Билет № 9

1. Основные положения молекулярно-кинетической теории. Опытные

обоснования.

2. Закрытый колебательный контур. Формула Томсона. Токи высокой

частоты.

3. Задача на законы преломления.

Ответы:

1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ И ИХ ОПЫТНОЕ ОБОСНОВАНИЕ.

Мы не видим молекул. Тем не менее, наши представления о молекулах и их движении подтверждаются многочисленными опытами. Не прежде чем рассмотреть эти опыты, необходимо уточнить, что же мы понимаем под мельчайшими частицами вещества и как формулируются основные положения МКТ.

Молекула — это мельчайшая частица вещества, сохраняющая химические свойства именно этого вещества.

Атом — это мельчайшая частица вещества, являющаяся носителем химических свойств вещества, но не сохраняющая их.

Ион — это атомы или молекулы, у которых имеется избыток или недостаток электронов, т. е. это не электрически нейтральные частицы, как атомы и молекулы, а заряженные положительно или отрицательно.

В основе молекулярно-кинетической теории лежит три основных положения:

1. Все вещества состоят из частиц (молекул, атомов, ионов).

2. Эти частицы находятся в непрерывном хаотическом движении, скорость

которого определяет температуру вещества.

3. Между частицами существуют силы притяжения и отталкивания, характер

которых зависит от расстояния между ними.

Существование молекул, атомов и ионов доказано экспериментально. Молекулы досконально изучены и даже сфотографированы с помощью электронных микроскопов. Непрерывным хаотическим движением молекул объясняется способность газов неограниченно расширяться и занимать весь предоставленный им объем. Упругость газов, твердых и жидких тел, способность жидкостей смачивать некоторые твердые тела, процессы окрашивания, склеивания, сохранения формы твердыми телами и многое другое говорят о существовании сил притяжения и отталкивания между молекулами.

Распространение запахов, смешивание разнородных жидкостей, процесс растворения твердых тел в жидкостях, сварка металлов, как путем расплавления, так и путем давления, объясняются явлением диффузии, которое подтверждает правильность основных положений МКТ.

Диффузия — это процесс взаимного проникновения молекул одного вещества в промежутки между молекулами другого.

Диффузия достаточно легко наблюдается в жидкостях (самопроизвольное перемешивание раствора медного купороса с водой) и газах (распространение паров эфира). Намного сложнее обнаружить диффузию в твердых телах. В одном из опытов гладко отшлифованные пластинки свинца и золота клали одну на другую и ставили на них груз. При обычной комнатной температуре (около 20 °С) за 5 лет золото и свинец срослись, взаимно проникнув друг в друга на расстояние 1 см. Получился слой из однородного сплава золота со свинцом, хотя, конечно, ни о каком плавлении этих металлов при 20 °С не могло быть и речи.

В результате диффузии плотность газа во всем объеме выравнивается. Процесс диффузии ускоряется с повышением температуры, что может быть объяснено тем, что при этом увеличивается скорость беспорядочного движения молекул.

Явление диффузии играет большую роль в природе: оно способствует поддержанию однородности состава атмосферного воздуха вблизи Земли. Диффузия растворов различных солей в почве способствует нормальному питанию растений.