18)Основные положения молекулярно-кинетической теории. Масса и размеры молекул.

Молекулярно-кинетической теорией называют учение о строении и свойствах вещества на основе представления о существовании атомов и молекул как наименьших частиц химических веществ.

В основе молекулярно-кинетической теории лежат три основных положения:

---Все вещества – жидкие, твердые и газообразные – образованы из мельчайших частиц – молекул, которые сами состоят из атомов («элементарных молекул»). Молекулы химического вещества могут быть простыми и сложными, т.е. состоять из одного или нескольких атомов. Молекулы и атомы представляют собой электрически нейтральные частицы. При определенных условиях молекулы и атомы могут приобретать дополнительный электрический заряд и превращаться в положительные или отрицательные ионы.

---Атомы и молекулы находятся в непрерывном хаотическом движении.

---Частицы взаимодействуют друг с другом силами, имеющими электрическую природу. Гравитационное взаимодействие между частицами пренебрежимо мало.

Атомная единица массы (а.е.м.) - 1,6.10-27кг - единица массы, равная 1/12 массы изотопа углерода с массовым числом 12.

, где m0 - масса молекулы (атома);   

m0С - масса атома углерода (изотоп  12С)

 - относительная атомная масса

 

- определяется по таблице Менделеева!

Относительная молекулярная масса сложного вещества определяется как сумма относительных атомных масс всех атомов, входящих в состав данного вещества.

n - количество вещества;  [n]=моль;

1 моль углерода имеет массу 0,012 кг

NA=6,02.1024 моль-1 - число (постоянная) Авогадро - количество структурных элементов  (атомов, молекул) в 1 моле вещества (в 12 г углерода 12С).

, где М - молярная масса (масса 1 моля); .

 

 

- концентрация - количество частиц в единице объема вещества.  [n]=м-3

 - плотность - масса единицы объема вещества.  [r]= кг/м3.

 Оценим размеры молекулы, считая, что молекулы шарики. , следовательно, используя понятия плотности и молярной массы получим:        

 

Например, для воды R»10-10м.

19)Термодинамическая система и параметры её состояния.

Термодинамическая система — это некая физическая система, состоящая из большого количества частиц, способная обмениваться с окружающей средой энергией и веществом. Также обычно полагается, что такая система подчиняется статистическим закономерностям. Для термодинамических систем справедливы законы термодинамики.

Для описания термодинамической системы вводят так называемые термодинамические величины — набор физических величин, значения которых определяют термодинамическое состояние системы. Примерами термодинамических величин являются:

-температура

-давление

-объем

-внутренняя энергия

-энтропия

-энтальпия

-свободная энергия Гельмгольца

-энергия Гиббса

В состоянии термодинамического равновесия для каждого вещества термодинамические параметры связаны между собой так называемым уравнением состояния:

Таким уравнением состояния для идеального газа является уравнение Менделеева – Клапейрона:

Здесь R=8,31 Дж/(мольК) – универсальная газовая постоянная, μ - молярная масса. Для углерода (С) величина μ составляет 12г, для водорода (H2) – 2г, для кислорода (О2) – 32г, для воды (Н2О) – 18г и т.д. Давление Р в системе СИ измеряется в ньютонах на квадратный метр или паскалях (Н/м2=Па), объем V – в кубических метрах (м2), масса m – в килограммах (кг), температура T – в кельвинах (К). Абсолютная температура Т отсчитывается от абсолютного нуля (-273,15°С), т.е. Т=t+273,15, где t – температура по Цельсию.

В моле любого вещества содержится одно и то же количество молекул N0, называемое числом Авогадро:

Это объясняется тем, что значение моля любого вещества выбрано пропорциональным массе молекулы этого вещества. Масса молекулы может быть получена делением массы моля на число Авогадро:

Отношение универсальной газовой постоянной R к числу Авогадро (т.е. универсальная газовая постоянная, приходящаяся на одну молекулу) называется постоянной Больцмана:

Если количество вещества равно 1 молю, то