Розглянемо деякі явища, експериментально підтверджують основні положення і висновки молекулярно-кінетичної теорії.

1. Броунівський рух.Шотландський ботанік Р. Броун (1773-1858), спостерігаючи під мікроскопом суспензія квіткового пилку у воді, виявив, що частки пилку жваво і безладно рухалися, то обертаючись, то переміщаючись з місця на місце, подібно порошинкам в сонячному промінні. Згодом виявилося, що подібне складне зигзагообразное рух характерно для будь-яких частинок малих розмірів (1мкм), зважених в газі або рідини. Інтенсивність цього руху, званого броунівським,підвищується з ростом температури середовища, зі зменшенням в'язкості і розмірів частинок (незалежно від їх хімічної природи). Причина броунівського руху довго залишалася неясною. Лише через 80 років після виявлення цього ефекту йому було дано пояснення: броунівський рух зважених часток викликається ударами молекул середовища, в якій частинки зважені. Так як молекули рухаються хаотично, то броунівський частинки отримують поштовхи з різних сторін, тому і роблять рух настільки химерної форми. Таким чином, броунівський рух є підтвердженням висновків молекулярно-кінетичної теорії про хаотичному тепловому русі атомів і молекул.

2. Досвід Штерна.Перше експериментальне визначення швидкостей молекул виконано німецьким фізиком О. Штерном (1888-1970). Його досліди дозволили також оцінити розподіл молекул за швидкостями. Схема установки Штерна представлена ​​на рис. 70. Уздовж осі внутрішнього циліндра з щілиною натягнута платинова дріт, покрита шаром срібла, яка нагрівається струмом при відкачано повітря. При нагріванні срібло випаровується. Атоми срібла, вилітаючи через щілину, потрапляють на внутрішню поверхню другого циліндра, даючи зображення щілини О.

Якщо прилад привести в обертання навколо загальної осі циліндрів, то атоми срібла осядуть Не проти щілини, а змістяться від точки Прона деяку відстань s. Зображення щілини виходить розмитим. Досліджуючи товщину обложеного шару, можна оцінити розподіл молекул за швидкостями, яке відповідає максвелловскую розподілу.

Знаючи радіуси циліндрів, їх кутову швидкість обертання, а також вимірюючи s, можна обчислити швидкість руху атомів срібла при даній температурі дроту. Результати досвіду показали, що середня швидкість атомів срібла близька до тієї, яка випливає з максвеллівський розподілу молекул за швидкостями.

3. Досвід Ламмерт.Цей досвід дозволяє більш точно визначити закон розподілу молекул за швидкостями. Схема вакуумної установки приведена на рис. 71. Молекулярний пучок, сформований джерелом, проходячи через щілину, потрапляє в приймач. Між джерелом і приймачем розміщують два диска з прорізами, закріплених на загальній осі. При нерухомих дисках молекули досягають приймача, проходячи через прорізи в обох

дисках. Якщо вісь привести в обертання, то приймача досягнутий тільки ті минулі проріз в першому диску молекули, які витрачають для пробігу між дисками час, що дорівнює або кратне часу обороту диска. Інші ж молекули затримуються другим диском. Змінюючи кутову швидкість обертання дисків і вимірюючи число молекул, що потрапляють в приймач, можна виявити закон розподілу швидкостей молекул. Цей досвід також підтвердив справедливість максвеллівський розподілу молекул за швидкостями.

4. Дослідне визначення постійної Авогадро.Скориставшись ідеєю розподілу молекул по висоті (см. Формулу (45.4)), французький вчений Ж Перрен (1870-1942) експериментально визначив постійну Авогадро. Досліджуючи під мікроскопом броунівський рух, він переконався, що броунівський частинки розподіляються по висоті подібно до молекул газу в поле тяжіння. Застосувавши до них больцманівського розподіл, можна записати

де m- маса частинки, m 1 - маса витісненої нею рідини: m = 4/3 r 3 , m 1 = 4/3 r 3  1 (r - радіус частинки, - щільність частки,  1 - щільність рідини).

Якщо n 1 і n 2 - концентрації частинок на рівнях h 1 і h 2, a k = R / N A , то

значення N a, що отримується з робіт Ж. Перрена, відповідало значенням, отриманим в інших дослідах, що підтверджує придатність до броунівським частинок розподілу (45.4).

Молекулярно-кінетична теорія - це розділ фізики, що вивчає властивості різних станів речовини, що грунтується на уявленнях про існування молекул і атомів, як дрібних частинок речовини. В основі МКТ лежать три основних положення: 1. Всі речовини складаються з найдрібніших частинок: молекул, атомів або іонів. 2. Ці частинки знаходяться в безперервному хаотичному русі, швидкість якого визначає температуру вещества.3. Між частинками існують сили тяжіння і відштовхування, характер яких залежить від відстані між ними. Основні положення МКТ підтверджуються багатьма досвідченими фактами. Існування молекул, атомів і іонів доведено експериментально, молекули достатньо вивчені і навіть сфотографовані за допомогою електронних мікроскопів. Здатність газів необмежено розширюватися і займати весьнаданий їм об'єм пояснюється безперервним хаотичним рухом молекул. пружність газів,твердих і рідких тіл, здатність рідин

змочувати деякі тверді тіла, процеси фарбування, склеювання, збереження форми твердими тілами і багато іншого говорять про існування сил тяжіння і відштовхування між молекулами. Явище дифузії - здатність молекул однієї речовини проникати в проміжки між молекулами іншого - теж підтверджує основні положення МКТ. Явищем дифузії пояснюється, наприклад, поширення запахів, змішування різнорідних рідин, процес розчинення твердих тіл в рідинах, зварювання металів шляхом їх розплавлені-ня або шляхом тиску. Підтвердженням безперервного хаотичного руху молекул є також і броунівський рух - безперервне хаотичний рух мікроскопічних часток, нерозчинних в рідини.

Рух броунівських часток пояснюється хаотичним рухом частинок рідини, які стикаються з мікроскопічними частинками і приводять їх у рух. Досвідченим шляхом було доведено, що швидкість броунівських часток залежить від температури рідини. Теорію броунівського руху розробив А. Ейнштейн. Закони руху частинок носять статистичний, імовірнісний характер. Відомий тільки один спосіб зменшення інтенсивності броунівського руху - зменшення температури. Існування броунівського руху переконливо підтверджує рух молекул.

Будь-яка речовина складається з частинок, тому кількість речовиниприйнято вважати пропорційним числу часток, т. е. структурних елементів, що містяться в тілі, v.

Одиницею кількості речовини є моль.моль- це кількість речовини, що містить стільки ж структурних елементів будь-якої речовини, скільки міститься атомів у 12 г вуглецю С 12. Ставлення числа молекул речовини до кількості речовини називають постійної Авогадро:

n a = N / v. na = 6,02 10 23 моль -1.

Постійна Авогадро показує, скільки атомів і молекул міститься в одному молі речовини. молярної массойназиваютвеличину, рівну відношенню маси речовини до кількості речовини:

Молярна маса виражається в кг / моль. Знаючи молярну масу, можна обчислити масу однієї молекули:

m 0 = m / N = m / vN A = М / N A

Середня маса молекул зазвичай визначається хімічними методами, постійна Авогадро з високою точністю визначена декількома фізичними методами. Маси молекул і атомів зі значним ступенем точності визначаються за допомогою мас-спектрографа.Масси молекул дуже малі. Наприклад, маса молекули води: т = 29,9 10 -27 кг.

Молярна маса пов'язана з відносною молекулярною масою Mr. Відносна молярна маса - це величина, що дорівнює відношенню маси молекули даної речовини до 1/12 маси атома вуглецю С 12. Якщо відома хімічна формула речовини, то за допомогою таблиці Менделєєва може бути визначена його відносна маса, яка, будучи виражена в кілограмах, показує величину молярної маси цієї речовини.

2) Коливальний рух молекул в природі і техніці. Гармонійні коливання. Амплітуда, період, частота і фаза коливань. Опредеоліть досвідченим шляхом частоту запропонованої коливальні системи.

Механічними коливаннями називають руху тіл, що повторюються точно або приблизно однаково через однакові проміжки часу. Сили, що діють між тілами всередині даної системи тіл, називають внутрішніми силами. Сили, що діють на тіла системи з боку інших тіл, називають зовнішніми силами. Вільними коливаннями називають коливання, що виникли під впливом внутрішніх сил, наприклад - маятник на нитці. Коливання під діями зовнішніх сил - вимушені коливання, наприклад - поршень в двигуні. Загальним ознак всіх видів коливань є повторюваність процесу руху через певний інтервал часу. Гармонійними називаються коливання, що описуються рівнянням. Зокрема коливання, що виникають в системі з одного повертає силою, пропорційною деформації, є гармонійними. Мінімальний інтервал, через який відбувається повторення руху тіла, називається періодом коливань Т. Фізична величина, зворотна періоду коливань і характеризує кількість коливань в одиницю часу, називається частотою. Частота вимірюється в герцах, 1 Гц = 1 с -1. Використовується також поняття циклічної частоти, що визначає число коливань за 2p секунд. Модуль максимального зсуву від положення рівноваги називається амплітудою. Величина, що стоїть під знаком косинуса - фаза коливань, j 0 - початкова фаза коливань. Похідні також гармонійно змінюються, причому, а повна механічна енергія при довільному відхиленні х(Кут, координата, і т.д.) дорівнює, де Аі В- константи, які визначаються параметрами системи. Продифференцировав цей вислів і взявши до уваги відсутність зовнішніх сил, можливо записати, що, звідки.

03.02.2015

Урок 39 (10 клас)

Тема. Основні положення МКТ будови речовини і її дослідне обґрунтування

1. Завдання курсу молекулярна фізика і МКТ; макро- і мікротела

Для початку давайте згадаємо всі попередні розділи фізики, які ми вивчали, і зрозуміємо, що весь цей час ми розглядали процеси, що відбуваються з макроскопічними тілами (або об'єктами макросвіту). Тепер же ми будемо вивчати їх будова і процеси, які відбуваються всередині них.

Визначення. макроскопічну тіло- тіло, що складається з великого числа частинок. Наприклад: машина, людина, планета, більярдна куля ...

Мікроскопічна тіло -тіло, що складається з однієї або декількох часток. Наприклад: атом, молекула, електрон ... (рис. 1)

Мал. 1. Приклади мікро- і макрооб'єктів відповідно

Визначивши таким чином предмет вивчення курсу МКТ, слід тепер поговорити про основні цілі, які ставить перед собою курс МКТ, а саме:

1. Вивчення процесів, що відбуваються всередині макроскопічного тіла (рух і взаємодію частинок)

2. Властивості тіл (щільність, маса, тиск (для газів) ...)

3. Вивчення теплових явищ (нагрівання-охолодження, зміни агрегатних станів тіла)

Вивчення цих питань, яке буде проходити протягом усього теми, почнеться зараз з того, що ми сформулюємо так звані основні положення МКТ, тобто деякі твердження, істинність яких вже давно не піддається сумнівам, і, відштовхуючись від яких, буде будуватися весь подальший курс .

Розберемо їх по черзі:

2. Перше основне положення МКТ; молекули, атоми

Всі речовини складаються з великої кількості частинок - молекул і атомів.

Визначення. атом- дрібна частка хімічного елемента. Розміри атомів (їх діаметр) має порядок см. Варто відзначити, що різних типів атомів, на відміну від молекул, відносно небагато. Всі їх різновиди, які на сьогоднішній день відомі людині, зібрані в так званій таблиці Менделєєва (див. Рис. 2)

Мал. 2. Періодична таблиця хімічних елементів (по суті різновидів атомів) Д. І. Менделєєва

молекула- структурна одиниця речовини, що складається з атомів. На відміну від атомів, вони більше і важче останніх, а головне, вони мають величезною різноманітністю.

Речовина, молекули якого складаються з одного атома, називаються атомарними, З більшої кількості - молекулярними. Наприклад: кисень, вода, кухонна сіль () - молекулярні; гелій срібло (He, Ag) - атомарні.

Причому слід розуміти, що властивості макроскопічних тіл будуть залежати не тільки від кількісної характеристики їх мікроскопічного складу, але і від якісної.

Якщо в будові атомів речовина має якусь певну геометрію ( кристалічну решітку), Або ж, навпаки, не має, то цим тілам будуть притаманні різні властивості. Наприклад, аморфні тіла не мають суворої температури плавлення. Найвідоміший приклад - це аморфний графіт і кристалічний алмаз. Обидві речовини складаються з атомів вуглецю.

Мал. 3. Графіт і алмаз відповідно

Таким чином «зі скількох, в якому взаємне розташування і будь атомів і молекул складається речовина?» - перше питання, відповідь на який наблизить нас до розуміння властивостей тел.

3. Друге основне положення МКТ

Всі частинки знаходяться в безперервному тепловому хаотичному русі.

Так само, як і в розглянутих вище прикладах, важливе розуміння не тільки кількісних аспектів цього руху, але і якісних для різних речовин.

Молекули і атоми твердих тіл здійснюють лише невеликі коливання щодо свого постійного положення; рідких - також здійснюють коливання, але через великі розмірів міжмолекулярної простору іноді міняються місцями один з одним; частинки газу, в свою чергу, практично не стикаючись, вільно переміщаються в просторі.

4. Третя основне положення МКТ

Частинки взаємодіють один з одним.

Взаємодія це носить електромагнітний характер (взаємодії ядер і електронів атома) і діє в обидві сторони (як притягання, так і відштовхування).

тут: d- відстань між частинками; a- розміри частинок (діаметр).

Вперше поняття «атом» було введено давньогрецьким філософом і природознавець Демокритом (рис. 4). У більш пізній період активно задався питанням про структуру мікросвіту російський вчений Ломоносов (рис. 5).

Мал. 4. Демокріт Рис. 5. Ломоносов

5. Різні варіанти обґрунтування положень МКТ

Для початку згадаємо основні положення МКТ, а саме:

1. Всі тіла складаються з маленьких частинок - молекул і атомів,

2. Ці частинки знаходяться в постійному хаотичному русі,

3. Ці частинки безперервно взаємодіють між собою.

Так як же отримати дослідне підтвердження цих тверджень? Насправді з одним із способів знаком кожен без винятку людина. Це дифузія, або змішування, кажучи простою мовою.

Визначення. дифузія- процес взаємного проникнення молекул однієї речовини в простір між молекулами іншого (рис. 6).

Мал. 6. Процес дифузії в газах

Дифузія може відбуватися як в газах (ми можемо спостерігати цей процес, відчуваючи поширення запахів), в рідинах (змішування пофарбованої води різних кольорів) і навіть в твердих тілах (якщо на тривалий час покласти один на одного дуже гладкі листи скла або металу, то неможливо буде відрізнити, де кінчається один лист і починається інший). Більш того, існує також змішана дифузія, тобто проникнення молекул газу в тверді і рідкі тіла (інакше риба в воді не могла б дихати) і т. Д. (Рис. 7)

Мал. 7. різні приклади дифузії

Дійсно, якщо припустити, що речовина - якась суцільна структура, стає абсолютно незрозуміло, як пояснити всі вищезазначені явища.

Однак основним аргументом в поясненні основних положень МКТ є броунівський рух.

6. Опис досвіду Броуна

Визначення. броунівський рух- безперервне теплове хаотичний рух молекул речовини (Рис. 8).

Цей термін увійшов в ужиток після того, як в 1827 р шотландський ботанік Роберт Броун, змішавши пилок плавуна з водою і розглянувши краплю суміші під мікроскопом, спостерігав вищезазначене рух.

Мал. 8. Траєкторія частинки при броунівському русі

7. Пояснення досвіду Броуна

Однак, так як Броун міг розглянути в мікроскоп лише частки пилку, він неправильно трактував своє відкриття (думав, що пилок жива). Пояснити броунівський рух можна тільки на основі молекулярно-кінетичної теорії.

Причина броунівського руху частки полягає в тому, що удари молекул рідини про частку не компенсують один одного.

На малюнку 8.4 схематично показано положення однієї броунівський частинки і найближчих до неї молекул. При хаотичному русі молекул передані ними броунівський частці імпульси, наприклад зліва і справа, неоднакові. Тому відмінна від нуля результуюча сила тиску молекул рідини на броунівський частинки. Ця сила і викликає зміна руху частинки.

Мал. 9. броунівський частинки пилку у воді

Середній тиск має певне значення як в газі, так і в рідини. Але завжди відбуваються незначні випадкові відхилення від цього середнього значення. Чим менше площа поверхні тіла, тим помітніше відносні зміни сили тиску, що діє на дану площу. Так, наприклад, якщо майданчик має розмір близько декількох діаметрів молекули, то діюча на неї сила тиску змінюється стрибкоподібно від нуля до деякого значення при попаданні молекули в цю площадку.
Побудова теорії броунівського руху і її експериментальне підтвердження французьким фізиком Ж. Перреном остаточно завершили перемогу молекулярно-кінетичної теорії. Майже через століття вже німецький фізик Альберт Ейнштейн (1879-1955) зрозумів, що велику частку пилку просто-напросто штовхають набагато більш дрібні молекули води, які самі вже безпосередньо рухаються хаотично (Рис. 9).

Подібні спостереження можна проводити безліччю інших способів: капніть фарбою в воду і погляньте на суміш під мікроскопом, поспостерігайте за окремою порошиною, що рухається у вас в квартирі ...

8. Доказ основних положень

Таким чином, наявність броунівського руху повністю підтверджують введені положення МКТ. Сам факт руху пилку підтверджує їх. Раз пилок рухається, значить, на неї діють сили. Єдина можлива причина виникнення цих сил - це зіткнення будь-яких маленьких тел. Отже, вже неможливо сумніватися в перших двох положеннях. А так як частка пилку змінює свій напрямок, значить в різні моменти часу кількість ударів по пилку з певного боку різний, а значить, не можна сумніватися і в тому, що молекули води взаємодіють один з одним.

Броунівський рух - тепловий рух, і воно не може припинитися. Зі збільшенням температури інтенсивність його зростає. На малюнку 8.3 приведена схема руху броунівських часток. Положення частинок, відмічені точками, визначені через рівні проміжки часу - 30 с. Ці точки з'єднані прямими лініями. Насправді траєкторія частинок набагато складніше.

Броунівський рух можна спостерігати і в газі. Його здійснюють зважені в повітрі частки пилу або диму. Барвисто описує броунівський рух німецький фізик Р. Поль (1884-1976): «Мало хто явища здатні так захопити спостерігача, як броунівський рух. Тут спостерігачеві дозволяється зазирнути за лаштунки

того, що відбувається в природі. Перед ним відкривається новий світ - невпинна штовханина величезного числа частинок. Швидко пролітають в поле зору мікроскопа дрібні частки, майже миттєво змінюючи напрямок руху. Повільніше просуваються більші частки, але і вони постійно змінюють напрямок руху. Великі частинки практично товчуться на місці. Їх виступи явно показують обертання частинок навколо своєї осі, яка постійно змінює напрямок в просторі. Ніде немає і сліду системи або порядку. Панування сліпого випадку - ось яке сильне, переважна враження справляє ця картина на спостерігача ». В даний час поняття броунівський рухвикористовується в більш широкому сенсі. Наприклад, броунівським рухом є тремтіння стрілок чутливих вимірювальних приладів, яке відбувається через теплового руху атомів деталей приладів і навколишнього середовища.

Досліди Перрена.Ідея дослідів Перрена полягає в наступному.
Відомо, що концентрація молекул газу в атмосфері зменшується з висотою. Якби не було теплового руху, то все молекули впали б на Землю і атмосфера зникла б. Однак якби не було тяжіння до Землі, то за рахунок теплового руху молекули покидали б Землю, так як газ здатний до необмеженого розширення. В результаті дії цих протилежних факторів встановлюється певний розподіл молекул по висоті, про що сказано вище, т. Е. Концентрація молекул досить швидко зменшується з висотою. Причому, чим більше маса молекул, тим швидше з висотою убуває їх концентрація.
Броунівський частинки беруть участь в тепловому русі. Так як їх взаємодія дуже малий, то сукупність цих частинок в газі або рідини можна розглядати як ідеальний газ з дуже важких молекул. Отже, концентрація броунівських часток в газі або рідини в полі тяжіння Землі повинна спадати за тим же законом, що і концентрація молекул газу. Закон цей відомий.
Перрен за допомогою мікроскопа великого збільшення і малої глибини поля зору (малу глибину різкості) спостерігав броунівський частинки в дуже тонких шарах рідини. Підраховуючи концентрацію частинок на різних висотах, він знайшов, що ця концентрація убуває з висотою по тому ж закону, що і концентрація молекул газу. Відмінність в тому, що за рахунок великої маси броунівських часток спадання відбувається дуже швидко.
Більш того, підрахунок броунівських часток на різних висотах дозволив Перрену визначити постійну Авогадро зовсім новим методом. Значення цієї постійної співпало з відомим.
Всі ці факти свідчать про правильність теорії броунівського руху і, відповідно, про те, що броунівський частинки беруть участь в тепловому русі молекул.

Молекулярно-кінетична теорія - це розділ фізики, що вивчає властивості різних станів речовини, що грунтується на уявленнях про існування молекул і атомів як найдрібніших частинок речовини. В основі МКТ лежать три основних положення:

1. Всі речовини складаються з найдрібніших частинок: молекул, атомів або іонів.

2. Ці частинки знаходяться в безперервному хаотичному русі, швидкість якого визначає температуру речовини.

3. Між частинками існують сили тяжіння і відштовхування, характер яких залежить від відстані між ними.

Основні положення МКТ підтверджуються багатьма досвідченими фактами. Існування молекул, атомів і іонів доведено експериментально, молекули достатньо вивчені і навіть сфотографовані за допомогою електронних мікроскопів. Здатність газів необмежено розширюватися і займати весь наданий їм об'єм пояснюється безперервним хаотичним рухом молекул. Пружність газів, твердих і рідких тіл, здатність рідин змочувати деякі тверді тіла, процеси фарбування, склеювання, збереження форми твердими тілами і багато іншого говорять про існування сил тяжіння і відштовхування між молекулами. Явище дифузії - здатність молекул однієї речовини проникати в проміжки між молекулами іншого - теж підтверджує основні положення МКТ. Явищем дифузії пояснюється, наприклад, поширення запахів, змішування різнорідних рідин, процес розчинення твердих тіл в рідинах, зварювання металів шляхом їх розплавлення або шляхом тиску. Підтвердженням безперервного хаотичного руху молекул є також і броунівський рух - безперервне хаотичний рух мікроскопічних часток, нерозчинних в рідини.

Рух броунівських часток пояснюється хаотичним рухом частинок рідини, які стикаються з мікроскопічними частинками і приводять їх у рух. Досвідченим шляхом було доведено, що швидкість броунівських часток залежить від температури рідини. Теорію броунівського руху розробив А. Ейнштейн. Закони руху частинок носять статистичний, імовірнісний характер. Відомий тільки один спосіб зменшення інтенсивності броунівського руху - зменшення температури. Існування броунівського руху переконливо підтверджує рух молекул.

Будь-яка речовина складається з частинок, тому кількість речовини v прийнято вважати пропорційним числу часток, т. Е. Структурних елементів, що містяться в тілі.

Одиницею кількості речовини є моль. Моль - це кількість речовини, що містить стільки ж структурних елементів будь-якої речовини, скільки міститься атомів у 12 г вуглецю С12. Ставлення числа молекул речовини до кількості речовини називають постійної Авогадро:

Постійна Авогадро показує, скільки атомів і молекул міститься в одному молі речовини. Молярна маса - маса одного моля речовини, що дорівнює відношенню маси речовини до кількості речовини:

Молярна маса виражається в кг / моль. Знаючи молярну масу, можна обчислити масу однієї молекули:

Молярна маса пов'язана з відносною молекулярною масою Мг. Відносна молекулярна маса - це величина, що дорівнює відношенню маси молекули даної речовини до 1/12 маси атома вуглецю С12. Якщо відома хімічна формула речовини, то за допомогою таблиці Менделєєва може бути визначена його відносна маса, яка, будучи виражена в кілограмах, показує величину молярної маси цієї речовини.

В основі молекулярно-кінетичної теорії будови речовини лежать три твердження:

• речовина складається з частинок;
• частинки безладно рухаються;
• частинки взаємодіють один з одним.

Кожне твердження строго доведено за допомогою дослідів.

Обсяг V шару масла дорівнює добутку його площі поверхні S на товщину d шару, т. Е. V = S * d / Отже, розмір молекули оливкової олії дорівнює:

Діаметр молекули води дорівнює приблизно 3 10 см . Вважаючи, що кожна молекула води при щільній упаковці молекул займає обсяг приблизно 3*10 8 см 3 , Можна знайти число молекул в краплині, розділивши обсяг краплі 1 см 3 на обсяг, що припадає на одну молекулу:

МАСА МОЛЕКУЛ. КІЛЬКІСТЬ РЕЧОВИНИ.

Маса атомів і молекул розрізняються значно. Якими величинами їх зручно характеризувати? Як визначити число атомів в будь-якому макроскопічному тілі?

З'являється нова величина - кількість речовини.

Маса молекули води. Маси окремих молекул і атомів дуже малі. Наприклад, в 1 г води міститься 3,7 * 10 22 молекул. Отже, маса однієї молекули води (Н 2 О) дорівнює:

Так як маси молекул дуже малі, зручно використовувати в розрахунках не абсолютні значення мас, а відносні. За міжнародною угодою маси всіх атомів і молекул порівнюють з маси атома вуглецю (так звана вуглецева шкала атомних мас).

Відносної молекулярної (або атомної) масою речовини М r. називають відношення маси молекули (або атома) m 0 даної речовини до маси атома вуглецю m ос:

Кількість речовининайприродніше було б вимірювати числом молекул або атомів в тілі. Але число молекул в будь-якому макроскопічному тілі таке велике, що в розрахунках використовують не абсолютне число молекул, а відносне.

У Міжнародній системі одиниць кількість речовини виражають в молях.

Один моли - це кількість речовини, в якому міститься стільки ж молекул або атомів, скільки атомів міститься в вуглець масою 0,012 кг.

Значить, в 1 моль будь-якої речовини міститься одне і те ж число атомів або молекул. Це число атомів позначають N Aі називають постійної Авогадро в честь італійського вченого (ХІХ ст.).

N A - постійна Авогадро.

Для визначення постійної Авогадро треба знайти масу одного атома вуглецю. Груба оцінка маси може бути проведена так, як це було зроблено вище для маси молекули води (найбільш точні методи засновані на відхиленні пучків іонів електромагнітним полем).

Пояснення броунівського руху.

Пояснити броунівський рух можна тільки на основі молекулярно-кінетичної теорії. Причина броунівського руху частки полягає в тому, що удари молекул рідини про частку не компенсують один одного. При хаотичному русі молекул передані ними броунівський частці імпульси, наприклад зліва і справа, неоднакові, тому відмінна від нуля результуюча сила тиску молекул рідини на броунівський частинки, яка і викликає зміна її руху.

газилегко стискаються, при цьому зменшується середня відстань

між молекулами, але молекули НЕ здавлюють один одного. Обсяг судини в десятки тисяч разів перевищує обсяг знаходяться в

ньому молекул. Гази легко стискуються, при цьому зменшується середня відстань між молекулами, але молекули НЕ здавлюють один одного.

Молекули з величезними швидкостями - сотні метрів в секунду - рухаються в просторі. Стикаючись, вони відскакують один від одного в різні боки подібно більярдним кулям. Слабкі сили тяжіння молекул газу не здатні утримати їх один біля одного.Тому гази можуть необмежено розширюватися.Вони не зберігають ні форми, ні об'єму. Численні удари молекул об стінки посудини створюють тиск газу.