МОЛЕКУЛЯРНА ФІЗИКА. ОСНОВИ МОЛЕКУЛЯРНО- КІНЕТИЧНОЇ ТЕОРІЇ (MKT) - презентация

1 МОЛЕКУЛЯРНА ФІЗИКА. ОСНОВИ МОЛЕКУЛЯРНО- КІНЕТИЧНОЇ ТЕОРІЇ (MKT)

2 Питання для опрацювання матеріалу 1.Основні положення MKT та їх дослідне підтвердження. 2.Що таке атом (молекула)? 3.Що називається молярною масою? 4.Що таке кількість речовини (одиниці виміру)? 5.Дати визначення поняття концентрації; назвати числове значення сталої Авогадро. 6.Що називається дифузією; броунівським рухом? 7.Агрегатні стани речовини та їх пояснення з точки зору MKT (основні властивості). 8.Швидкість молекул, дослід Штерна. 9.Основне рівняння MKT; фізичний смисл рівняння. 10. Температура, теплова рівновага; абсолютний нуль. 11.Ідеальний газ; параметри, що характеризують ідеальний газ. 12.Стала Больцмана; універсальна газова стала. 13.Рівняння стану ідеального газу (Менделєєва-Клапейрона). 14.Газові закони (ізопроцеси в газах); графіки, що характеризують закони. 15.Прилади, що вимірюють параметри газів.

3 ОСНОВИ МОЛЕКУЛЯРНО- КІНЕТИЧНОЇ ТЕОРІЇ (MKT) Молекулярна фізика розділ фізики, в якому вивчають фізичні властивості тіл у різних агрегатних станах на основі розгляду їх мікроскопічної (молекулярної) будови. Для опису використовують два основні методи: молекулярно-кінетичний (статистичний) і термодинамічний. Молекулярно-кінетичний метод ґрунтується на основі уявлень про частинки речовини, їх рух і взаємодію. Вчення називається MKT.

4 Основні положення MKT 1. Усі тіла складаються з найдрібніших частинок атомів, йонів, молекул, між якими є проміжки. 2. Частинки перебувають у безперервному хаотичному тепловому русі. 3. Між ними існують сили взаємодії притягання і відштовхування Подільність речовин, пароутворення, розчинність, стискальність речовин Дифузія, броунівський рух, залежність швидкості випаровування від температури Існування рідин та твердих тіл, змочування, молекулярне зціплення Дослідні факти

5 Дослідні обгрунтування положень MKT 1. а) молекули і атоми можна бачити в електронний та тунельний мікроскопи; б)наявність межі подрібнення речовини послідовним розведенням розчинів, при якій неможливо встановити наявність розчиненої речовини; в)утворення мономолекулярних плівок; г)змішування рідин, газів (1 л води + 1 л спирту < 2 л розчину); 2. а) Дифузія явище проникнення молекул однієї речовини в міжмолекулярні проміжки іншої (підтверджує хаотичний рух молекул); б)броунівський рух хаотичний рух макроскопічних частинок, завислих у рідині чи газі, зумовлений ударами з боку молекул («танець» пилинок в сонячному світлі); в)осмос проникнення речовин через пористі перегородки (корені рослин, легені (100 м 2 ), кишечник (5 м 2 )). 3. а) збереження форми та об'єму твердим тілом, об'єму рідиною; б)виготовлення деталей методом порошкової металургії; в)для стискання чи пресування потрібна велика сила.

6 Агрегатні стани речовини та їх пояснення з точки зору MKT. Критерії Порівняння Речовини газирідкітверді Характер упакування частинок Частинки розподілені по всьому наданому їм об'єму Дещо більш крихке упакування, ніж у кристалах Частинки щільно упаковані (кристалічна ґратка) Середня відстань між молекулами Велика (-3,3 нм)Мала (0,2-0,3 нм)Дуже мала (0,1 нм) Сили зчепленняДуже малі Дещо менші, ніж у твердому тілі Великі Основні властивості речовини а)Повністю заповнюють надані їм об'єми; б)легко змінюють свої об'єми та форму; в) легко перемішуються між собою в будь-яких пропорціях а) Заповнюють лише нижню частину наданого їм об'єму; Б) текучі, тобто не зберігають свою форму; В) не всі рідини змішуються в будь-яких пропорціях а) Характерні стійкість форми та міцність; Б) не змінюють об'єм, але внаслідок деформації можуть змінити форму та об'єм; в) самовільно не перемішуються

7 Сили взаємодії між молекулами 1.Сили притягання і відштовхування діють одночасно. 2.При зменшенні відстані до r 0 швидше зростає сила притягання; далі (r < r 0 ) переважає сила відштовхування. 3. При r = r 0 положення стійкої рівноваги.

8 Основні поняття MKT 1.Атом це найменша частина хімічного елемента, яка є носієм його властивостей та не ділиться в процесі хімічних реакцій 2. Молекула це найменша стійка частинка речовини, яка має її основні хімічні властивості та складається з атомів одного (проста речовина) або кількох (складна речовина) хімічних елементів Примітка. Атоми можна розглядати як одноатомні молекули

9 3. Маси молекул і атомів (виражені в одиницях СІ) дуже маленькі, а тому незручні для користування. їх порівнюють з 1/12 т ос = 1а.о.м. = 1, кг. Відносною молекулярною (або атомною масою) речовини називають відношення маси молекули (або атома) т 0 даної речовини до 1/12маси атома вуглецю т ос.

10 4. Розмір молекул дуже малий, тому їх кількість у макроскопічому тілі велика, що незручно. Тому використовують відносну кількість молекул, порівнюючи з 1 молем. Моль це кількість речовини, в якій міститься стільки молекул чи атомів, скільки є атомів в 0,012 кг вуглецю. Незалежно від агрегатного стану, моль речовини містить одне і те ж число молекул N А = 6, моль -1 (стала Авогадро). 5. Кількість речовини ν це кількість молей, тобто відношення числа молекул (чи атомів) N у даному тілі до числа молекул (чи атомів) N А в 1 молі.

11 6. Молярна маса фізична величина, що дорівнює відношенню маси речовини т до кількості речовини V.. Іншими словами, це маса речовини, взятої в кількості одного моля. Оскільки в 1 молі є N А молекул, то М = т 0 N А, M = M r кг/моль Авогадро встановив, що моль газу за нормальних умов займає об'єм

12 Молярний обєм – це обєм одного моля речовини:

13 Концентрація молекул (n) число молекул в одиниці об'єму. [n]=м³