Роздатковий матеріал з «Молекулярної фізики» № 1.

1. Основні положення мкт будови речовини та її дослідне обґрунтування.

Молекулярна фізика – це розділ фізичної науки, який розглядає будову і властивості речовини у твердому, рідкому і газоподібному станах.

Основні положення МКТ будови речовини:

1. Будь-яка речовина складається з найдрібніших частинок – молекул чи атомів.

2. Атоми і молекули перебувають у безперервному хаотичному (тепловому) русі.

3. Між молекулами і атомами діють сили притягання і відштовхування.

Лише у 1974 році за допомогою електронного мікроскопа були одержані фотографії окремих атомів і молекул. До цього ж найпереконливішими доказами існування молекул і атомів були явище дифузії і броунівського руху.

Дифузія – це явище проникнення молекул однієї речовини між молекули іншої.

Найшвидше дифузія відбувається у газах. У рідинах дифузія відбувається значно повільніше. Дифундують і молекули твердих тіл, але за звичайних температур дуже повільно.

Осмос – важливий різновид дифузії – взаємне проникнення речовин крізь пористі перегородки.

Одним з найпереконливіших доказів існування молекул і їх хаотичного теплового руху є броунівський рух, названий так на честь англійського ботаніка Р. Броуна, який спостерігав його у 1827 році.

Броунівський рух – це тепловий рух завислих у рідині (або газі) частинок.

2. Маса і розміри атомів і молекул.

Маси молекул і атомів виміряні досить точно. Вони виражаються дуже малими числами. Наприклад, маса молекули кисню дорівнює 53,5*10^-27кг, водню – 3,34*10^-27кг. На практиці користуватися такими числами незручно. Тому за одиницю вимірювання маси атомів і молекул прийнята атомна одиниця маси (а.о.м.).

З 1961 року за атомну одиницю маси обрано 1/12 маси атома Карбону (вуглецю), оскільки Карбон входить у дуже велику кількість хімічних сполук.

Маса, представлена в атомних одиницях маси, називається відносною молекулярною масою Mr.

Експериментально встановлено, що атомна одиниця маси дорівнює 1,66*10^-27кг. Тобто m₀ = 1,66*10^-27кг*Mr, де m₀ – маса молекули (в кг), Mr – відносна молекулярна маса цієї речовини.

3. Кількість речовини.

Якщо маса молекули якоїсь речовини відома, то легко дізнатися, скільки молекул N міститься в будь-якому тілі, яке складається з цієї речовини. Для цього треба масу тіла поділити на масу однієї молекули:

.

Для вимірювання багатьох практичних задач зручно користуватися такими порціями речовини, в яких міститься однакова кількість молекул. Така порція речовини була названа кількістю речовини.

Кількість речовини – це число молекул речовини в будь-якому тілі. Позначається літерою , а одиницею вимірювання у системі СІ є моль.

1 моль – це така кількість речовини, в якій міститься стільки ж молекул, як і у Карбоні (вуглецю) масою 12 г.

Число молекул в 1 моль дістало назву стала Авогадро.

Масу 1 моль речовини називають молярною масою. Позначають літерою М і вимірюється в кг/моль.

Для розв’язування задач користуються такими формулами:

, , .

Вперше швидкості молекул експериментально визначив у 1920 р. німецький фізик Отто Штерн.