3. Тепловий рух молекул.

Безперервний неупорядкований рух молекул (атомів) називають тепловим рухом. Спостерігати тепловий рух окремих молекул безпосередньо неможливо, але про нього свідчить ряд явищ, таких як, наприклад броунівський рух, дифузія тощо.

Броунівським називають рух дрібних частинок, які можна спостерігати у мікроскоп (рис. 19). Рух цих частинок відбувається за рахунок бомбардування їх молекулами, тобто внаслідок теплового руху молекул.

Дифузією називають процес взаємного проникнення частинок однієї речовини у міжмолекулярні проміжки іншої за відсутності дії зовнішніх сил. Дифузія також відбувається внаслідок теплового руху молекул.

4. Взаємодія молекул речовини.

Як відомо, атоми складаються електрично заряджених частинок – протонів та електронів. Тому між атомами (молекулами) одночасно діють і сили притягання (між різнойменно зарядженими частинками), і сили відштовхування (між однойменно зарядженими частинками).

Ці сили називають молекулярними. Вони діють лише на дуже малих відстанях: молекули взаємодіють тільки зі своїми найближчими сусідами.

При збільшенні відстані r (рис. 20) між молекулами 1 і 2 сила відштовхування F₁, яка діє на молекулу 2 зменшується швидше аніж сила притягання F₂. На певній відстані а між центрами взаємодіючих частинок сили притягання дорівнюють силам відштовхування. У цьому положенні частинки знаходяться у стані рівноваги.

Якщо відстань між центрами частинок стає меншою за рівноважну відстань а, сила відштовхування стає більшою за силу притягання. При збільшенні відстані r сила притягання стає більшою за силу відштовхування.

Задача 47. Визначити масу молекули водню Н₂.

Задача 48. Скільки молекул містить крапелька води масою 10 ^{– 10} г?

Задача 49. Скільки молекул міститься в 1 г вуглекислого газу?

Д.З.: 1. §§ 40 – 43.

2. §§2.1, 2.3, 3.2, 3.5.

3. Задача № 2.14.

Заняття 12. Ідеальний газ.

1. Температура та її вимірювання.

Одне тіло може бути гарячішим або холоднішим за інше тіло. Для характеристики міри нагрітості тіл вводять поняття температури. Чим вища температура тіла, тим швидше рухаються молекули і тим більшою є їх середня кінетична енергія. Тому температура є мірою середньої кінетичної енергії молекул.

Температуру вимірюють термометром. Термометр являє собою прилад, у якому використовують залежність від температури об’єму, тиску, електричного опору тіла тощо. Найчастіше у практиці використовують залежність об’єму рідини (наприклад, ртуті чи спирту) від температури. При цьому термометр градуюють. Зазвичай температуру танучого льоду приймають за початок відліку (0), а температуру кипіння води за нормального атмосферного тиску – за кінець відліку (100). Шкалу між точками 0 і 100 ділять на 100 рівних частин, які називають градусами. Переміщення стовпчика рідини у термометрі на одну поділку відповідає зміні температури на один градус за шкалою Цельсія (1º С).

Окрім стоградусної температурної шкали Цельсія у фізиці дуже поширена абсолютна температурна шкала (шкала Кельвіна). Градус цієї шкали, який дорівнює градусу за шкалою Цельсія, називають кельвіном (К). Нуль за шкалою Кельвіна називають абсолютним нулем температур. За цієї температури поступальний рух молекул має припинятися. У природі нижчої температури існувати не може.

Шкала Кельвіна пов’язана із стоградусною шкалою Цельсія співвідношенням:

Т(К) = t(°С) + 273.

Зі зміною температури тіла змінюється його агрегатний стан. За низької температури тіло знахолиться у твердому стані. При нагріванні тіло за певної температури плавиться і переходить у рідкий стан. При подальшому нагріванні воно за певної температури випаровується і переходить у газоподібний стан.