Основные положения молекулярно-кинетической теории

МКТ Молекулярно-кинетическая теория занимается изучением свойств веществ, основываясь при этом на представлениях о частицах вещества

М.В.Ломоносов Большой вклад в теорию внес в 18 в. выдающийся русский ученый- энциклопедист М.В.Ломоносов, рассматривает тепловые явления, как результат движения частиц, образующих тела.

МКТ базируется на трех основных положениях: Все вещества состоят из частиц - молекул, атомов и ионов Частицы вещества беспрерывно и беспорядочно движутся Частицы вещества взаимодействуют друг с другом Между частицами есть промежутки

Частицы вещества Все вещества и тела в природе состоят из атомов и молекул - групп атомов. Такие большие тела называются макроскопическими. Атомы и молекулы относятся к микроскопическим телам.

Демокрит(ок ок. 380 до н. э) тела состоят из мельчайших неделимых частиц

туннельный микроскоп Современные приборы позволяют видеть изображения отдельных атомов и молекул.

Исследования на поверхности золотой пластинки с помощью сканирующего туннельного микроскопа (СТМ) при температуре около 200 градусов Цельсия

Атом -Протоны -нейтроны -электроны -элементарные частицы. Атомы в целом электронейтральны.

Частицы вещества Вещества могут иметь строение в виде атомов молекул ионов

Вещества состоят из частиц, разделённых промежутками

Каков размер частиц? Как его измерить? Если высыпать горошины из стакана на стол, то толщина образованного ими на столе слоя окажется равной диаметру горошины. Конечно же, реальная форма частиц вещества не шарообразная, а гораздо более сложная. Но указанный способ позволяет, с известной точностью, оценить размеры частиц вещества. Частицы в жидкости располагаются достаточно плотно

Размеры и масса молекул Можно считать, что на каждую частицу вещества приходится объем, равный объему куба, сторона которого равна диаметру частицы. Тогда, зная плотность жидкости и диаметр частицы вещества, объем частицы, можно оценить массу частицы вещества.

Оценка размера молекулы

Оценка массы молекулы

Тепловое движение Беспорядочное (хаотичное) движение атомов и молекул в веществе называют тепловым движением Скорость движения частиц увеличивается с ростом температуры. Экспериментальным подтверждением непрерывного движения атомов и молекул в веществе является броуновское движение и диффузия

Тепловое движение молекул в газе Молекулы в газе движутся хаотично Газы не сохраняют ни формы, ни объема, их объем и форма совпадают с объемом и формой сосуда, который они заполняют

Тепловое движение молекул в газе В газах расстояние между атомами или молекулами в среднем во много раз больше размеров самих молекул. Молекулы в газе движутся с большими скоростями (сотни м/с). Сталкиваясь, они отскакивают друг от друга как абсолютно упругие шарики, изменяя величину и направление скоростей. При больших расстояниях между молекулами силы притяжения малы и не способны удержать молекулы газа друг возле друга. Газы могут неограниченно расширяться. Газы легко сжимаются, среднее расстояние между молекулами при этом уменьшается, но все равно остается большим их размеров. Многочисленные удары молекул о стенки сосуда создают давление газа

Тепловое движение молекул в жидкости Молекулы жидкости расположены почти вплотную друг к другу. Жидкости очень плохо сжимаются, сохраняют свой объем, принимают форму сосуда.

Тепловое движение молекул в жидкости Молекулы жидкости совершают колебания около положения равновесия. Время от времени молекула совершает переходы из одного оседлого состояния в другое. Поэтому жидкости текучи, не сохраняют своей формы и принимают форму сосуда, в который налиты. Теория жидкого состояния вещества впервые была разработана крупным советским физиком- теоретиком Я.И. Френкелем.

Тепловое движение молекул в твёрдых телах Атомы и молекулы твердых тел колеблются около определенных положений равновесия Твердые тела сохраняют и объем, и форму Если мысленно соединить центры положений равновесия атомов или ионов твердого тела, то получится кристаллическая решетка

Диффузия Явление самопроизвольного проникновения молекул одного вещества в промежутки между молекулами другого вещества

Диффузия Диффузия может происходить не только в газах, но и в жидкостях, и в твердых телах. Диффузия газов происходит очень быстро, а диффузия твердых тел очень медленно. Чем выше температура, тем диффузия происходит быстрее.

Диффузия (начало процесса)

Диффузия (установившееся положение)

Броуновское движение Броуновское движение - это тепловое движение мельчайших частиц, взвешенных в жидкости или газе Открыто английским ботаником Броуном (1827 г.) Явилось наглядным доказательством хаотичного молекулярного движения.

Броуновская частица среди молекул Броуновские частицы движутся под влиянием ударов молекул. Из-за хаотичности теплового движения молекул, эти удары никогда не уравновешивают друг друга. В результате скорость броуновской частицы беспорядочно меняется по величине и направлению, а ее траектория представляет собой сложную зигзагообразную линию. Молекулярно-кинетическая теория броуновского движения была создана А.Эйнштейном (1905 г.).

Траектория движения 3-х броуновских частиц

Силы взаимодействия между молекулами Молекула - это сложная система, состоящая из отдельных заряженных частиц: электронов и атомных ядер. Молекулы электрически нейтральны Между молекулами на малых расстояниях действуют значительные электрические силы: происходит взаимодействие электронов и атомных ядер соседних молекул

Силы взаимодействия между молекулами На расстояниях, превышающих диаметра молекул, действуют силы притяжения. По мере уменьшения расстояния между молекулами сила притяжения сначала увеличивается, а затем начинает убывать и убывает до нуля, когда расстояние между двумя молекулами становится равным сумме радиусов молекул. При дальнейшем уменьшении расстояния электронные оболочки атомов начинают перекрываться, и между молекулами возникают быстро нарастающие силы отталкивания.

1. На каком физическом явлении основан процесс засолки овощей, рыбы, мяса? 2. В каком случае процесс происходит быстрее – если рассол холодный или горячий? 3. На каком явлении основано консервирование фруктов и овощей? 4. Почему сладкий сироп приобретает со временем вкус фруктов? 5. Почему сахар и другие пористые продукты нельзя хранить вблизи пахучих веществ? 6. Запах березового веника в жаркой бане распространяется быстрее, чем в прохладной комнате. Почему? 7. Как вы думаете, что может произойти в результате ядерной войны? 8. Как можно объяснить исчезновение дыма в воздухе?

Используемые ресурсы: www-sbras.nsc.ru htm