Нека разгледаме някои от явленията, които експериментално потвърждават основните положения и изводи на молекулярно-кинетичната теория.

1. Брауново движение.Шотландският ботаник Р. Браун (1773-1858), наблюдавайки под микроскоп суспензия на цветен прашец във вода, открива, че частиците полен се движат бързо и произволно, след това се въртят, после се движат от място на място, като прахови частици в слънчев лъч. Впоследствие се оказа, че такова сложно зигзагообразно движение е характерно за всякакви частици с малък размер (1 μm), суспендирани в газ или течност. Интензивността на това движение, наречена браунов,нараства с повишаване на температурата на средата, с намаляване на вискозитета и размера на частиците (независимо от тяхната химическа природа). Причината за Брауновското движение остава неясна дълго време. Само 80 години след откриването на този ефект му е дадено обяснение: Брауновото движение на суспендираните частици се причинява от удара на молекулите на средата, в която са суспендирани частиците. Тъй като молекулите се движат хаотично, Брауновските частици получават удари от различни посоки и следователно извършват движение с такава причудлива форма. По този начин Брауновото движение е потвърждение на изводите на молекулярно-кинетичната теория за хаотичното топлинно движение на атоми и молекули.

2. Опитът на Стърн.Първото експериментално определяне на скоростите на молекулите е извършено от немския физик О. Щерн (1888-1970). Неговите експерименти също така направиха възможно да се оцени разпределението на скоростите на молекулите. Настройката на Stern е показана на фиг. 70. По оста на вътрешния цилиндър е опъната платинена тел, покрита със слой от сребро, с процеп, който се нагрява от ток при изпомпване на въздуха. Среброто се изпарява при нагряване. Сребърните атоми, избягали през процепа, удрят вътрешната повърхност на втория цилиндър, давайки изображение на прореза О.

Ако устройството се върти около общата ос на цилиндрите, тогава сребърните атоми няма да се утаят срещу пролуката, а ще се изместят от точката Оза известно разстояние s. Изображението на процепа е замъглено. Чрез изследване на дебелината на нанесения слой е възможно да се оцени разпределението на скоростта на молекулите, което съответства на разпределението на Максуел.

Познавайки радиусите на цилиндрите, тяхната ъглова скорост на въртене, както и измерването на s, е възможно да се изчисли скоростта на движение на сребърните атоми при дадена температура на проводника. Резултатите от експеримента показаха, че средната скорост на сребърните атоми е близка до тази, която следва от Максуелското разпределение на скоростите на молекулите.

3. Изживейте Ламерт.Този експеримент дава възможност да се определи по-точно закона за разпределение на скоростта на молекулите. Диаграмата на вакуумната инсталация е показана на фиг. 71. Молекулният лъч, образуван от източника, преминавайки през процепа, влиза в приемника. Между източника и приемника са поставени два диска с прорези, фиксирани на обща ос. Когато дисковете са неподвижни, молекулите достигат до приемника, преминавайки през процепите и в двата

дискове. Ако оста се завърти, тогава приемникът се достига само от онези молекули, които са преминали през слота в първия диск и които прекарват време, равно или кратно на времето за въртене на диска, за да пътуват между дисковете. Други молекули се задържат от втория диск. Чрез промяна на ъгловата скорост на въртене на дисковете и измерване на броя на молекулите, влизащи в приемника, е възможно да се разкрие закона за разпределение на скоростите на молекулите. Този експеримент също потвърди валидността на максуелското разпределение на скоростите на молекулите.

4. Експериментално определяне на константата на Авогадро.Използвайки идеята за разпределението на молекулите по височина (виж формула (45.4)), френският учен Ж. Перин (1870-1942) експериментално определи константата на Авогадро. Изследвайки брауновското движение под микроскоп, той се убедил, че брауновските частици са разпределени по височина като газови молекули в гравитационно поле. Прилагайки разпределението на Болцман към тях, можем да пишем

където м- маса на частиците, м 1 е масата на течността, изместена от него: m = 4/3 r 3 , m 1 = 4/3 r 3  1 (r е радиусът на частицата,  е плътността на частицата,  1 е плътността на течността).

Ако n 1 и n 2 са концентрациите на частици на нива з 1 и з 2, а k = R / N А , тогава

смисъл н a, получено от трудовете на J. Perrin, съответства на стойностите, получени в други експерименти, което потвърждава приложимостта на разпределението (45.4) към Браунови частици.

Молекулярната кинетична теория е клон от физиката, който изучава свойствата на различни състояния на материята, въз основа на концепцията за съществуването на молекули и атоми като най-малките частици на материята. ИКТ се основава на три основни принципа: 1. Всички вещества са изградени от малки частици: молекули, атоми или йони. 2. Тези частици са в непрекъснато хаотично движение, чиято скорост определя температурата на веществото.3. Между частиците съществуват сили на привличане и отблъскване, чийто характер зависи от разстоянието между тях. Основните положения на ИКТ се потвърждават от много експериментални факти. Съществуването на молекули, атоми и йони е доказано експериментално, молекулите са достатъчно проучени и дори фотографирани с помощта на електронни микроскопи. Способността на газовете да се разширяват и заемат за неопределено време цялотопредоставеният им обем се обяснява с непрекъснатото хаотично движение на молекулите. Еластичност газове,твърди вещества и течности, способността на течностите

намокряне на някои твърди вещества, процесите на оцветяване, залепване, поддържане на формата с твърди вещества и много други говорят за съществуването на сили на привличане и отблъскване между молекулите. Феноменът на дифузия - способността на молекулите на едно вещество да проникват в пролуките между молекулите на друго - също потвърждава основните положения на MCT. Феноменът на дифузията обяснява например разпространението на миризми, смесването на различни течности, процеса на разтваряне на твърди вещества в течности, заваряването на метали чрез топенето им или под налягане. Потвърждение за непрекъснатото хаотично движение на молекулите е и Брауновското движение – непрекъснатото хаотично движение на микроскопични частици, неразтворими в течност.

Движението на брауновските частици се обяснява с хаотичното движение на течни частици, които се сблъскват с микроскопични частици и ги привеждат в движение. Експериментално е доказано, че скоростта на брауновските частици зависи от температурата на течността. Теорията на Брауновото движение е разработена от А. Айнщайн. Законите на движението на частиците са от статистически, вероятностен характер. Има само един известен начин за намаляване на интензивността на Брауновото движение - да се намали температурата. Съществуването на Брауново движение убедително потвърждава движението на молекулите.

Следователно всяко вещество се състои от частици количество веществосчита се, че е пропорционален на броя на частиците, т.е. структурните елементи, съдържащи се в тялото, v.

Единицата за количество на веществото е къртица.Молеце количеството на вещество, съдържащо толкова структурни елементи от всяко вещество, колкото има атоми в 12 g въглерод C 12. Съотношението на броя на молекулите на веществото към количеството на веществото се нарича константа на Авогадро:

n a = N / v. на = 6,02 10 23 mol -1.

Константата на Авогадро показва колко атома и молекули се съдържат в един мол от вещество. Моларна маса се наричастойност, равна на съотношението на масата на веществото към количеството на веществото:

Моларната маса се изразява в kg / mol. Познавайки моларната маса, можете да изчислите масата на една молекула:

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

Средната маса на молекулите обикновено се определя чрез химични методи; константата на Авогадро се определя с висока точност чрез няколко физически метода. Масите на молекулите и атомите се определят с висока степен на точност с помощта на мас спектрограф.Масите на молекулите са много малки. Например масата на водна молекула: t = 29,9 10 -27 кг.

Моларната маса е свързана с относителната молекулна маса на Mr. Относителната моларна маса е стойност, равна на съотношението на масата на молекула на дадено вещество към 1/12 от масата на въглероден атом C 12. Ако химичната формула на дадено вещество е известна, тогава с помощта на периодичната таблица може да се определи неговата относителна маса, която, изразена в килограми, показва стойността на моларната маса на това вещество.

2) Осцилаторно движение на молекулите в природата и техниката. Хармонични вибрации. Амплитуда, период, честота и фаза на трептения. Определете емпирично честотата на предложената осцилаторна система.

Механичните вибрации са движения на тела, които се повтарят точно или приблизително еднакво на равни интервали. Силите, действащи между телата вътре в разглежданата система от тела, се наричат ​​вътрешни сили. Силите, действащи върху телата на системата от страна на други тела, се наричат ​​външни сили. Свободните вибрации са вибрации, които са възникнали под въздействието на вътрешни сили, например махало върху струна. Трептения под действието на външни сили - принудителни трептения, например бутало в двигател. Общата характеристика на всички видове вибрации е повторяемостта на процеса на движение след определен интервал от време. Трептенията, описани от уравнението, се наричат ​​хармонични. По-специално, вибрациите, възникващи в система с една възстановителна сила, пропорционална на деформацията, са хармонични. Минималният интервал, през който се повтаря движението на тялото, се нарича период на трептене T... Физическата величина, обратна на периода на трептене и характеризираща броя на трептенията за единица време, се нарича честота. Честотата се измерва в херци, 1 Hz = 1 s -1. Използва се и концепцията за циклична честота, която определя броя на трептенията за 2p секунди. Модулът на максималното изместване от равновесното положение се нарича амплитуда. Стойността под знака косинус е фазата на трептене, j 0 е началната фаза на трептене. Производните също се променят хармонично, и, и общата механична енергия при произволно отклонение NS(ъгъл, координата и т.н.) е равно на къде Аи V- константи, определени от параметрите на системата. Разграничавайки този израз и като се има предвид липсата на външни сили, е възможно да се запише какво, къде.

03.02.2015

Урок 39 (10 клас)

Тема. Основните разпоредби на MCT за структурата на материята и нейната експериментална обосновка

1. Цели на курса по молекулярна физика и МСТ; макро- и микрообекти

Като начало, нека си припомним всички предишни раздели на физиката, които изучавахме, и да разберем, че през цялото това време сме разглеждали процесите, протичащи с макроскопични тела (или обекти от макрокосмоса). Сега ще проучим структурата им и процесите, протичащи вътре в тях.

Определение. Макроскопично тяло- тяло, състоящо се от голям брой частици. Например: кола, човек, планета, билярдна топка ...

Микроскопично тяло -тяло, състоящо се от една или повече частици. Например: атом, молекула, електрон ... (фиг. 1)

Ориз. 1. Примери за микро и макро обекти, съответно

След като по този начин определихме предмета на изучаване на курса MKT, сега трябва да говорим за основните цели, които курсът MKT си поставя, а именно:

1. Изучаване на процесите, протичащи вътре в макроскопско тяло (движение и взаимодействие на частици)

2. Свойства на телата (плътност, маса, налягане (за газове) ...)

3. Изследване на топлинни явления (нагряване-охлаждане, промени в агрегатното състояние на тялото)

Изучаването на тези въпроси, което ще се проведе в цялата тема, ще започне сега с факта, че ще формулираме така наречените основни положения на ИКТ, тоест някои твърдения, чиято истинност не е била поставена под въпрос. дълго време и, като се започне от което, целият по-нататъшен курс ще бъде изграден ...

Нека ги анализираме един по един:

2. Първата основна разпоредба на ICB; молекули, атоми

Всички вещества са съставени от голям брой частици – молекули и атоми.

Определение. атом- най-малката частица от химичен елемент. Размерите на атомите (диаметърът им) са от порядъка на см. Трябва да се отбележи, че има относително малко различни видове атоми, за разлика от молекулите. Всички техни разновидности, които са известни на човека днес, са събрани в така наречената периодична таблица (виж фиг. 2)

Ориз. 2. Периодична таблица на химичните елементи (всъщност разновидности на атомите) Д. И. Менделеев

Молекула- структурна единица на материята, състояща се от атоми. За разлика от атомите, те са по-големи и по-тежки от последните и най-важното е, че имат огромно разнообразие.

Нарича се вещество, чиито молекули се състоят от един атом атомен, от повече - молекулярно... Например: кислород, вода, готварска сол () - молекулно; хелий сребро (He, Ag) - атомен.

Освен това трябва да се разбере, че свойствата на макроскопичните тела ще зависят не само от количествените характеристики на техния микроскопичен състав, но и от качествения.

Ако в структурата на атомите веществото има определена геометрия ( кристална решетка), или, напротив, не, тогава тези тела ще имат различни свойства. Например, аморфните тела нямат строга точка на топене. Най-известните примери са аморфен графит и кристален диамант. И двете вещества са изградени от въглеродни атоми.

Ориз. 3. Графит и диамант, съответно

Така "колко, в какво взаимно подреждане и от какви атоми и молекули се състои веществото?" - първият въпрос, отговорът на който ще ни доближи до разбирането на свойствата на телата.

3. Втората основна разпоредба на ICB

Всички частици са в непрекъснато топлинно хаотично движение.

Точно както в примерите, разгледани по-горе, е важно да се разберат не само количествените аспекти на това движение, но и качествените за различните вещества.

Молекулите и атомите на твърдите тела претърпяват само малки вибрации около постоянното си положение; течни - също вибрират, но поради големия размер на междумолекулното пространство понякога сменят местата си един с друг; газовите частици, от своя страна, практически без да се сблъскват, се движат свободно в пространството.

4. Третата основна разпоредба на ICB

Частиците взаимодействат помежду си.

Това взаимодействие е електромагнитно по природа (взаимодействие на ядра и електрони на атом) и действа в двете посоки (привличане и отблъскване).

Тук: д- разстояние между частиците; а- размер на частиците (диаметър).

За първи път понятието „атом” е въведено от древногръцкия философ и естествознание Демокрит (фиг. 4). В по-късен период руският учен Ломоносов активно пита за структурата на микросвета (фиг. 5).

Ориз. 4. Демокрит Фиг. 5. Ломоносов

5. Различни варианти за обосновка на разпоредбите на ICB

Като начало, нека си припомним основните разпоредби на ИКТ, а именно:

1. Всички тела са изградени от малки частици - молекули и атоми,

2. Тези частици са в постоянно хаотично движение,

3. Тези частици взаимодействат непрекъснато помежду си.

И така, как да получите емпирично потвърждение на тези твърдения? Всъщност всеки човек, без изключение, е запознат с един от методите. Това е дифузия или смесване, с прости думи.

Определение. Дифузия- процесът на взаимно проникване на молекули на едно вещество в пространството между молекулите на друго (фиг. 6).

Ориз. 6. Процес на дифузия в газове

Дифузията може да настъпи както в газове (можем да наблюдаваме този процес, усещайки разпространението на миризми), в течности (смесване на оцветена вода с различни цветове) и дори в твърди вещества (ако много гладки листове стъкло или метал се поставят един върху друг за дълго време е невъзможно да се различи къде свършва едно листо и започва друго). Освен това има и смесена дифузия, тоест проникване на газови молекули в твърди и течни тела (иначе рибите във водата не биха могли да дишат) и т.н. (фиг. 7)

Ориз. 7.различни примери за дифузия

Всъщност, ако приемем, че материята е вид непрекъсната структура, става напълно неразбираемо как да обясним всички горепосочени явления.

Въпреки това, основният аргумент при обяснението на основните разпоредби на MCT е Брауновото движение.

6. Описание на експеримента на Браун

Определение. Брауново движение- непрекъснато топлинно хаотично движение на молекулите на материята (фиг. 8).

Този термин влиза в употреба, след като през 1827 г. шотландският ботаник Робърт Браун, смесвайки прашеца на дървесина с вода и изследвайки капка от сместа под микроскоп, наблюдава гореспоменатото движение.

Ориз. 8. Траектория на частица при броуново движение

7. Обяснение на експеримента на Браун

Въпреки това, тъй като Браун можеше да види само поленови частици през микроскоп, той тълкува погрешно своето откритие (той смяташе, че цветният прашец е жив). Брауновото движение може да се обясни само на базата на молекулярно-кинетична теория.

Причината за Брауновото движение на частица е, че ударите на течни молекули върху частица не се компенсират взаимно..

Фигура 8.4 показва схематично позицията на една броунова частица и най-близките до нея молекули. Когато молекулите се движат произволно, импулсите, които те предават на браунова частица, например наляво и надясно, не са еднакви. Следователно, резултантната сила на натиск на течни молекули върху Браунова частица е различна от нула. Тази сила също причинява промяна в движението на частицата.

Ориз. 9. Браунова частица прашец във вода

Средното налягане има определена стойност както в газ, така и в течност. Но винаги има малки случайни отклонения от тази средна стойност. Колкото по-малка е повърхността на тялото, толкова по-забележими са относителните промени в силата на натиск, действаща върху тази област. Така например, ако площта има размер от порядъка на няколко диаметъра на молекула, тогава силата на налягане, действаща върху нея, се променя рязко от нула до определена стойност, когато молекулата навлезе в тази област.
Изграждането на теорията за брауновското движение и нейното експериментално потвърждение от френския физик Ж. Перен окончателно довършват победата на молекулярно-кинетична теория. Почти век по-късно немският физик Алберт Айнщайн (1879-1955) осъзнава, че голяма частица прашец просто се изтласква от много по-малки водни молекули, които сами по себе си вече се движат хаотично (фиг. 9).

Такива наблюдения могат да се извършват по много други начини: пуснете боя във вода и погледнете сместа под микроскоп, наблюдавайте отделно прах, който се движи във вашия апартамент ...

8. Доказателство за ключови точки

По този начин наличието на Брауново движение се потвърждава напълно от въведените разпоредби на MCT. Самият факт на движението на цветния прашец ги потвърждава. Тъй като прашецът се движи, това означава, че върху него действат сили. Единствената възможна причина за възникването на тези сили е сблъсъкът на всякакви малки тела. Следователно вече не е възможно да се съмняваме в първите две разпоредби. И тъй като частица прашец променя посоката си, това означава, че в различни моменти броят на ударите в полена от определена страна е различен, което означава, че няма съмнение, че водните молекули взаимодействат една с друга.

Брауновото движение е топлинно движение и то не може да спре. С повишаване на температурата неговата интензивност се увеличава. Фигура 8.3 показва диаграма на движението на Браунови частици. Позициите на частиците, маркирани с точки, се определят на равни интервали - 30 s. Тези точки са свързани с прави линии. В действителност траекторията на частиците е много по-сложна.

Брауновото движение може да се наблюдава и в газ. Осъществява се от частици прах или дим, суспендирани във въздуха. Немският физик Р. Паул (1884-1976) колоритно описва Брауновското движение: „Малко явления са способни да завладеят наблюдателя толкова, колкото Брауновото движение. Тук на наблюдателя е позволено да погледне зад кулисите

какво се случва в природата. Пред него се отваря нов свят - непрекъснатата суматоха на огромен брой частици. Най-малките частици бързо летят в зрителното поле на микроскопа, почти мигновено променяйки посоката на движение. По-големите частици се движат по-бавно, но също така постоянно променят посоката си. Големите частици практически се изтласкват на място. Техните издатини ясно показват въртенето на частиците около оста им, което постоянно променя посоката в пространството. Никъде няма следа от система или ред. Доминирането на слепия случай е това, което силно, поразително впечатление прави тази картина на наблюдателя." Настояща концепция Брауново движениеизползван в по-широк смисъл. Например, Брауновото движение е треперенето на стрелките на чувствителните измервателни уреди, което възниква поради термичното движение на атомите на частите на инструментите и околната среда.

Експериментите на Перин.Идеята зад експериментите на Перин е следната.
Известно е, че концентрацията на газовите молекули в атмосферата намалява с височината. Ако нямаше топлинно движение, тогава всички молекули щяха да паднат на Земята и атмосферата щеше да изчезне. Въпреки това, ако нямаше привличане към Земята, тогава поради термичното движение, молекулите биха напуснали Земята, тъй като газът е способен на неограничено разширение. В резултат на действието на тези противоположни фактори се установява известно разпределение на молекулите по височина, както бе споменато по-горе, тоест концентрацията на молекулите намалява доста бързо с височината. Освен това, колкото по-голяма е масата на молекулите, толкова по-бързо концентрацията им намалява с височината.
Брауновските частици участват в топлинното движение. Тъй като тяхното взаимодействие е незначително, наборът от тези частици в газ или течност може да се разглежда като идеален газ от много тежки молекули. Следователно концентрацията на Браунови частици в газ или течност в гравитационното поле на Земята трябва да намалява по същия закон като концентрацията на газовите молекули. Този закон е добре известен.
Перин, използвайки микроскоп с голямо увеличение и малка дълбочина на рязкост (плитка дълбочина на рязкост), наблюдава Браунови частици в много тънки слоеве течност. Изчислявайки концентрацията на частици на различни височини, той установи, че тази концентрация намалява с височината по същия закон като концентрацията на газовите молекули. Разликата е, че поради голямата маса на Браунови частици, намаляването настъпва много бързо.
Освен това, преброяването на Браунови частици на различни височини позволи на Перин да определи константата на Авогадро с напълно нов метод. Стойността на тази константа съвпадна с известната.
Всички тези факти свидетелстват за правилността на теорията за Брауновото движение и съответно за факта, че Брауновските частици участват в термичното движение на молекулите.

Молекулярната кинетична теория е клон от физиката, който изучава свойствата на различни състояния на материята, въз основа на концепцията за съществуването на молекули и атоми като най-малките частици на материята. ИКТ се основава на три основни принципа:

1. Всички вещества са съставени от най-малките частици: молекули, атоми или йони.

2. Тези частици са в непрекъснато хаотично движение, чиято скорост определя температурата на веществото.

3. Между частиците съществуват сили на привличане и отблъскване, чийто характер зависи от разстоянието между тях.

Основните положения на ИКТ се потвърждават от много експериментални факти. Съществуването на молекули, атоми и йони е доказано експериментално, молекулите са достатъчно проучени и дори фотографирани с помощта на електронни микроскопи. Способността на газовете да се разширяват неограничено и да заемат целия предоставен им обем се обяснява с непрекъснатото хаотично движение на молекулите. Еластичността на газове, твърди вещества и течности, способността на течностите да овлажняват някои твърди вещества, процесите на оцветяване, залепване, запазване на формата от твърдите тела и много други показват наличието на сили на привличане и отблъскване между молекулите. Феноменът на дифузия - способността на молекулите на едно вещество да проникват в пролуките между молекулите на друго - също потвърждава основните положения на MCT. Феноменът на дифузията обяснява например разпространението на миризми, смесването на различни течности, процеса на разтваряне на твърди вещества в течности, заваряването на метали чрез топенето им или под налягане. Потвърждение за непрекъснатото хаотично движение на молекулите е и Брауновото движение – непрекъснатото хаотично движение на микроскопични частици, неразтворими в течност.

Движението на брауновските частици се обяснява с хаотичното движение на течни частици, които се сблъскват с микроскопични частици и ги привеждат в движение. Експериментално е доказано, че скоростта на брауновските частици зависи от температурата на течността. Теорията на Брауновото движение е разработена от А. Айнщайн. Законите на движението на частиците са от статистически, вероятностен характер. Има само един известен начин за намаляване на интензивността на Брауновото движение - да се намали температурата. Съществуването на Брауново движение убедително потвърждава движението на молекулите.

Всяко вещество се състои от частици, следователно количеството вещество v се счита за пропорционално на броя на частиците, т.е. структурните елементи, съдържащи се в тялото.

Единицата за количество на веществото е мол. Мол е количеството вещество, съдържащо толкова структурни елементи от всяко вещество, колкото има атоми в 12 g въглерод C12. Съотношението на броя на молекулите на веществото към количеството на веществото се нарича константа на Авогадро:

Константата на Авогадро показва колко атома и молекули се съдържат в един мол от вещество. Моларната маса е масата на един мол вещество, равна на съотношението на масата на веществото към количеството на веществото:

Моларната маса се изразява в kg / mol. Познавайки моларната маса, можете да изчислите масата на една молекула:

Моларната маса е свързана с относителната молекулна маса на Mg. Относителното молекулно тегло е стойност, равна на съотношението на масата на молекула на дадено вещество към 1/12 от масата на въглероден атом C12. Ако химичната формула на дадено вещество е известна, тогава с помощта на периодичната таблица може да се определи неговата относителна маса, която, изразена в килограми, показва стойността на моларната маса на това вещество.

Молекулярно-кинетичната теория за структурата на материята се основава на три твърдения:

• веществото е съставено от частици;
• частиците се движат произволно;
• частиците взаимодействат помежду си.

Всяко твърдение е строго доказано чрез експерименти.

Обемът V на масления слой е равен на произведението на неговата повърхност S на дебелината на слоя d, т.е. V = S * d / Следователно, размерът на молекулата на зехтина е:

Диаметърът на водната молекула е приблизително 3 10 см ... Ако приемем, че всяка водна молекула с плътна опаковка от молекули заема обем от приблизително 3*10 8 см 3 , броят на молекулите в капка може да се намери чрез разделяне на обема на капката 1 см 3 на обем на молекула:

МОЛЕКУЛНА МАСА. КОЛИЧЕСТВО ВЕЩЕСТВО.

Масите на атомите и молекулите се различават значително. Какви стойности са удобни за тяхното характеризиране? Как да определим броя на атомите във всяко макроскопично тяло?

Появява се ново количество – количеството вещество.

Масата на водна молекула. Масите на отделните молекули и атоми са много малки. Например, в 1 гр водата съдържа 3,7 * 10 22 молекули. Следователно масата на една водна молекула (H 2 O) е равна на:

Тъй като масите на молекулите са много малки, е удобно да се използват в изчисленията не абсолютни стойности на масите, а относителни. По международно споразумение масите на всички атоми и молекули се сравняват с масата на въглероден атом (т.нар. въглеродна скала на атомните маси).

Относителната молекулна (или атомна) маса на веществото M r. нарича се съотношение на масата на молекула (или атом) m 0 на дадено вещество към масата на въглероден атом m o:

Количеството веществонай-естественото би било да се измерва с броя на молекулите или атомите в тялото. Но броят на молекулите във всяко макроскопично тяло е толкова голям, че изчисленията използват не абсолютния брой молекули, а относителния.

В Международната система от единици количеството на веществото се изразява в молове.

Един мол е количеството на вещество, което съдържа толкова молекули или атоми, колкото има атоми във въглерода с тегло 0,012 kg.

Това означава, че 1 мол от всяко вещество съдържа същия брой атоми или молекули. Този брой атоми означава н Аи се нарича константа Авогадро в чест на италианския учен (19 век).

н А - Константа на Авогадро.

За да определите константата на Авогадро, трябва да намерите масата на един въглероден атом. Може да се направи груба оценка на масата, както беше направено по-горе за масата на водна молекула (най-точните методи се основават на отклонението на йонните лъчи от електромагнитно поле).

Обяснение на Брауновото движение.

Брауновото движение може да се обясни само на базата на молекулярно-кинетична теория. Причината за Брауновото движение на частица е, че ударите на течни молекули върху частицата не се компенсират взаимно. Когато молекулите се движат произволно, импулсите, които те предават на браунова частица, например наляво и надясно, не са еднакви; следователно резултантната сила на налягане на течните молекули върху браунова частица е различна от нула, което причинява промяна в движението му.

Газовелесно се компресира, като по този начин се намалява средното разстояние

между молекулите, но молекулите не се притискат една друга. Обемът на съда е десетки хиляди пъти по-голям от обема в

тъпи молекули. Газовете лесно се компресират в този случай средното разстояние между молекулите намалява, но молекулите не се притискат една друга.

Молекулите се движат в пространството с огромна скорост - стотици метри в секунда. Когато се сблъскат, те отскачат един от друг в различни посоки като билярдни топки. Слабите сили на привличане на газовите молекули не са в състояние да ги държат близо една до друга.Ето защо газовете могат да се разширяват неограничено.Те не запазват формата или обема си. Многобройни удари на молекули върху стените на съда създават налягане на газа.