Раздел: Молекулярная физика и термодинамика

Лекция № 7

Молекулярная физика

Основные вопросы, рассматриваемые на лекции:

19. Основные положения и опытные обоснования молекулярно-кинетической теории строения вещества.

20. Масса и размеры молекул.

Краткое содержание лекционного материала

1. Основные положения и опытные обоснования МКТ строения вещества

Молекулярная физика изучает:

1. Строение тела (из чего состоит вещество и какими свойствами обладает).

2. При каких условиях вещество находится в жидком, твердом и газообразном состоянии.

3. Тепловые явления.

Молекула – это мельчайшая частица вещества, которая сохраняет его химические свойства.

Молекулу нельзярассмотреть через оптический микроскоп из-за ее маленьких размеров. Некоторые молекулы состоят из одного атома (простейшие). Атом можно рассматривать как одноатомную молекулу.

Основные положения МКТ:

1. Вещество состоит из мельчайших частиц – молекул (атомов). Масса вещества равна сумме масс частиц (молекул).

Вывод:тело может изменять массу на величину, равную массе микрочастице.

2. Молекулы всех тел находятся в непрерывном хаотическом тепловом движении. Чем выше температура, то и интенсивность теплового движения возрастает.

В газе расстояния между молекулами большие, в жидкостях меньше, в твердых телах – очень малые расстояния между молекулами.

Кристаллическимтелом называется тело, если при мысленном соединении узлов образуется правильная конфигурация. Если фигура имеет неправильную форму, то тело называютаморфным. В жидком состоянии узлы меняют положение, в твердом состоянии узлы остаются неподвижными.

3. Молекулы взаимодействуют между собой. В зависимости от расстояния между молекулами – они притягиваются или отталкиваются.

Опытное обоснование МКТ:

1. Всякое тело делится на части:

А) механическое разделение

Б) растворение

В) переход из одного агрегатного состояния в другое.

2. Диффузия – проникновение одного вещества в другое. Пример: растворимость порошка в воде, проникновение запахов и т.д.

3. Сжимаемость. Существуют промежутки между узлами.

4. Упругая деформация (возвращение в исходную форму).

5. Два свинцовых цилиндра при сильном сжатии слипаются, т.к. между молекулами свинца действуют силы притяжения.

6. Броуновское движение.

Перечисленные методы служат косвенным доказательством существования молекул и их непрерывного хаотического движения. Сами молекулы в опытах не наблюдаются, но результаты экспериментов качественно и количественно совпадают с теоретическими предпосылками.

2. Масса и размеры молекул

В природе существует громадное количество различных молекул. Некоторые получены искусственно. Для описания молекул используют понятия «количество вещества», «число Авогадро», «молярная масса».

Количество вещества (количество молекул),

Число Авогадро – число атомов (молекул), которое содержится в 1 моле вещества.

.

Примеры: молярная масса атома кислорода –, молярная масса молекулы водорода -, молярная масса молекулы воды –

Количества вещества определяют по формуле: .

Задача 1: Определить число молекул в любой массе вещества

Задача 2: Дан объем вещества. Сколько молекул находится в данном объеме?

Задача 3: Найти массу одной молекулы.

Задача 4: Оценить массу одной молекулы воды?

Задача 5: Оценить размеры молекулы?

Рассмотрим один моль вещества в виде кубика. N₁– количество молекул в 1-м ряду.

N_A=N=N₁³– общее количество всех молекул. Определим объем ячейки.

Задача 6: Определить размеры одной молекулы воды?