1 Основные положения молекулярно-кинетической теории газов.

Молекулярно- кинетическая теория газов основывается на нескольких допущениях:

1. Молекулы газа находятся на таких расстояниях друг от друга, что по сравнение с этими расстояниями можно пренебречь собственными размерами молекул и рассматривать их как точки, обладающие определенной массой (материальные точки).

2. Между молекулами идеального газа нет сил притяжения. Они ведут себя как упругие шары в пустоте и к ним применимы законы механики.

3. Молекулы находятся в состоянии вечного хаотического движения. Они движутся по всем направлениям и скорости их по абсолютной величине могут быть самыми разнообразными, но для каждой постоянной температуры средняя скорость молекул есть величина постоянная. Различают среднюю арифметическую и среднюю квадратичную скорости. Средняя арифметическая скорость молекул газа определяется из соотношения.

_a = (1.1)

где _a - средняя арифметическая скорость; U₁, U₂, …U_n - скорости движения отдельных молекул газа; n – общее число молекул газа.

Средняя квадратичная скорость вычисляется делением суммы квадратов скоростей отдельных молекул на общее число молекул

² =

отсюда

= (1.2)

2 Основные типы кристаллических решеток. Изоморфизм, полиморфизм

В зависимости от природы частиц, из которых построена кристаллическая решетка, и природы сил взаимодействия между ними, различают ионные, атомные, металлические и молекулярные кристаллы.

Изоморфизм и полиморфизм.

Некоторые вещества могут существовать в различных кристаллических разновидностях.

Способность веществ одного и того же химического состава существовать в различных кристаллических разновидностях называется полиморфизмом (термическая аллотропия). Углерод может существовать в виде графита чешуйчатого строения и алмаза, обладающего большой твердостью. Каждая кристаллическая форма устойчива при определенных Т и Р.. При изменении условий происходит изменение кристаллических форм. Олово может находиться в двух кристаллических разновидностях: серое и белое. При Т > 13,2°С устойчиво белое, а при меньшей Т белое переходит в серое олово.

Полиморфные разновидности отличаются друг от друга температурой плавления, плотностью, твердостью. Если же разрушить кристаллическую структуру (расплавить или растворить), то различий в свойствах их не наблюдается.

Как правило, модификации одного и того же вещества обозначаются греческими буквами, стоящими перед его названием или химическим символом: буква α - при более низкой температуре; β - при более высокой температуре; γ и δ - еще при более высокой температуре.

Переход вещества из одной модификации в другую совершается обычно с поглощением тепла, если имеет место переход из низкотемпературной формы в высокотемпературную, и с выделением тепла - при обратном переходе.

Полиморфизм - весьма распространенное явление для твердого кристаллического состояния вещества. Можно предположить, что полиморфные превращения должны были бы иметься во всех без исключения случаях, если бы отсутствовали сублимация и плавление, ограничивающие область устойчивого существования кристаллов.

Железо также имеет полиморфные модификации. Ниже 910°С оно образует α - модификацию с объемно-центрированной кубической решеткой, между 910° и 1400°С существует γ - железо с плотной гранецентрированной кубической решеткой; выше 1400°С - δ —форма, похожая на α- модификацию, но с иными параметрами решетки. Аллотропная β - модификация железа существует между 769 и 910⁰С. Она сохраняет структуру α - Fe, но отличается по магнитным свойствам ( α -Fe - ферромагнитно , a β -Fe — нет).

Многие вещества различного химического состава образуют кристаллы совершенно одинаковой формы и близкие по внутренней структуре. Это явление называется изоморфизмом. Например, СаС0₃, MgC0₃, алюминиевые и хромовые квасцы. Изоморфные вещества могут кристаллизоваться совместно с образованием смешанных кристаллов (алю­миниевые и хромовые квасцы).

3 Макро- и микроскопические свойства веществ. Идеальный газ.

Об окружающих телах мы судим по их свойствам, которые, будучи воспринимаемыми органами чувств, принято называть макроскопическими. Таковы температура, давление, объем, масса, агрегатное состояние, цвет, тепло- и электропроводность и др. Но уже ученые древности допускали, что все перечисленные свойства – это лишь «отголоски» некоторых основных свойств тела, связанных с его сущностью, о наличии которых можно лишь предполагать или судить на основании наблюдений (эксперимента). Так, предполагалось, что все тела состоят из невидимых мельчайших частиц, форма сосуществования которых и объясняет макроскопические свойства тел. Исходя из этого, свойства газов объяснили наличием большого расстояния между микрочастицами и как следствие слабым воздействием их друг на друга. И, напротив, в жидких и твердых телах расстояние между микрочастицами минимальны и, таким образом, значительны воздействия друг на друга.

Форма, объем, масса, электрический заряд и множество других свойств микрочастиц, а также характер взаимодействия между ними называются микроскопическими свойствами тела.

Между микро- и макроскопическими свойствами тесная связь, изучению которой и посвящен данный раздел.

Начнем с рассмотрения свойств газа, а для большей простоты возьмем за основу идеальный газ. В современно понимании идеальный газ – это тело, состоящее из неограниченного множества материальных точек, у которых единственной формой взаимодействия является прямое столкновение.

Материальная точка – это гипотетический (воображаемый) объект, обладающий массой, но не имеющий геометрических размеров , т. е. не имеющий объема.