13. Основи мкт …

Основні положення МКТ

1. Речовина складається з дрібних частинок – молекул (атомів або іонів).

2. Ці частинки знаходяться у безперервному хаотичному русі.

3. Ці частинки (як правило) взаємодіють між собою.

Більшість речовин молекулярної будови (кисень, вода, аміак, метан), але є й атомарні речовини (графіт, алмаз, гелій і всі інертні гази), і навіть йонні речовини (всі метали).

Дослідне підтвердження положень МКТ:

1. Доказом молекулярної будови речовини є дифузія, закони збереження в хімічних реакціях, визначено розміри і масу атомів і молекул.

2. Доказом хаотичного руху молекул є дифузія, броунівсьлкий рух, випаровування речовин тощо.

Броунівський рух – неперервний хаотичний рух завислих в рідині або газі дрібних твердих частинок (спостерігав англійський ботанік Р. Броун).

Дифузія – це взаємне проникнення молекул однієї речовини в ділянки простору, в яких перебувають молекули іншої речовини, і навпаки.

3. Доказом взаємодії молекул є наявність пружності і міцності тіл, поверхневого натягу тощо.

Для кількісної оцінки речовини користуються поняттям кількості речовини – величини, що рівна відношенню кількості молекул в даному тілі до сталої Авогадро - числа молекул у 1 молі речовині. Моль – це така кількість речовини, в якій міститься стільки молекул (атомів чи іонів), скільки міститься атомів в 0,012 кг вуглецю ¹²С.

Об’єм моля будь-якого газу при нормальних тиску і температурі: V_о=22,4 л/моль. N_A=6,02∙10²³ 1/моль.

М аса однієї молекули , μ – молярна маса речовини. Число молекул у тілі .

Для зручності розрахунків ввели поняття відносна атомна (молекулярна) маса

де M_r(A_r) - відносна молекулярна (атомна) маса; 1/12m₀(C¹²) - 1 а.о.м.=1,66·10^-27 кг - маса 1/12 частини маси атома Карбону.

Для оцінки розміру молекул можна розглядати їх як маленьку кульку, тоді об’єм дорівнює 4/3πr³. З формули густини речовини маємо V=m/ρ. Для однієї молекули V₀=т₀/ρ=М/(ρN_A)=4/3πr³.  Звідси для молекули води .

Основне рівняння МКТ газів дає можливість розрахувати тиск, який чинить газ на стінку посудини, в якій він знаходиться (різні форми запису):

І деальний газ – модель газу, у якому: молекули не мають розмірів, відсутні сили міжмолекулярної взаємодії, зіткнення молекул між собою і зі стінками посудини абсолютно пружні.

Рівняння стану ідеального газу (Менделєєва-Клапейрона ) - це рівняння, що поєднує параметри стану цього газу - p, V, T. Його виводять з основного рівняння МКТ.

Ізопроцеси – це процеси, за яких один з параметрів стану газу залишається постійним.

1. Ізотермічний процес (m=const, T=const), закон Бойля–Маріотта: для деякої маси газу при сталій температурі добуток тиску газу на об'єм, який він займає, є сталою величиною: pV=const.

2. Ізобарний процес (m=const, р=const), закон Гей-Люссака: для деякої маси газу при сталому тиску відношення об'єму газу до його температури є сталою величиною: V/Т=const.

3. Ізохорний процес (m=const, V=const), закон Шарля: для деякої маси газу при сталому об'ємі відношення тиску газу до його температури є сталою величиною: р/Т=const.