Sivukhin D.V. Genel kurs fizik, v. 2. Termodinamik ve moleküler fizik. M., Fizmatlit, 1989.

5. Kiryanov A.P., Korshunov S.M. Termodinamik ve moleküler fizik. Öğrenci yardımı. Ed. Prof. CEHENNEM. Gladun. - M., "Aydınlanma", 1977.

SAYFA \* MERGEFORMAT 3

Moleküler-kinetik teori, maddenin en küçük parçacıkları olarak moleküllerin ve atomların varlığı kavramına dayanarak, maddenin çeşitli durumlarının özelliklerini inceleyen bir fizik dalıdır. BİT üç ana ilkeye dayanmaktadır:

1. Tüm maddeler en küçük parçacıklardan oluşur: moleküller, atomlar veya iyonlar.

2. Bu parçacıklar, hızı maddenin sıcaklığını belirleyen sürekli kaotik hareket halindedir.

3. Parçacıklar arasında, doğası aralarındaki mesafeye bağlı olan çekim ve itme kuvvetleri vardır.

MKT'nin ana hükümleri birçok deneysel gerçek tarafından onaylanmıştır. Moleküllerin, atomların ve iyonların varlığı deneysel olarak ispatlanmış, moleküller yeterince araştırılmış ve hatta elektron mikroskopları kullanılarak fotoğrafları çekilmiştir. Gazların süresiz olarak genişleme ve kendilerine sağlanan tüm hacmi işgal etme yeteneği, moleküllerin sürekli kaotik hareketi ile açıklanır. Gazların esnekliği, katı ve sıvı cisimler, sıvıların bazı katıları ıslatma yeteneği, renklendirme, yapıştırma, katıların şeklini koruma süreçleri ve çok daha fazlası, moleküller arasında çekim ve itme kuvvetlerinin varlığını gösterir. Difüzyon olgusu - bir maddenin moleküllerinin diğerinin molekülleri arasındaki boşluklara nüfuz etme yeteneği - ayrıca MKT'nin temel hükümlerini doğrular. Difüzyon fenomeni, örneğin kokuların yayılmasını, farklı sıvıların karışmasını, katıların sıvılarda çözülmesi sürecini, metallerin eritilerek veya basınçla kaynaklanmasını açıklar. Moleküllerin sürekli kaotik hareketinin bir teyidi de Brown hareketidir - bir sıvıda çözünmeyen mikroskobik parçacıkların sürekli kaotik hareketi.

Brown parçacıklarının hareketi, mikroskobik parçacıklarla çarpışan ve onları harekete geçiren sıvı parçacıklarının kaotik hareketiyle açıklanır. Brown parçacıklarının hızının sıvının sıcaklığına bağlı olduğu deneysel olarak kanıtlanmıştır. Brownian hareket teorisi A. Einstein tarafından geliştirilmiştir. Parçacıkların hareket yasaları istatistiksel, olasılıksal bir yapıya sahiptir. Brownian hareketinin yoğunluğunu azaltmanın bilinen tek bir yolu vardır - sıcaklıktaki azalma. Brownian hareketinin varlığı, moleküllerin hareketini ikna edici bir şekilde doğrular.

Herhangi bir madde parçacıklardan oluşur, bu nedenle v maddesinin miktarı, parçacık sayısıyla, yani vücutta bulunan yapısal elemanlarla orantılı olarak kabul edilir.

Bir maddenin miktar birimi moldür. Bir mol, herhangi bir maddenin 12 g C12 karbonundaki atom sayısı kadar yapısal element içeren bir madde miktarıdır. Bir maddenin molekül sayısının bir maddenin miktarına oranına Avogadro sabiti denir:

Avogadro sabiti, bir maddenin bir molünde kaç atom ve molekül bulunduğunu gösterir. Molar kütle - bir mol maddenin kütlesi, maddenin kütlesinin madde miktarına oranına eşit:

Molar kütle, kg/mol olarak ifade edilir. Molar kütleyi bilerek, bir molekülün kütlesini hesaplayabilirsiniz:

Ortalama molekül kütlesi genellikle kimyasal yöntemlerle belirlenir, Avogadro sabiti çeşitli fiziksel yöntemlerle yüksek doğrulukla belirlenir. Moleküllerin ve atomların kütleleri, bir kütle spektrografı kullanılarak önemli derecede doğrulukla belirlenir.

Moleküllerin kütleleri çok küçüktür. Örneğin, bir su molekülünün kütlesi:

Molar kütle, bağıl moleküler kütle Mg ile ilgilidir. Göreceli moleküler ağırlık, belirli bir maddenin bir molekülünün kütlesinin, bir C12 karbon atomunun kütlesinin 1/12'sine oranına eşit bir değerdir. biliniyorsa kimyasal formül madde, daha sonra periyodik tablo kullanılarak onun tarafından belirlenebilir bağıl kütle, kilogram cinsinden ifade edildiğinde değeri veren molar kütle bu madde.

12. Moleküler-kinetik teorinin temel hükümleri ve bunların deneysel olarak doğrulanması. Moleküllerin kütlesi ve boyutu

Cisimlerin yapısını ve özelliklerini, cisimleri oluşturan parçacıkların hareket ve etkileşim yasalarına dayanarak açıklayan teoriye denir. moleküler kinetik.

Moleküler kinetik teorinin (MKT) ana hükümleri aşağıdaki gibi formüle edilmiştir:

Herhangi bir maddenin ayrık (süreksiz) bir yapısı vardır. Boşluklarla ayrılmış bireysel parçacıklardan (moleküller, atomlar, iyonlar) oluşur.

Parçacıklar, termal olarak adlandırılan sürekli bir kaotik hareket halindedir.

Parçacıklar birbirleriyle etkileşir. Etkileşimleri sürecinde, çekim ve itme kuvvetleri ortaya çıkar.

MKT'nin geçerliliği çok sayıda gözlem ve gerçekle doğrulanır.

Maddelerde geçirgenlik, sıkıştırılabilirlik ve çözünürlüğün varlığı, bunların sürekli olmadıklarını, ancak aralıklarla ayrılmış ayrı parçacıklardan oluştuğunu gösterir. Modern araştırma yöntemleri (elektron ve iyon mikroskopları) kullanılarak en büyük moleküllerin görüntüleri elde edildi.

Brownian hareketi ve difüzyon, parçacıkların sürekli hareket halinde olduğunu gösterir.

Vücutların mukavemet ve elastikiyetinin varlığı, ıslanma olgusu, sıvılarda yüzey gerilimi vb. Moleküller arasındaki etkileşim kuvvetlerinin varlığını kanıtlayın.

Moleküllerin kütlesi ve boyutu.

Moleküllerin boyutu koşullu bir değerdir. Aşağıdaki gibi değerlendirilir. Moleküller arasında çekim kuvvetlerinin yanında itici kuvvetler de vardır, bu nedenle moleküller birbirlerine ancak belirli bir mesafeye kadar yaklaşabilirler. Molekül merkezlerinin en yakın yaklaşma mesafesine denir. etkili moleküler çap.(Bu durumda, geleneksel olarak moleküllerin küresel bir şekle sahip olduğu varsayılır.)

Moleküllerin kütlelerini ve boyutlarını belirlemek için sayısız yöntemin yardımıyla, çok sayıda atom içeren organik madde molekülleri hariç, çoğu molekülün büyüklük sırasına göre 1 çapa sahip olduğu tespit edilmiştir. x 10 - 10 m ve 1 x 10 - 26 kg kütle.

Bağıl moleküler ağırlık.

Bağıl moleküler (veya atomik) kütle Bay (veya bir r ) bir molekülün (veya atomun) kütlesinin bu madde etrafındaki m karbon atomunun kütlesinin 1/12'sine oranına eşit bir değer derler, yani.

Bağıl moleküler (atomik) kütle, boyutu olmayan bir miktardır.

Madde miktarı. Molar kütle. Molekülün kütlesi.

ν maddesinin miktarı, belirli bir cisimdeki molekül (veya atom) N sayısının 0.012 kg karbondaki N A atom sayısına oranına eşit bir değerdir, yani. ν = N/ N A (NA, Avogadro'nun sayısıdır).

Bir maddenin molar kütlesi M, o maddenin 1 molünün kütlesidir.

Bu nedenle, bir molekülün (atomun) kütlesi, ilişkiden belirlenebilir.

13. İdeal gaz. İdeal bir gazın temel denklemi mkt

İdeal bir gaz, özelliklerini tanımlarken aşağıdaki varsayımların yapıldığı böyle bir gazdır: gaz moleküllerinin içsel boyutunu hesaba katmazlar ve aralarındaki etkileşim kuvvetlerini hesaba katmazlar.

Bu nedenle, ideal gaz modeli, birbirleriyle ve gaz içeren bir kabın duvarları ile yalnızca doğrudan çarpışmada etkileşime giren, kaotik olarak hareket eden bir dizi malzeme noktasıdır.

Moleküler kinetik teorinin (MKT) ana hükümleri

ve bunların deneysel olarak doğrulanması.

Dersin Hedefleri:

eğitici:

ILC'nin ana hükümlerini formüle etmek;

Brown hareketinin bilimsel ve ideolojik önemini ortaya çıkarmak;

moleküller arasındaki mesafeye çekim ve itme kuvvetlerinin bağımlılığının doğasını belirlemek; kalite problemlerini çözmeyi öğrenmek;

Geliştirme:

teori bilgisini pratikte uygulama becerisini geliştirmek; gözlem, bağımsızlık; öğrencilerin mantıksal olarak düşünmesi Öğrenme aktiviteleri bilgi çıkarma ve sonuç çıkarma yeteneği

eğitici: doğal fenomenlerin birliği ve birbiriyle bağlantısı hakkında fikirlerin oluşumuna devam etmek.

Planlanan sonuçlar:

Bilin: moleküler kinetik teorinin ana hükümleri ve bunların deneysel olarak doğrulanması; difüzyon kavramları, Brown hareketi.

Yapabilmek: hipotezler formüle etmek ve sonuçlar çıkarmak, nitel problemleri çözmek.

Ders türü: ders - seminer, yeni materyal öğrenme

Yönetmelikler: 2 ders

Karmaşık metodolojik destek: multimedya projektörü, bilgisayar, ekran, deneyleri anlatan çizimler, deneyler için cihazlar.

Açıklayıcı not.

Sınıf 4-5 kişilik 3 gruba ayrılır. Her gruba, ILC hükümlerinden birinin deneysel olarak doğrulanması hakkında bir hikaye hazırlama görevi verilir. Roller kendi aralarında bağımsız olarak dağıtılır: biri teorik materyal hazırlar, diğeri bir sunum (veya interaktif beyaz tahta için slaytlar) hazırlar, geri kalanı deneyler hazırlar. İçindeki malzeme olduğundan genel anlamdaçocuklar zaten tanıdık (7. sınıftan), görev oldukça güçlerinde.

Hafta boyunca, her grup görevini tamamlamalıdır.

Her gruba sunum için 20 dakika verilir.

Adamların performansından sonra (herkes tarafından özetlenen), 5 dakikalık bir tartışma ve yoldaşların sorularının cevapları var.

Sonra öğretmen sorular sorar (yaratıcı grup dahil herkese)

Dersin sonunda öğretmen sonuçları özetler, genel sonuçlar çıkarır

Öğretmen tanıtımı

Amerikalı fizikçi Reiman, “... İnsanlık ve emeklerinin meyveleri ortadan kalkarsa ve gelecek nesiller için bir cümle bırakmasına izin verilirse, o zaman şu olacaktır:

A) Madde taneciklerden oluşur.

B) Parçacıklar hareket ediyor;

B) birbirleriyle etkileşim

Tüm maddeler parçacıklardan oluşur: aralarında boşluk bulunan moleküller, atomlar, iyonlar.

1) Mekanik kırma (tebeşir, hamuru)

2) Bir maddenin çözünmesi (potasyum permanganat, şeker)

3) Farklı sıvıların (su ve alkol) karıştırılması, karışımın hacminin, karıştırılmadan önce iki sıvının kapladığı toplam hacimden daha az olduğunu gösterir. Bu, sıvıların molekülleri arasında boşluklar olması ve sıvılar karıştırıldığında bir tanesinin moleküllerinin boşluklara girmesiyle açıklanabilir. boş alan başka bir sıvının molekülleri arasında

Isıtıldığında cisimler genişler (moleküller arasındaki boşluklar artar, moleküllerin boyutu değişmez)

4) Bir deneyim. Isıtılmamış halde çelik halkadan sakince geçen çelik bilyeyi ısıtıyoruz. Isındıktan sonra top çembere sıkışır. Soğuyunca top çembere düşüyor.

5) İçine cam tüplü bir kauçuk tıpanın yerleştirildiği şişe, tüpün ucu suya daldırılacak şekilde kurulur. Şişe ısıtıldığında içindeki hava genişler ve onu terk etmeye başlar. Bu, suya indirilen tüpün sonunda oluşan, kopan ve yüzen baloncuklarla değerlendirilebilir. Isıtma durduktan sonra, bardaktaki su borudan yükselmeye ve şişeyi doldurmaya başlayacaktır.

Giriş: Gazlar da katılar gibi ısıtıldıklarında hacimleri artar, soğutulduklarında hacimleri azalır.

Farklı sayıda atomdan oluşan maddelere örnekler:

1-atomik: soy gazlar (He, Ne…); metaller.

Analgin-38 atom

Proteinler bin atomdur

Polimerler - on binlerce atom

Kauçuk - 1/2 milyon atom

Molekül boyutları. Moleküller çok küçüktür (10 nm mertebesinde)

bir damla zeytinyağının hacmi V=1mm² 0.6m² alana yayılır

katman kalınlığı h=V/S =1.7∙10^-7cm (yaklaşık 6 molekül)

dmoleküller= 10 nm

Molekül sayısı. Küçük bir hacimde bile molekül sayısı çok fazladır (örneğin, bir su dolusu su içinde yaklaşık 1023 molekül vardır)

Bir damla su m=1g V=1cm hacim kaplar ³

Bir molekül V0 ≈ d hacmini kaplar ³ ≈ 27∙10^-24cm ³

Molekül sayısı N=V/V0 = 3,7∙10^22

Molekül kütlesi.

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

bağıl moleküler ağırlık- bir karbon atomunun kütlesinin 1/12'si ile karşılaştırıldığında.

Mr= 12 m0 /mİle birlikte

1 yeriz = 1,66∙10^ -27 kilogram

Madde miktarı

1 mol- 12 g karbon ile aynı sayıda atom (molekül) içeren bir maddenin miktarı.

Avogadro'nun numarasıNANCAK 1 mol maddenin molekül sayısıdır.

NANCAK= 6 , 02 ∙10 2 3

Madde miktarıν - mol sayısı ν = N/ NANCAK= m/ M

Molar kütle M- 1 mol M = kütlesi m0 NANCAK(Periyodik tabloya göre g/mol cinsinden belirlenir)

1 molekülün kütlesi m0 =A/NANCAK

Hangi iyi bilinen cihaz sıvıların termal genleşmesini kullanır? (termometrede)

Termal genleşmeye örnekler verin (yaz aylarında sarkan teller)

Raylar arasında neden boşluk var? (böylece yazın termal genleşme sırasında deforme olmazlar)

II. Moleküller rastgele ve sürekli hareket eder

Deneysel kanıtlar: difüzyon; Brown hareketi.

difüzyon- bir maddenin moleküllerinin diğerinin molekülleri arasında karşılıklı penetrasyonu. Örnekler: kokuların yayılması; sebze turşusu vb.

Difüzyon, moleküllerin rastgele hareketi nedeniyle oluşur. Isıtıldığında difüzyon hızı artar çünkü. moleküllerin rastgele hareketinin yoğunluğu artar. Moleküllerin çekiminin difüzyonu engellediğini anlamak kolaydır, bu nedenle katılarda difüzyon çok yavaştır; hızlandırmak için iki yüzeyi ısıtmak ve birbirine kuvvetlice bastırmak gerekir. Difüzyon - moleküllerin hareketi nedeniyle maddelerin kendiliğinden karışması - maddelerin zorla karıştırılmasından ayırt edilmelidir. Çaya şekeri kaşıkla karıştırdığımızda bu difüzyon değildir. Difüzyon hızından, moleküllerin hızları hakkında da bir sonuç çıkarılabilir gibi görünüyor. Potasyum permanganat parçacıkları suda birkaç santimetre yayılmadan önce saatler geçer. Birkaç metre mesafeden dökülen parfümün kokusunu almak birkaç dakika sürer.

Brown hareketi - moleküllerin darbelerinden kaynaklanan parçacıkların hareketi Örneğin: durgun havadaki toz parçacıkları. Brownian hareketinin nedeni: Moleküler etkiler telafi edilmez.

Maddedeki parçacıkların termal kaotik hareketinin varlığının ilk doğrudan kanıtlarından biri, İngiliz botanikçi Brown tarafından 1827'de Brownian hareketi denen şeyin keşfiydi. Bir sıvıda asılı duran çok küçük (sadece mikroskopla görülebilen) parçacıkların her zaman dış nedenlere bağlı olmayan ve maddedeki iç hareketlerin bir tezahürü olduğu ortaya çıkan sürekli kaotik bir hareket halinde olmaları gerçeğinde yatmaktadır. Brownian hareketi, termal hareket halindeki çevreleyen moleküllerden asılı parçacıkların yaşadığı şoklardan kaynaklanır. Bu şoklar asla birbirini tam olarak dengelemez, bu nedenle moleküler etkilerin etkisi altındadır. çevre Brownian parçacığının hızı, büyüklük ve yönde sürekli ve rastgele değişir. Maddenin sürekliliği ve ayrıklığı hakkındaki tartışmadaki son nokta, 1905'te Einstein ve Smoluchowski tarafından geliştirilen ve 1912'de Perrin tarafından deneysel olarak doğrulanan Brownian hareket teorisi tarafından ortaya kondu. Bu fenomen, bir sıvı veya gaz içinde asılı duran küçük parçacıkların düzensiz moleküller oluşturmasıdır. Bu parçacıkların hareketini inceleme olasılığı esasen boyutlarına bağlıdır. Çok büyük parçacıklar sadece salınım yapabilir, çok küçük parçacıklar neredeyse moleküller kadar hızlı hareket eder ve gözlemlenmesi zordur. Brown parçacıklarının boyutu, moleküllerin boyutundan binlerce kat daha büyüktür, bu nedenle sıradan bir mikroskopta görülebilirler ve sıçramalarını takip etmek uygundur. Isıtıldığında Brownian hareketinin yoğunluğunun arttığı açıktır. Hareket hızı sıcaklıkla ilişkilidir.

sert deneyim (1920)

Silindirler sabitse, atomlar n noktasına düşer.

Silindirler ω hızında döndüğünde, atomlar n1 noktasına düşer. Atomların hızları aynı olmadığından şerit bulanıktır.

Molekülün ℓ mesafesini kat etmesi için geçen süre, disk 2'nin α açısı boyunca dönmesi için geçen süreye eşittir.

Gümüş moleküllerinin hızı 600m/s'dir.

Moleküllerin hız dağılımları

Moleküllerin hızlara göre dağılımının grafiği. İngiliz fizikçi J. Maxwell ve Avusturyalı fizikçi L. Boltzmann. Maxwell dağılım eğrisi, Stern deneyinde elde edilen sonuçlara karşılık gelir. Hızları Dυ aralığında olan parçacıkların sayısı DN'ye eşittir, υ bu aralığın hızlarından biridir. Dv1 ve Dv2 eşit aralıklarla hızları olan parçacıkların sayısının farklı olduğu grafikten görülebilir. En "toplu" aralıkların bulunduğu hız, moleküllerin termal hareketinin en olası hızıdır.

υnv en olası hızdır; uav ortalama hız

∆N, hızı υ + ∆υ aralığında olan molekül sayısıdır; ∆υ = υ ∆α / α

işletim sistemiyeni bulgular

1. Hız dağılımının belirli bir düzenliliği vardır.

2. Gaz molekülleri arasında hem çok hızlı hem de çok yavaş moleküller vardır.

3. Moleküllerin hızlara göre dağılımı sıcaklığa bağlıdır.

4. T ne kadar büyük olursa, dağılım eğrisinin maksimumu o kadar yüksek hızlara doğru kayar.

6) Deodorant püskürtün ve sınıftaki herkes kokar

7 ) Fenolftalein ile nemlendirilmiş kağıt parçaları, amonyak ile birleştiğinde amonyak haline dönüşen bir madde olan bir şişeye yerleştirilir. turuncu renk. Fenolftaleinin bu özelliğinin amonyak varlığının bir göstergesi olarak hizmet ettiğini, ilk önce bu maddeyle nemlendirilmiş ayrı bir kağıt parçası üzerinde gösteriyoruz. Bundan sonra, şişenin boynuna amonyak içeren bir pamuk yünü sabitlenir. Bir süre sonra fenolftalein ile nemlendirilmiş kağıt parçaları turuncuya döner.

8) Potasyum permanganat ile su boyama

Kayıtsız kümelenme durumları Bu hareketin doğası farklıdır:

Katılarda moleküller denge konumlarına yakın titreşir; katı cisimler

şekillerini ve hacimlerini korurlar (deforme olmaları zordur);

Sıvılardaki moleküller, katılarda olduğu gibi titreşir, ancak kendileri

denge pozisyonları sürekli hareket eder (sıvı moleküller

"göçebeler"); sıvılar sonlu bir hacme sahiptir ve çok az sıkıştırılabilir;

Gazlarda moleküller serbestçe ve rastgele (rastgele) hareket eder; gaz alır

kendisine verilen miktarın tamamı.

Moleküler yapıdaki farklılık nedeniyle, maddeler farklı

toplu haller farklı davranır. Yani aynı sıcaklıkta

gazlarda difüzyon, sıvılardan on binlerce kat daha hızlı gerçekleşir ve

katılardan milyarlarca kat daha hızlıdır.

Moleküller bu kadar yüksek hızlara sahipken gazlardaki difüzyon hızı neden bu kadar düşük?

Metalleri eriterek veya basınçla kaynak yapma işlemini açıklar.

Dünya atmosferinin yoğunluğunun yükseklikle değişimini açıklayınız. (Gazın yerçekimi alanında difüzyonu)

III. Moleküller etkileşime girer.

Moleküller birbirleriyle etkileşime girer: aralarında itici ve çekici kuvvetler hareket eder, bu da moleküller arasındaki mesafe arttıkça hızla azalır. Bu kuvvetlerin doğası elektromanyetiktir. Çekici kuvvetler, bir sıvının buharlaşmasını, katı bir cismin gerilmesini engeller.

Katı veya sıvı bir cismi sıkıştırmaya çalıştığımızda, önemli itici kuvvetler hissederiz.

İle ilgili deneyleri gözlemlerken moleküllerin çekiciliğini doğrulamak kolaydır. yüzey gerilimi ve ıslatma.

9) Vücutların sıkışması ve gerilimi (yay)

10) Çelik silindirlerin bağlantısı

11) Tabak ve su ile deneyim (İki cam tabağı ıslatın ve birbirine bastırın. Sonra ayırmaya çalışırlar, bunun için biraz çaba harcarlar).

12) Yağ ile yağlanmış bir madeni paranın ıslatılmaması olgusu su yüzeyinde yüzer

13) Kılcal olaylar - kılcal damarlarda renkli suyun yükselişi

Tutkalın etkisini açıklayın.

Uydurmak:

Moleküller arasında çekim kuvveti olmasaydı ne olurdu?

Moleküller arasında itici kuvvetler olmasaydı ne olurdu?

Moleküler-kinetik teori, maddenin en küçük parçacıkları olarak moleküllerin ve atomların varlığı kavramına dayanarak, maddenin çeşitli durumlarının özelliklerini inceleyen bir fizik dalıdır. BİT üç ana ilkeye dayanmaktadır:

1. Tüm maddeler en küçük parçacıklardan oluşur: moleküller, atomlar veya iyonlar.

2. Bu parçacıklar, hızı maddenin sıcaklığını belirleyen sürekli kaotik hareket halindedir.

3. Parçacıklar arasında, doğası aralarındaki mesafeye bağlı olan çekim ve itme kuvvetleri vardır.

MKT'nin ana hükümleri birçok deneysel gerçek tarafından onaylanmıştır. Moleküllerin, atomların ve iyonların varlığı deneysel olarak ispatlanmış, moleküller yeterince araştırılmış ve hatta elektron mikroskopları kullanılarak fotoğrafları çekilmiştir. Gazların süresiz olarak genişleme ve kendilerine sağlanan tüm hacmi işgal etme yeteneği, moleküllerin sürekli kaotik hareketi ile açıklanır. Gazların, katıların ve sıvıların esnekliği, sıvıların bazı katıları ıslatma yeteneği, renklendirme, yapıştırma, katıların şeklini koruma süreçleri ve çok daha fazlası, moleküller arasında çekim ve itme kuvvetlerinin varlığını gösterir. Difüzyon olgusu - bir maddenin moleküllerinin diğerinin molekülleri arasındaki boşluklara nüfuz etme yeteneği - ayrıca MKT'nin temel hükümlerini doğrular. Difüzyon fenomeni, örneğin kokuların yayılmasını, farklı sıvıların karışmasını, katıların sıvılarda çözülmesi sürecini, metallerin eritilerek veya basınçla kaynaklanmasını açıklar. Moleküllerin sürekli kaotik hareketinin bir teyidi de Brown hareketidir - bir sıvıda çözünmeyen mikroskobik parçacıkların sürekli kaotik hareketi.

Brown parçacıklarının hareketi, mikroskobik parçacıklarla çarpışan ve onları harekete geçiren sıvı parçacıklarının kaotik hareketiyle açıklanır. Brown parçacıklarının hızının sıvının sıcaklığına bağlı olduğu deneysel olarak kanıtlanmıştır. Brownian hareket teorisi A. Einstein tarafından geliştirilmiştir. Parçacıkların hareket yasaları istatistiksel, olasılıksal bir yapıya sahiptir. Brownian hareketinin yoğunluğunu azaltmanın bilinen tek bir yolu vardır - sıcaklıktaki azalma. Brownian hareketinin varlığı, moleküllerin hareketini ikna edici bir şekilde doğrular.

Herhangi bir madde parçacıklardan oluşur, bu nedenle v maddesinin miktarı, parçacık sayısıyla, yani vücutta bulunan yapısal elemanlarla orantılı olarak kabul edilir.

Bir maddenin miktar birimi moldür. Bir mol, herhangi bir maddenin 12 g C12 karbonundaki atom sayısı kadar yapısal element içeren bir madde miktarıdır. Bir maddenin molekül sayısının bir maddenin miktarına oranına Avogadro sabiti denir:

Avogadro sabiti, bir maddenin bir molünde kaç atom ve molekül bulunduğunu gösterir. Molar kütle - bir mol maddenin kütlesi, maddenin kütlesinin madde miktarına oranına eşit:

Molar kütle, kg/mol olarak ifade edilir. Molar kütleyi bilerek, bir molekülün kütlesini hesaplayabilirsiniz:

Ortalama molekül kütlesi genellikle kimyasal yöntemlerle belirlenir, Avogadro sabiti çeşitli fiziksel yöntemlerle yüksek doğrulukla belirlenir. Moleküllerin ve atomların kütleleri, bir kütle spektrografı kullanılarak önemli derecede doğrulukla belirlenir.

Moleküllerin kütleleri çok küçüktür. Örneğin, bir su molekülünün kütlesi:

Molar kütle, bağıl moleküler kütle Mg ile ilgilidir. Göreceli moleküler ağırlık, belirli bir maddenin bir molekülünün kütlesinin, bir C12 karbon atomunun kütlesinin 1/12'sine oranına eşit bir değerdir. Bir maddenin kimyasal formülü biliniyorsa, göreli kütlesi, kilogram olarak ifade edildiğinde bu maddenin molar kütlesinin büyüklüğünü gösteren periyodik tablo kullanılarak belirlenebilir.