Основные положения МКТ и агрегатные состояния вещества |
теория по физике 🧲 молекулярная физика, МКТ, газовые законы
Основные положения МКТ
? Все вещества состоят из молекул
Это было подтверждено с помощью фотографий, полученных с использованием электронного микроскопа.
? Между молекулами есть промежутки
Существование промежутков доказывают разные объемы жидкостей до смешивания и после нее. Так, объем смеси воды и спирта меньше суммы объемов воды и спирта до их смешивания.
При нагревании промежутки между молекулами увеличиваются, а при охлаждении уменьшаются. Исключение составляет вода и резина. У воды промежутки между молекулами при охлаждении увеличиваются. У резины промежутки между молекулами при нагревании уменьшаются.
? Молекулы движутся
Движение молекул доказывает существование явления диффузии.
?Молекулы взаимодействуют
Доказательством служит склеивание двух плоских стекол, смоченных водой. На расстоянии, сравнимых с размерами молекул, заметнее проявляется притяжение. При уменьшении расстояний заметнее проявляется отталкивание.
Свойства твердых, жидких и газообразных веществ
Агрегатное состояние вещества
Сохраняет объем
Сохраняет форму
Особые свойства
Твердое тело
+
+
–
Жидкость
+
–
Текучесть
Газ
–
–
Летучесть
Строение твердых, жидких и газообразных веществ
Твердое тело
Жидкость
Газ
Строение
Расстояние между молекулами
Сравнимо с размером молекул
Чуть больше, чем в твердом состоянии
Многократно превышает размеры молекул
Характер движения
Колебательное
Скачкообразное
Хаотическое
Скорости молекул
Малы
Скорее малы
Огромны
Взаимодействие между молекулами
Наибольшее
Меньше, чем у твердых тел
Наименьшее
Важно! Химический состав молекул не зависит от агрегатного состояния.
Микроскопические параметры вещества
К микроскопическим параметрам вещества относят параметры одной частицы этого вещества.
Относительная атомная масса
Пример №1. Определить по таблице Менделеева относительную атомную массу хлора.
В таблице Менделеева относительная атомная масса указывается под названием химического элемента:
Видно, что Ar = 35,453 а.е.м. При решении задач это значение обычно округляют до 35,5 а.е.м.
Относительная молекулярная масса
Пример №2. Определить относительную молекулярную массу озона.
В молекуле озона содержится 3 атома кислорода. Следовательно:
Mr=3Ar=16·3=48(а.е.м.)
Количество вещества
Пример №3. В баллоне находится 3∙1025 молекул газа. Определите количество вещества в баллоне.
ν=NNA..=3·10256·1023..=0,5∙102=50(моль)
Молярная масса
Пример №4. Определить молярную массу озона.
Относительная молекулярная масса озона равна 48 а.е.м. Поэтому:
M=Mr•10−3=48•10−3(кгмоль..)
Масса молекулы
Масса молекулы — масса одной молекулы вещества, выраженная в килограммах (кг).
Масса молекулы обозначается как m0. Численно она равна отношению молярной массы к количеству частиц вещества в одном моле (или отношению массы вещества к количеству частиц, содержащихся в нем):
m0=MNA..=mN..
Отсюда отношение количества молекул к постоянной Авогадро равно отношению массы вещества к его молярной массе. Следовательно, количество вещества можно определить также формулой:
ν=mM..
Пример №5. Определить массу одной молекулы озона.
m0=MNA..=486•1023..=8•10−23(кг)
Плотность, масса вещества и концентрация частиц
Поэтому плотность можно выразить через объем, равный отношению числа частиц к концентрации этих частиц:
ρ=mV..=mnN..
При делении массы вещества на количество содержащихся в нем частиц мы получим массу одной частицы — m0. Поэтому плотность вещества также равна:
ρ=mnN..=m0n
Отсюда концентрация вещества также равна:
n=ρm0..
Масса вещества определяется произведением плотности вещества на его объем (или количеством вещества на молярную массу):
m=ρV=νM
Пример №6. Определить массу 5 молей озона.
m=νM=5•48•10−3=240•10−3=0,24(кг)
Через массу вещества можно также выразить количество этого вещества:
ν=mM..=ρVM..
Количество атомов и молекул
Количество молекул N определяется произведением количества вещества на число частиц в одном моле или произведением концентрации частиц на объем вещества:
Nмол=νNA=nV
Количество атомов в веществе выражается формулой:
Nатом=kNмол
k — количество атомов в одной молекуле.
Пример №7. В баллоне находится 4 моль газа. Сколько примерно молекул газа находится в баллоне?