Основні положення молекулярно-кінетичної теорії та її дослідне обґрунтування



Сторінка1/25
Дата конвертації20.11.2016
Розмір3.55 Mb.
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   25
Практичне заняття № 1
Тема:

Основні положення молекулярно-кінетичної теорії та її дослідне обґрунтування. Середня енергія, середньоквадратична швидкість молекул, температура. Тепловий рух. Ступені свободи молекул. Абсолютна шкала температур Кельвіна.
Явища, зумовлені тепловим рухом атомів і молекул, називають тепловими. Вони відіграють важливу роль у природі. Зі зміною температури повітря змінюється все - температура тіла, розміри твердих тіл і рідин.

Теорію, яка пояснює будову і властивості тіл на основі закономірностей руху і взаємодії молекул, називають молекулярно-кінетичною теорією (МКТ). Значний внесок у створення МКТ зробили: Лавуаз'є, Ломоносов, Больцман (друга половина ХІХ ст.).
Основні положення МКТ речовини:
1. Будь-які речовини мають дискретну (переривчасту) будову. Вони складаються з найдрібніших частинок молекул і атомів. Підтвердженням дискретності є прокатка, кування металу, отримання 1974 року фотографії окремих молекул і атомів, розчинність речовин тощо.

Молекули - найменші частинки, які мають хімічні властивості речовини. Молекули складаються з більш простих частинок - атомів хімічних елементів. У природі є 92 хімічні елементи. Разом із штучними наразі налічується 105 елементів.

Речовину, яка побудована з атомів лише одного виду, називають елементом (водень, кисень, азот тощо). Кожен елемент має свій номер Z в таблиці Менделєєва. Число Z визначає кількість протонів у ядрах атомів і електронів, що рухаються в атомі навколо ядра.



2. Молекули знаходяться в стані неперервного хаотичного (невпорядкованого) руху, що називається тепловим і у загальному випадку є сукупністю поступального, обертального і коливального рухів.

Під час нагрівання речовини швидкість теплового руху і кінетична енергія його частинок збільшуються, а під час охолодження зменшуються. В якій мірі нагріте тіло характеризує його температура, яка є мірою середньої кінетичної енергії хаотичного поступального руху молекул цього тіла.



3. Молекули взаємодіють одна з одною із силами електромагнітної природи, причому на великих відстанях вони притягуються, а на малих - відштовхуються. Сили притягання і відштовхування між молекулами діють постійно.

Молекули різних речовин по-різному взаємодіють одна з одною. Ця взаємодія залежить від типу молекул і відстані між ними. Залежно від характеру руху і взаємодії молекул розрізняють три стани речовини: твердий, рідкий, газоподібний (плазма).



Плазма - сильно іонізований газ (повітря), під дією високих температур. Для газів характерні великі міжмолекулярні відстані, малі сили притягання, тому гази можуть необмежено розширюватись. Молекули газу хаотично рухаються, співударяються одна з одною і зі стінками посудини (рис.1).

У рідинах молекули розміщені тісно і коливаються навколо положення рівноваги, а згодом перескакують з одного рівноважного положення в інше (ближній порядок) (рис.1).



У твердих тілах сили взаємодії кожної молекули із сусідніми настільки великі, що молекула здійснює малі коливання навколо деякого сталого положення рівноваги - вузла кристалічних гратки - дальній порядок (рис.2).



Рис. 1

Водяна пара (1) та вода (2). Молекули води збільшені в 5·107 раз.



.




Рис.2.

Кристалічна гратка NaCl.





Молекулярно-кінетичну теорію речовини підтверджено такими дослідами і спостереженнями:

- дослід із змішуванням рідин;

- дослід із розчиненням твердих речовин в рідинах;

- спостереження над стисливістю речовин;

- деформації твердих тіл;

- броунівський рух;

- спостереження дифузії;

- зображення окремих молекул, отримані за допомогою іонного проектора, електронного мікроскопа;

- рентгеноструктурний аналіз речовин;

- спостереження осмосу.

Броун 1827 року відкрив хаотичний рух спори плауна у воді.





Рис. 3

Траєкторія броунівської частинки.



Рух завислих частинок відбувався внаслідок руху молекул. Такого ж руху зазнають частинки фарби у воді, пилинки в промені світла тощо. Молекули передають частинкам імпульс, а отже, чинять на частинки тиск.



Якщо частинка має малу площу S1, то на одну з її сторін у будь-який момент часу середнє значення тиску може бути більшим, ніж на іншу, тому частинка здійснює безладний рух в об'ємі рідини. Причиною броунівського руху є флуктуація імпульсу, що передається від молекул частинці. Флуктуація - відхилення значення будь-якої величини від середнього. Оскільки S2 >> S1, частинка 2 не здійснює броунівського руху, бо тиск з усіх боків на неї однаковий (рис.4).
Рис.4

Дія тиску на броунівську частинку.


1905 року Ейнштейн розробив кількісну теорію броунівського руху.



Каталог: media
media -> Робоча програма навчальної дисципліни «Системи технологій підприємства»
media -> Атестаційної роботи
media -> Робоча програма навчальної дисципліни управління інформаційними зв’язками
media -> Розробка програм з розвитку та модернізації системи водопостачання: стратегічний та операційний підхід
media -> «М і жнац і ональн і шлюби»
media -> Роль аварії чаес у розвитку патології щитовидної залози
media -> Людина культурна, до найменших подробиць, європеєць з голови до п'ят… був справжнім аристократом Духа без жодного силування з свого боку… С.Єфремов
media -> Хельсинкский фонд по правам человека польша
media -> Проект Художній світ Т. Г. Шевченка. Автопортрети Кобзаря


Поділіться з Вашими друзьями:
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   25




База даних захищена авторським правом ©uchika.in.ua 2020
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка