2 Тема.

1. Потенциальная энергия взаимодействия молекул. Модель идеального газа.

Молекулы любого вещества взаимодействуют друг с другом, это взаимодействие характеризуется потенциальной энергией взаимодействия молекул.

Потенциальная энергия молекул достигает своего минимума при нахождении частиц вещества на определенном расстоянии друг от друга, это расстояние определяется внешними условиями.

Е сли потенциальная энергия увеличивается, то вещество стремиться к прежнему состоянию.

Молекула – наименьшая устойчивая частица какого-либо вещества, обладающая его химическими свойствами.Молекула состоит из одного или нескольких атомов одинаковых или различных химических элементов.

Атом состоит из положительно заряженного ядра (соединенные протоны и нейтроны), вокруг которого на расстояниях, превышающих размер ядра более чем в 1000 раз, вращаются электроны. Атомы и молекулы электрически нейтральны.

Модель идеального газа.

Идеальный газ — математическая модель газа, в которой предполагается, что потенциальной энергией взаимодействия молекул можно пренебречь по сравнению с их кинетической энергией. Между молекулами не действуют силы притяжения или отталкивания, соударения частиц между собой и со стенками сосуда абсолютно упруги, а время взаимодействия между молекулами пренебрежимо мало по сравнению со средним временем между столкновениями.

Модель широко применяется для решения задач термодинамики газов и задач аэрогазодинамики. Например, воздух при атмосферном давлении и комнатной температуре с большой точностью описывается данной моделью.

При положительной температуре все газы можно приближенно считать идеальными.

2. Жидкость. Кристаллическая решетка.

Жидкости характеризуются большой энергией взаимодействия молекул, чем газы. Жидкости не сохраняют форму, но сохраняют объем и так же как в газах отсутствует порядок расположения молекул.

Таким образом в жидкостях отсутствует кристаллическая решетка, характерная для твердых тел. Кристаллическая решетка, это пространственная структура состоящая из элементарных ячеек и характеризующаяся ближним и дальним расположением атомов.

Элементарная ячейка – это простейший структурный элемент, трансляцией которого во всех направлениях может быть получен весь материал в целом.

Кристаллическая решётка — вспомогательный геометрический образ, вводимый для анализа строения кристалла. Решётка имеет сходство с канвой или сеткой, что даёт основание называть точки решётки узлами. Решёткой является совокупность точек (атомов), которые возникают из отдельной произвольно выбранной точки кристалла под действием группы трансляции. Это расположение замечательно тем, что относительно каждой точки все остальные расположены совершенно одинаково. Применение к решётке в целом любой из присущих ей трансляций приводит к её параллельному переносу и совмещению. Для удобства анализа обычно точки решётки совмещают с центрами каких-либо атомов из числа входящих в кристалл, либо с центрами молекул.

3. Молярная масса и число Авогадро.

Количество вещества ν – физическая величина, характеризующая число структурных единиц в теле. Единицей измерения количества вещества является моль (моль). В одной структурной единице (в одном моле) содержится 6,02∙1023 атомов (молекул). Такое число атомов называется числом Авогадро NA:

.

Количество вещества равно отношению числа N атомов (молекул) в теле к числу Авогадро NA: Или

где m – масса тела, μ – молярная масса тела.

Молярная масса – масса вещества, взятого в количестве одного моля. Единица молярной массы – килограмм на моль (кг/моль). Молярные массы веществ, молекулы которых состоят из одного атома, приведены в Периодической системе Менделеева в г/моль, что следует учитывать при решении задач.

На основе молярной массы и числа Авогадро можно рассчитать массу молекулы по формуле:

Размер молекулы может быть оценен как размер a кубика, в котором содержится одна молекула : Объем кубика V, в свою очередь, равен отношению массы молекулы m к плотности вещества ρ: размер молекулы a равен: