Билет № 17. Атомистическая гипотеза строения вещества и ее экспериментальные доказательства

Атомистическая гипотеза строения вещества и ее экспериментальные доказательства. Модель идеального газа. Абсолютная температура. Температура как мера средней кинетической энергии теплового движения частиц.

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 положений:

1. Все вещества состоят из мельчащих 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.

Явление диффузии – способность молекул одного вещества проникать в промежутки между молекулами другого – тоже подтверждает основные положения МКТ. Явлением диффузии объясняется, н-р распространение запахов, смешивание разнородных жидкостей, процесс растворения твердых тел в жидкостях и т. д. Подтверждением непрерывного хаотического движения молекул является также и броуновское движение – непрерывное хаотическое движение микроскопических частиц, нерастворимых жидкости. Скорость броуновских частиц зависит от температуры жидкости. Массы молекул очень малы, и удобно использовать не абсолютные значения масс, а относительные. Относительные атомные массы всех химических элементов указаны в таблице Менделеева. Физическими методами, н-р по движению ионов в электрическом и магнитном полях, удалось определить массы некоторых атомов и абсолютных единицах, так появилась атомная единица массы (а.е.м.), равная 1\12 массы атома углерода. 1а.е.м. = 1, 66*10 ̅ ² ⁷ кг.

Относительная молекулярная масса - ( = \ -это величина равная отношению массы молекулы данного вещества к 1\12 массы атома углерода. Диаметром молекулы принято считать минимальное расстояние, на которое им позволяют сблизиться силы отталкивания. Средний размер молекул порядка 10 ̅ ¹ º м. Количество вещества измеряется число молекул или атомов, но их в любом макроскопическом теле так велико, что в расчетах используют не абсолютное число молекул, а относительное. ν = . Измеряется в СИ молях

Число молекул в одном моле любого вещества называется числом Авогадро ( = 6*10 ² ³ моль̅ ¹).

Молярная масса (М) –масса вещества, взятого в количества 1 моль М= (кг\моль)

Количество вещества может быть также представлено через массу вещества и его молярную массу. ν = . Для объяснения свойств вещества в газообразном состоянии используется модель идеального газа. Идеальным принято считать газ, если: а) между молекулами отсутствуют силы притяжения, т. е. молекулы ведут себя как абсолютно упругие тела; б) газ очень разрежен, т.е. расстояние между молекулами намного больше размеров самих молекул; в) тепловое равновесие по всему объему достигается мгновенно. На основании использования основных положений молекулярно- кинетической теории было получено основное уравнение МКТ идеального газа.

Р = 1\3 пV², где р- давление идеального газа, п – концентрация молекул, V² - среднее значение квадрата скоростей молекул. Величина V² позволяет ввести представление о средней кинетической энергии поступательного движения молекул идеального газа. = V². Тогда основное уравнение МКТ идеального газа можно записать Р =2\3п . Температура – скалярная физическая величина, описывающая состояние термодинамического равновесия. Как термодинамическая величина температура характеризует тепловое состояние системы и измеряется степенью его отклонения от принятого за нулевое. МК величина – характеризует интенсивность хаотического движения молекул измеряется их средней кинетической энергией =2\3кТ. к =1.38*10 ̅ ² ³ Дж\К – называется постоянной Больцмана. Измеряется температура термометрами в градусах различных температурных шкал. Существуют абсолютная термодинамическая шкала (кельвина) и различные эмпирические шкалы, которые отличаются начальными точками. До ведения абсолютной шкалы в практике применялось шкала Цельсия (за 0º С принято точка замерзания воды, за 100º С кипения воды при нормальном атмосферном давлении). 1К =1º С. Абсолютный нуль температуры равен -273º С.Т. о. между абсолютной школой температур и шкалой Цельсия существует связь Т= 𝘁 º С + 273.