Опытное обоснование основных положений молекулярно-кинетической теории строения вещества. Масса и размер молекул.

 

Молекулярно-кинетическая теория (МКТ)— это раздел физики, изучающий свойства различных состояний вещества, основывающийся на представлениях о существовании молекул и атомов как мельчайших частиц вещества. В основе МКТ лежат три основных положения:

1. Все вещества состоят из мельчайших частиц: молекул, атомов или ионов.
2. Эти частицы находятся в непрерывном хаотическом движении, скорость которого определяет температуру вещества.
3. Между частицами существуют силы притяжения и отталкивания, характер которых зависит от расстояния между ними, т.е. частицы взаимодействуют друг с другом.

 

Основные положения МКТ подтверждаются многими опытными фактами.

Существование молекул, атомов и ионов доказано экспериментально, молекулы достаточно изучены и сфотографированы с помощью электронных микроскопов.

Способность газов неограниченно расширяться и занимать весь предоставленный им объем объясняется непрерывным хаотическим движением молекул.

Упругость газов, твердых и жидких тел, способность жидкостей смачивать некоторые твердые тела, процессы окрашивания, склеивания, сохранения формы твердыми телами и многое другое говорят о существовании сил притяжения и отталкивания между молекулами.

 

Явление диффузии — способность молекул одного вещества проникать в промежутки между молекулами другого — тоже подтверждает основные положения МКТ. Явлением диффузии объясняется, например, распространение запахов, смешивание разнородных жидкостей, процесс растворения твердых тел в жидкостях, сварка металлов путем их расплавления или путем давления. Подтверждением непрерывного хаотического движения молекул является также и броуновское движение — непрерывное хаотическое движение микроскопических частиц, нерастворимых в жидкости. Движение броуновских частиц объясняется хаотическим движением частиц жидкости, которые сталкиваются с микроскопическими частицами и приводят их в движение. Опытным путем было доказано, что скорость броуновских частиц зависит от температуры жидкости. Теорию броуновского движения разработал А. Эйнштейн.

 

Любое вещество состоит из частиц, поэтому количество вещества ν принято считать пропорциональным числу частиц, содержащихся в теле. Единицей количества вещества является моль. Отношение числа молекул вещества к количеству вещества называют постоянной Авогадро: , N_A=6,02∙10²³ моль^-1.

Постоянная Авогадро показывает, сколько атомов и молекул содержится в одном моле вещества.

Молярная масса — масса одного моля вещества, равная отношению массы вещества к количеству вещества: . Молярная масса выражается в кг/моль. Зная молярную массу, можно вычислить массу одной молекулы: .

Массы молекул очень малы, например, масса молекулы воды: m=29,9∙10^-27 кг, поэтому удобно использовать не абсолютные значения масс, а относительные. Относительные атомные массы всех химических элементов указаны в таблице Менделеева. Физическими методами удалось определить массы некоторых атомов в абсолютных единицах. Так появилась атомная единица массы (а.е.м.), равная 1/12 массы атомов углерода: 1 а.е.м. =1, 66∙10^-27.
Молярная масса связана с относительной молекулярной массой Мr. Относительная молекулярная масса — это величина, равная отношению массы молекулы данного вещества к 1/12 массы атома углерода. Если известна химическая формула вещества, то с помощью таблицы Менделеева может быть определена его относительная масса.

Диаметром молекулы принято считать минимальное расстояние, на которое им позволяют сблизиться силы отталкивания. Средний размер молекул порядка 10^-10м.

 

2. Задача на движение или равновесие заряженной частицы в электрическом поле.
Билет №7.