بیایید خواص یک مولکول را با استفاده از مثال ماده ای مانند شکر در نظر بگیریم. اگر آن را به ریزترین دانه ها خرد کنید، همچنان حاوی بسیاری از مولکول های قندی یکسان خواهد بود. هر دانه تمام خواص این ماده را حفظ خواهد کرد. حتی اگر شکر را به مولکول های جداگانه بشکنید، مثلاً آن را در آب حل کنید، این ماده در هیچ کجا ناپدید نمی شود و خواص خود را نشان می دهد. شما می توانید این موضوع را با آزمایش اینکه آیا آب شیرین شده است، بررسی کنید. البته، اگر به خرد کردن شکر ادامه دهید، مولکول ها را از بین ببرید یا چندین اتم را از آنها بگیرید، ماده از بین می رود. شایان ذکر است که اتم ها ناپدید نمی شوند، بلکه بخشی از مولکول های دیگر خواهند شد. خود شکر به عنوان یک ماده دیگر وجود نخواهد داشت و به ماده دیگری تبدیل می شود.

هیچ ماده ابدی وجود ندارد. همانطور که هیچ مولکول ابدی وجود ندارد. با این حال، اتم ها عملا ابدی در نظر گرفته می شوند.

اگرچه اندازه مولکول ها بسیار کوچک است، اما هنوز می توان ساختار آنها را با استفاده از روش های مختلف شیمیایی و فیزیکی مشخص کرد. برخی از مواد به شکل خالص وجود دارند. اینها موادی هستند که حاوی مولکولهایی از یک نوع هستند. اگر کالبد فیزیکی حاوی انواع مختلفی از مولکول ها باشد، در این حالت با مخلوطی از مواد روبرو هستیم.

امروزه ساختار مولکول های ماده با روش های پراش تعیین می شود. چنین روش هایی شامل پراش نوترون و همچنین تجزیه و تحلیل پراش اشعه ایکس می باشد. همچنین یک روش پارامغناطیس الکترونیکی و یک روش طیف سنجی ارتعاشی وجود دارد. بسته به ماده و حالت آن، یک یا روش دیگری برای تجزیه و تحلیل مولکول ها تعیین می شود.

اکنون می دانید که به چه چیزی مولکول گفته می شود و از چه چیزی تشکیل شده است.

به عنوان مثال، یک مولکول آب کوچکترین نماینده ماده ای مانند آب است.

چرا ما متوجه نمی شویم که مواد از مولکول ها تشکیل شده اند؟ پاسخ ساده است: مولکول ها آنقدر کوچک هستند که به سادگی برای چشم انسان نامرئی هستند. پس اندازه آنها چقدر است؟

آزمایشی برای تعیین اندازه یک مولکول توسط فیزیکدان انگلیسی رایلی انجام شد. آب در ظرف تمیزی ریخته شد و یک قطره روغن روی سطح آن ریخته شد و روغن روی سطح آب پخش شد و یک فیلم گرد تشکیل داد. به تدریج، مساحت فیلم افزایش یافت، اما پس از آن گسترش متوقف شد و منطقه دیگر تغییر نکرد. ریلی پیشنهاد کرد که ضخامت لایه برابر با اندازه یک مولکول است. از طریق محاسبات ریاضی مشخص شد که اندازه مولکول تقریباً 16 * 10 -10 متر است.

مولکول ها به قدری کوچک هستند که حجم های کوچکی از ماده حاوی مقادیر زیادی از آنها است. به عنوان مثال، یک قطره آب حاوی همان تعداد مولکول است که قطرات مشابهی در دریای سیاه وجود دارد.

مولکول ها را نمی توان با میکروسکوپ نوری دید. می توانید با استفاده از میکروسکوپ الکترونی که در دهه 30 قرن بیستم اختراع شد، از مولکول ها و اتم ها عکس بگیرید.

مولکول های مواد مختلف در اندازه و ترکیب متفاوت هستند، اما مولکول های یک ماده همیشه یکسان هستند. به عنوان مثال، مولکول آب همیشه یکسان است: در آب، در دانه های برف و در بخار.

اگرچه مولکول ها ذرات بسیار کوچکی هستند، اما قابل تقسیم نیز هستند. ذرات تشکیل دهنده مولکول ها اتم نامیده می شوند.اتم های هر نوع معمولاً با نمادهای خاصی مشخص می شوند. به عنوان مثال، یک اتم اکسیژن O، یک اتم هیدروژن H، یک اتم کربن C است. در مجموع، 93 اتم مختلف در طبیعت وجود دارد و دانشمندان حدود 20 اتم دیگر را در آزمایشگاه های خود ایجاد کرده اند. دانشمند روسی دیمیتری ایوانوویچ مندلیف تمام عناصر را سفارش داد و آنها را در جدول تناوبی قرار داد که در درس های شیمی بیشتر با آنها آشنا خواهیم شد.

یک مولکول اکسیژن از دو اتم اکسیژن یکسان تشکیل شده است، یک مولکول آب از سه اتم - دو اتم هیدروژن و یک اتم اکسیژن تشکیل شده است. هیدروژن و اکسیژن به خودی خود خاصیت آب را ندارند. برعکس، آب تنها زمانی به آب تبدیل می شود که چنین پیوندی ایجاد شود.

اندازه اتم ها بسیار کوچک است، برای مثال، اگر یک سیب را به اندازه کره زمین بزرگ کنید، اندازه اتم به اندازه یک سیب افزایش می یابد. در سال 1951، اروین مولر میکروسکوپ یونی را اختراع کرد که امکان مشاهده جزئیات ساختار اتمی یک فلز را فراهم کرد.

در زمان ما، برخلاف دوران دموکریتوس، اتم دیگر تجزیه ناپذیر تلقی نمی شود. در آغاز قرن بیستم، دانشمندان موفق به مطالعه ساختار داخلی آن شدند.

معلوم شد که یک اتم شامل یک هسته و الکترون هایی است که به دور هسته می چرخند. بعدها معلوم شد که هستهبه نوبه خود از پروتون و نوترون تشکیل شده است.

بنابراین، آزمایش‌ها در برخورد دهنده بزرگ هادرون - ساختاری عظیم که در زیر زمین در مرز بین فرانسه و سوئیس ساخته شده است، در حال انجام است. برخورد دهنده بزرگ هادرون یک لوله بسته 30 کیلومتری است که هادرون ها (به اصطلاح پروتون، نوترون یا الکترون) از طریق آن شتاب می گیرند. هادرون ها تقریباً به سرعت نور شتاب می گیرند و با هم برخورد می کنند. نیروی برخورد آنقدر زیاد است که پروتون‌ها به تکه تکه می‌شوند. فرض بر این است که از این طریق می توان ساختار داخلی هادرون ها را مطالعه کرد

بدیهی است که هر چه انسان در مطالعه ساختار درونی ماده جلوتر می رود، با مشکلات بیشتری مواجه می شود. ممکن است ذره تقسیم ناپذیری که دموکریتوس تصور می کرد اصلا وجود نداشته باشد و ذرات را بتوان بینهایت تقسیم کرد. تحقیق در این زمینه یکی از موضوعات در حال رشد در فیزیک مدرن است.

سایت را به نشانک ها اضافه کنید

الکتریسیته: مفاهیم کلی

پدیده های الکتریکی ابتدا به شکل مهیب رعد و برق برای انسان شناخته شد - تخلیه الکتریسیته اتمسفر، سپس الکتریسیته حاصل از اصطکاک (مثلاً پوست روی شیشه و غیره) کشف و مطالعه شد. سرانجام، پس از کشف منابع جریان شیمیایی (سلول های گالوانیکی در سال 1800)، مهندسی برق به وجود آمد و به سرعت توسعه یافت. در کشور شوروی شاهد شکوفایی درخشان مهندسی برق بودیم. دانشمندان روسی کمک زیادی به چنین پیشرفت سریعی کردند.

با این حال، پاسخ ساده به این سوال دشوار است: «برق چیست؟" می توان گفت که "الکتریسیته بارهای الکتریکی و میدان های الکترومغناطیسی مرتبط است." اما چنین پاسخی نیاز به توضیح بیشتر دارد: "بارهای الکتریکی و میدان های الکترومغناطیسی چیست؟" ما به تدریج نشان خواهیم داد که مفهوم "الکتریسیته" اساساً چقدر پیچیده است، اگرچه پدیده های الکتریکی بسیار متنوع با جزئیات زیاد مورد مطالعه قرار گرفته اند و به موازات درک عمیق تر آنها، زمینه کاربرد عملی برق گسترش یافته است.

مخترعان اولین ماشین های الکتریکی جریان الکتریکی را به عنوان حرکت یک سیال الکتریکی خاص در سیم های فلزی تصور می کردند، اما برای ایجاد لوله های خلاء لازم بود ماهیت الکترونیکی جریان الکتریکی را بشناسیم.

دکترین مدرن الکتریسیته ارتباط نزدیکی با دکترین ساختار ماده دارد. کوچکترین ذره یک ماده که خواص شیمیایی خود را حفظ می کند یک مولکول است (از کلمه لاتین "مول" - جرم).

این ذره بسیار کوچک است مثلاً یک مولکول آب قطری در حدود 3/1000000000 = 3/10 8 = 3*10 -8 سانتی متر و حجم 29.7*10 -24 دارد.

برای اینکه واضح تر تصور کنیم که چنین مولکول هایی چقدر کوچک هستند و تعداد زیادی از آنها در یک حجم کوچک قرار می گیرند، اجازه دهید آزمایش زیر را به صورت ذهنی انجام دهیم. بیایید به نحوی تمام مولکول های موجود در یک لیوان آب را علامت گذاری کنیم (50 سانتی متر 3)و این آب را به دریای سیاه بریزید. بیایید تصور کنیم که مولکول های موجود در این 50 مورد سانتی متر 3،به طور مساوی در سراسر اقیانوس های وسیع که 71 درصد از مساحت کره زمین را اشغال می کنند، توزیع شده است. سپس بیایید یک لیوان آب دیگر از این اقیانوس، حداقل در ولادی وستوک، جمع آوری کنیم. آیا احتمال یافتن حداقل یکی از مولکول هایی که در این لیوان برچسب گذاری کردیم وجود دارد؟

حجم اقیانوس های جهان بسیار زیاد است. سطح آن 361.1 میلیون کیلومتر مربع است. عمق متوسط ​​آن 3795 است متربنابراین حجم آن 361.1 * 10 6 * 3.795 است کیلومتر 3،یعنی حدود 1370 LLC LLC کیلومتر 3 = 1,37*10 9 کیلومتر 3 - 1,37*10 24 سانتی متر 3.

اما در 50 سالگی سانتی متر 3آب حاوی 1.69 * 10 24 مولکول است. در نتیجه، پس از اختلاط، هر سانتی‌متر مکعب از آب اقیانوس حاوی 1.69/1.37 مولکول برچسب‌دار خواهد بود و حدود 66 مولکول برچسب‌دار در لیوان ما در ولادی وستوک ختم می‌شود.

مهم نیست که مولکول ها چقدر کوچک هستند، آنها از ذرات کوچکتر - اتم ها - ساخته شده اند.

اتم کوچکترین قسمت یک عنصر شیمیایی است که حامل خواص شیمیایی آن است.عنصر شیمیایی معمولاً به عنوان ماده ای متشکل از اتم های یکسان شناخته می شود. مولکول ها می توانند اتم های یکسانی را تشکیل دهند (به عنوان مثال، یک مولکول گاز هیدروژن H 2 از دو اتم تشکیل شده است) یا اتم های مختلف (یک مولکول آب H 2 0 از دو اتم هیدروژن H 2 و یک اتم اکسیژن O تشکیل شده است). در حالت دوم، هنگامی که مولکول ها به اتم ها تقسیم می شوند، خواص شیمیایی و فیزیکی ماده تغییر می کند. به عنوان مثال، هنگامی که مولکول های یک جسم مایع، آب، تجزیه می شوند، دو گاز آزاد می شوند - هیدروژن و اکسیژن. تعداد اتم ها در مولکول ها متفاوت است: از دو (در یک مولکول هیدروژن) تا صدها و هزاران اتم (در پروتئین ها و ترکیبات مولکولی بالا). تعدادی از مواد، به ویژه فلزات، مولکول تشکیل نمی دهند، یعنی مستقیماً از اتم هایی تشکیل شده اند که در داخل با پیوندهای مولکولی به هم متصل نیستند.

برای مدت طولانی، یک اتم به عنوان کوچکترین ذره ماده در نظر گرفته می شد (خود نام اتم از کلمه یونانی atomos - غیرقابل تقسیم می آید). اکنون مشخص شده است که اتم یک سیستم پیچیده است. بیشتر جرم اتم در هسته آن متمرکز است. سبک ترین ذرات بنیادی باردار الکتریکی - الکترون ها - در مدارهای خاصی به دور هسته می چرخند، درست همانطور که سیارات به دور خورشید می چرخند. نیروهای گرانشی سیارات را در مدار خود نگه می دارند و الکترون ها توسط نیروهای الکتریکی به سمت هسته جذب می شوند. بارهای الکتریکی می توانند دو نوع متفاوت باشند: مثبت و منفی. از تجربه می دانیم که فقط بارهای الکتریکی مخالف یکدیگر را جذب می کنند. در نتیجه، بارهای هسته و الکترون ها نیز باید دارای علائم متفاوتی باشند. به طور متعارف پذیرفته شده است که بار الکترون ها را منفی و بار هسته را مثبت در نظر بگیریم.

همه الکترون ها، صرف نظر از روش تولید آنها، دارای بارهای الکتریکی یکسان و جرم 9.108 * 10 -28 هستند. جی.در نتیجه، الکترون‌هایی که اتم‌های هر عنصر را می‌سازند را می‌توان یکسان در نظر گرفت.

در عین حال، بار الکترون (معمولاً e نشان داده می شود) ابتدایی است، یعنی کوچکترین بار الکتریکی ممکن. تلاش برای اثبات وجود اتهامات کوچکتر ناموفق بود.

تعلق یک اتم به یک عنصر شیمیایی خاص با بزرگی بار مثبت هسته تعیین می شود. بار منفی کل زالکترون های یک اتم برابر با بار مثبت هسته آن است، بنابراین مقدار بار مثبت هسته باید برابر باشد. eZ. عدد Z مکان یک عنصر را در جدول تناوبی عناصر مندلیف تعیین می کند.

برخی از الکترون های یک اتم در مدارهای درونی و برخی در مدارهای بیرونی قرار دارند. اولی به طور نسبتاً محکمی در مدار خود توسط پیوندهای اتمی نگه داشته می شوند. دومی می تواند نسبتاً به راحتی از یک اتم جدا شود و به اتم دیگر منتقل شود یا برای مدتی آزاد بماند. این الکترون های مداری بیرونی خواص الکتریکی و شیمیایی اتم را تعیین می کنند.

تا زمانی که مجموع بارهای منفی الکترون ها برابر با بار مثبت هسته باشد، اتم یا مولکول خنثی است. اما اگر یک اتم یک یا چند الکترون را از دست داده باشد، به دلیل بار مثبت اضافی هسته به یون مثبت تبدیل می شود (از کلمه یونانی یون - متحرک). اگر یک اتم الکترون های اضافی را جذب کرده باشد، به عنوان یک یون منفی عمل می کند. به همین ترتیب، یون ها می توانند از مولکول های خنثی تشکیل شوند.

حامل بارهای مثبت در هسته یک اتم پروتون هستند (از کلمه یونانی "protos" - اول). پروتون به عنوان هسته هیدروژن، اولین عنصر در جدول تناوبی عمل می کند. بار مثبتش e +از نظر عددی برابر با بار منفی الکترون است. اما جرم پروتون 1836 برابر جرم الکترون است. پروتون ها همراه با نوترون ها هسته همه عناصر شیمیایی را تشکیل می دهند. نوترون (از کلمه لاتین "خنث" - نه یکی و نه دیگری) بار ندارد و جرم آن 1838 برابر بیشتر از جرم الکترون است. بنابراین، بخش های اصلی اتم ها الکترون، پروتون و نوترون هستند. از این میان، پروتون‌ها و نوترون‌ها در هسته یک اتم محکم نگه داشته می‌شوند و فقط الکترون‌ها می‌توانند در داخل ماده حرکت کنند و بارهای مثبت در شرایط عادی فقط می‌توانند با اتم‌ها به شکل یون حرکت کنند.

تعداد الکترون های آزاد در یک ماده به ساختار اتم های آن بستگی دارد. اگر تعداد زیادی از این الکترون ها وجود داشته باشد، این ماده به بارهای الکتریکی متحرک اجازه می دهد تا به خوبی از آن عبور کنند. به آن هادی می گویند. تمام فلزات رسانا محسوب می شوند. نقره، مس و آلومینیوم رسانای خوبی هستند. اگر رسانا تحت تأثیر خارجی برخی از الکترون‌های آزاد را از دست داده باشد، غلبه بارهای مثبت اتم‌های آن، اثر بار مثبت رسانا را به‌عنوان یک کل ایجاد می‌کند، یعنی هادی جذب بارهای منفی - الکترون های آزاد و یون های منفی. در غیر این صورت، با بیش از حد الکترون های آزاد، هادی بار منفی خواهد داشت.

تعدادی از مواد حاوی الکترون های آزاد بسیار کمی هستند. چنین موادی دی الکتریک یا عایق نامیده می شوند. آنها بارهای الکتریکی را ضعیف منتقل می کنند یا عملاً نه. دی الکتریک ها شامل چینی، شیشه، لاستیک سخت، بیشتر پلاستیک ها، هوا و غیره است.

در وسایل الکتریکی، بارهای الکتریکی در امتداد رساناها حرکت می کنند و دی الکتریک ها برای هدایت این حرکت عمل می کنند.

ساختار ماده

همه مواد از ذرات ریز منفرد تشکیل شده اند: مولکول ها و اتم ها.
بنیانگذار ایده ساختار گسسته ماده (یعنی متشکل از ذرات منفرد) فیلسوف یونان باستان دموکریتوس است که در حدود 470 قبل از میلاد می زیسته است. دموکریتوس معتقد بود که تمام اجسام از تعداد بی‌شماری ذرات بسیار کوچک، نامرئی با چشم و غیرقابل تقسیم تشکیل شده‌اند. "آنها بی نهایت متنوع هستند، دارای فرورفتگی ها و تحدب هایی هستند که با آنها در هم تنیده می شوند و تمام اجسام مادی را تشکیل می دهند، اما در طبیعت فقط اتم ها و پوچی وجود دارد.
حدس دموکریتوس برای مدت طولانی فراموش شد. با این حال، نظرات او در مورد ساختار ماده به لطف شاعر رومی لوکرتیوس کارو به ما رسیده است: "... همه چیز، همانطور که ما متوجه می شویم، کوچکتر می شوند، و به نظر می رسد که در طول یک قرن طولانی ذوب می شوند... ”
اتم ها
اتم ها بسیار کوچک هستند. آنها را نه تنها با چشم غیر مسلح، بلکه با کمک حتی قوی ترین میکروسکوپ نوری نیز نمی توان دید.
چشم انسان قادر به تشخیص اتم ها و فضاهای بین آنها نیست، بنابراین هر ماده ای به نظر ما جامد می رسد.
در سال 1951، اروین مولر میکروسکوپ یونی را اختراع کرد که امکان مشاهده جزئیات ساختار اتمی یک فلز را فراهم کرد.
اتم های عناصر شیمیایی مختلف با یکدیگر متفاوت هستند. تفاوت بین اتم های عناصر را می توان از جدول تناوبی تعیین کرد.
مولکول ها
یک مولکول کوچکترین ذره یک ماده است که خواص آن ماده را دارد. بنابراین، یک مولکول قند شیرین است و یک مولکول نمک شور است.
مولکول ها از اتم ها تشکیل شده اند.
اندازه مولکول ها ناچیز است.

چگونه یک مولکول را ببینیم؟ - استفاده از میکروسکوپ الکترونی

چگونه یک مولکول را از یک ماده استخراج کنیم؟ - خرد کردن مکانیکی ماده. هر ماده دارای نوع خاصی از مولکول است. برای مواد مختلف، مولکول ها می توانند از یک اتم (گازهای بی اثر) یا از چندین اتم یکسان یا متفاوت یا حتی از صدها هزار اتم (پلیمر) تشکیل شوند. مولکول های مواد مختلف می توانند شکل مثلث، هرم و سایر اشکال هندسی داشته باشند و همچنین خطی باشند.

مولکول های یک ماده در همه حالت های تجمع یکسان هستند.

بین مولکول های یک ماده شکاف وجود دارد. شاهد بر وجود شکاف ها تغییر در حجم ماده است، یعنی. انبساط و انقباض ماده با تغییرات دما

مشق شب.
ورزش کنید. به سوالات پاسخ دهید:
№ 1.
1. مواد از چه چیزی تشکیل شده اند؟
2. چه آزمایشاتی تأیید می کند که مواد از ذرات ریز تشکیل شده اند؟
3. با تغییر فاصله ذرات، حجم جسم چگونه تغییر می کند؟
4. چه تجربه ای نشان می دهد که ذرات ماده بسیار کوچک هستند؟
5. مولکول چیست؟
6. در مورد اندازه مولکول ها چه می دانید؟
7- مولکول آب از چه ذراتی تشکیل شده است؟
8. چگونه یک مولکول آب به صورت شماتیک نمایش داده می شود؟
№ 2.
1. آیا ترکیب مولکول های آب در چای داغ و نوشیدنی کولا سرد یکسان است؟
2. چرا کف کفش ها فرسوده می شود و آرنج کت ها تا حد سوراخ می شود؟
3. چگونه خشک شدن لاک ناخن را توضیح دهیم؟
4. از کنار نانوایی رد می شوید. از آن بوی خوش نان تازه می آید... چگونه ممکن است این اتفاق بیفتد؟

آزمایش رابرت ریلی

اندازه مولکول ها در بسیاری از آزمایشات تعیین شده است. یکی از آنها توسط دانشمند انگلیسی رابرت ریلی انجام شد.
آب را در ظرف پهن تمیزی ریختند و یک قطره روغن زیتون روی سطح آن ریختند. قطره روی سطح آب پخش شد و یک لایه گرد تشکیل داد. به تدریج، مساحت فیلم افزایش یافت، اما پس از آن گسترش متوقف شد و منطقه دیگر تغییر نکرد. ریلی فرض کرد که مولکول ها در یک ردیف قرار گرفته اند، یعنی. ضخامت فیلم دقیقاً به اندازه یک مولکول شد و من تصمیم گرفتم ضخامت آن را تعیین کنم. در این مورد البته باید در نظر گرفت که حجم فیلم برابر با حجم افت است.
با استفاده از داده های به دست آمده در آزمایش ریلی، ضخامت لایه را محاسبه می کنیم و متوجه می شویم که اندازه خطی مولکول روغن چقدر است. قطره دارای حجم 0.0009 سانتی متر مکعب و مساحت لایه تشکیل شده از قطره 5500 سانتی متر مربع بود. بنابراین ضخامت فیلم:

کار آزمایشی:

برای تعیین اندازه مولکول های روغن آزمایشی را در خانه انجام دهید.
برای آزمایش، استفاده از روغن ماشین تمیز راحت است. ابتدا حجم یک قطره روغن را تعیین کنید. نحوه انجام این کار را خودتان با استفاده از یک پیپت و یک لیوان بیابید (می توانید از لیوانی استفاده کنید که برای اندازه گیری داروها استفاده می شود).
داخل یک بشقاب آب بریزید و یک قطره روغن روی سطح آن بریزید. وقتی قطره پخش شد، قطر فیلم را با خط کش اندازه بگیرید و آن را روی لبه های صفحه قرار دهید. اگر سطح فیلم شکل دایره ای ندارد، یا صبر کنید تا این شکل را بگیرد یا چندین اندازه گیری کنید و قطر متوسط ​​آن را تعیین کنید. سپس مساحت فیلم و ضخامت آن را محاسبه کنید.
چه شماره ای گرفتی؟ چند بار با اندازه واقعی یک مولکول روغن تفاوت دارد؟

ساختار مولکولی ماده سرعت مولکول های گاز

1. 
   نظریه جنبشی مولکولی MKT نظریه ای است که خواص یک ماده را بر اساس ساختار مولکولی آن توضیح می دهد. مفاد اصلی نظریه جنبشی مولکولی: همه اجسام از مولکول تشکیل شده اند. مولکول ها دائما در حال حرکت هستند. مولکول ها با یکدیگر تعامل دارند.
2. 
   مولکول- کوچکترین ذره یک ماده که خواص یک ماده معین را حفظ می کند.
3. 
   اتم ها- کوچکترین ذره یک عنصر شیمیایی. مولکول ها از اتم ها تشکیل شده اند.
4. 
   مولکول ها دائما در حال حرکت هستند. گواه این مقام است انتشار- پدیده نفوذ مولکولهای یک ماده به ماده دیگر. انتشار در گازها، مایعات و جامدات اتفاق می افتد. با افزایش دما، سرعت انتشار افزایش می یابد. حرکت ذرات رنگ در محلول کشف شده توسط براون نامیده می شود حرکت براونیو همچنین حرکت مولکول ها را ثابت می کند.
5. 
   ساختار اتمی. یک اتم از یک هسته با بار مثبت تشکیل شده است که الکترون ها به دور آن می چرخند.
6. 
   هسته اتمیاز نوکلئون ها (پروتون، نوترون) تشکیل شده است. بار هسته با تعداد پروتون ها تعیین می شود. عدد جرمی با تعداد نوکلئون ها تعیین می شود. ایزوتوپ ها اتم های یک عنصر هستند که هسته آنها دارای تعداد متفاوتی نوترون است.
7. 
   جرم اتمی نسبی M – جرم یک اتم بر حسب واحد جرم اتمی (1/12 جرم یک اتم کربن). وزن مولکولی نسبی– M جرم مولکول بر حسب واحد جرم اتمی است.
8. 
   مقدار مادهبا تعداد مولکول ها تعیین می شود. مول واحد اندازه گیری مقدار یک ماده است. خال- مقدار ماده ای که جرم آن، بر حسب گرم بیان می شود، از نظر عددی برابر با جرم مولکولی نسبی است. 1 خالماده حاوی مولکول های N A است. ن الف = 6,022∙10 23 1/mol - شماره آووگادرو. جرم یک مول بر حسب کیلوگرم جرم مولی نامیده می شود – μ =M·10 -3 . 1 مول - 12 گرم سانتیگراد – ن الف -22.4 لیتر. گاز
9. 
   شماره خال هابا فرمول ها تعیین می شود : ν = متر / μ , ν = ن / ن الف , ν = V / V 0 .
10. 
    مدل پایه MKT- مجموعه ای از مولکول های متحرک و متقابل یک ماده. حالات مجموع ماده.
    1. 
       جامد: دبلیو n >> دبلیو ک، بسته بندی متراکم است، مولکول ها در اطراف موقعیت تعادل ارتعاش می کنند، موقعیت های تعادل ساکن هستند، آرایش مولکول ها مرتب است، یعنی. یک شبکه کریستالی تشکیل می شود و هم شکل و هم حجم حفظ می شود.
    2. 
       مایع:دبلیو n ≈ دبلیو ک , بسته بندی متراکم است، مولکول ها در اطراف موقعیت تعادل ارتعاش می کنند، موقعیت های تعادل متحرک هستند، آرایش مولکول ها در 2، 3 لایه (ترتیب کوتاه برد) مرتب می شود، حجم حفظ می شود، اما شکل حفظ نمی شود (سیالیت ).
    3. 
       گاز: دبلیو n دبلیو ک , مولکول ها دور از یکدیگر قرار دارند، به صورت مستقیم حرکت می کنند تا زمانی که با یکدیگر برخورد کنند، برخوردها الاستیک هستند، آنها به راحتی هم شکل و هم حجم را تغییر می دهند. شرایط گاز ایده آل: دبلیو n =0, برخوردها کاملا الاستیک هستند، قطر مولکول فواصل بین آنها
       
    4. 
       پلاسما –مجموعه ای خنثی الکتریکی از ذرات خنثی و باردار . پلاسمامولکول های (گاز) دور از یکدیگر قرار دارند، به صورت مستقیم حرکت می کنند تا زمانی که با یکدیگر برخورد کنند، به راحتی شکل و حجم را تغییر می دهند، برخوردها غیر کشسان هستند، یونیزاسیون در هنگام برخورد اتفاق می افتد و به میدان های الکتریکی و مغناطیسی واکنش نشان می دهد.
11. 
    انتقال فاز:تبخیر، تراکم، تصعید، ذوب، تبلور.
12. 
    الگوهای آماری- قوانین رفتار تعداد زیادی از ذرات. میکروپارامترها- پارامترهای مقیاس کوچک - جرم، اندازه، سرعت و سایر ویژگی های مولکول ها و اتم ها. پارامترهای کلان –پارامترهای مقیاس بزرگ - جرم، حجم، فشار، دمای اجسام فیزیکی.
13. 
    آر
    Z = 2 N
    توزیع ذرات گاز ایده آل در دو نیمه یک ظرف:

• 
  تعداد حالت های ممکنزبا تعداد ذراتنبا فرمول پیدا می شود
• 
  اچ
  Z = N! / n!∙(N-n)!
  تعدادی راه برای پیاده سازی حالتn/ (ن – n) با فرمول پیدا می شود
• 
  تجزیه و تحلیل پاسخ ها به این نتیجه می رسد که بیشترین احتمال وجود دارد که مولکول ها به طور مساوی در دو نیمه رگ ها توزیع شوند.

1. 
   محتمل ترین سرعت استسرعتی که اکثر مولکول ها دارند
2. 
   نحوه محاسبه سرعت متوسط ​​مولکول ها V av = (V 1 ∙ N 1 + V 2 ∙ N 2 + V 3 ∙ N 3) / N. سرعت متوسط ​​معمولاً بالاتر از محتمل ترین سرعت است.
3. 
   ارتباط: سرعت – انرژی – دما. E cf ~ T.
4. 
   تی
   E=3 kT /2
   دمادرجه حرارت بدن را تعیین می کند. دمامشخصه اصلی اجسام در تعادل حرارتی تعادل حرارتیزمانی که تبادل حرارتی بین اجسام وجود ندارد
5. 
   دما معیاری از میانگین انرژی جنبشی مولکول های گاز است.با افزایش دما، سرعت انتشار افزایش می یابد و سرعت حرکت براونی افزایش می یابد. فرمول رابطه بین میانگین انرژی جنبشی مولکول ها و دما با فرمول gdk k = 1.38∙10-23 J/K - ثابت بولتزمن بیان می شود که رابطه بین کلوین و ژول را به عنوان واحد دما بیان می کند.

• 
  تی
  T = t + 273.
  دمای ترمودینامیکی نمی تواند منفی باشد.
• 
  مقیاس دمای مطلق– مقیاس کلوین (273K – 373K).

• 
  مقیاس های دما: سلسیوس (0 o C – 100 o C)، فارنهایت (32 o F – 212 o F)، کلوین (273K – 373K).

1. 
   سرعت حرکت حرارتی مولکول ها: متر 0 v 2 = 3 kT, v 2 = 3 kT / متر 0 , v 2 = 3 kN الف تی / μ

قوانین گاز

1. 
   فشار یک پارامتر ماکروسکوپی سیستم است . فشار از نظر عددی برابر با نیروی وارد بر واحد سطح عمود بر این سطح است.پ= اف/ اس. فشار بر حسب پاسکال (Pa)، اتمسفر (اتمسفر)، میله (بار)، میلی‌متر جیوه اندازه‌گیری می‌شود. فشار یک ستون گاز یا مایع در یک میدان گرانشی با فرمول P = ρgh، که ρ چگالی گاز یا مایع است، h ارتفاع ستون است. در رگ های ارتباطی، یک مایع همگن در همان سطح ایجاد می شود. نسبت ارتفاع ستون های مایعات ناهمگن معکوس نسبت چگالی آنها است.
2. 
   فشار اتمسفر- فشار ایجاد شده توسط پوسته هوای زمین. فشار معمولی اتمسفر 760 میلی متر جیوه است. یا 1.01∙10 5 Pa، یا 1 bar، یا 1 atm.
3. 
   فشار گاز تعیین می شودتعداد مولکول هایی که به دیواره ظرف برخورد می کنند و سرعت آنها.

• 
  سرعت متوسط ​​حسابیحرکت مولکول های گاز صفر است، زیرا هیچ مزیتی برای حرکت در هر جهت خاصی وجود ندارد، زیرا حرکت مولکول ها در همه جهات به یک اندازه محتمل است. بنابراین، برای مشخص کردن حرکت مولکول ها را می گیریم ریشه میانگین سرعت مربع. مجذورات میانگین سرعت در امتداد محورهای X، Y، Z با یکدیگر برابر بوده و برابر با 1/3 سرعت مربع متوسط ​​است.

برای یک مول گاز

ایزوبارها

P 1
قانون گی-لوساک

1. 
   V = Const - فرآیند ایزوکوریک,

V 1
قانون چارلز

وظایف: وظیفه № 1 . تعداد کل ریز حالت های شش ذره از یک گاز ایده آل را در دو نیمه از یک ظرف که با یک پارتیشن از هم جدا نشده اند، تعیین کنید. تعداد راه های تحقق حالت های 1/5، 2/4 چقدر است؟ در چه وضعیتی تعداد روش های پیاده سازی حداکثر خواهد بود؟

راه حل. Z = 2 N = 2 6 = 64. برای حالت 1/5 Z = N! / n!∙(N-n)! = 1∙2∙3∙4∙5∙6 / 1∙1∙2∙3∙4∙5= 6

به تنهایی. تعداد راه های پیاده سازی حالت های 2/4 چقدر است؟

وظیفه شماره 2.تعداد مولکول های موجود در یک لیوان آب (m=200g) را بیابید. راه حل. N = m∙ N A /μ = 0.2 ∙ 6.022∙10 23 / 18 ∙ 10 -3 =67∙ 10 23.

به تنهایی.تعداد مولکول های موجود در 2 گرم مس را بیابید. تعداد مولکول ها را در 1 متر مکعب دی اکسید کربن CO 2 بیابید .

وظیفه شماره 3.شکل یک حلقه بسته در مختصات را نشان می دهد پ V. چه فرآیندهایی با گاز اتفاق افتاد؟ پارامترهای کلان چگونه تغییر کردند؟ این نمودار را در مختصات VT رسم کنید.

با
به طور مستقلنمودار را در مختصات PT رسم کنید.

آر
تصمیم گیری

وظیفه شماره 4."نیمکره های ماگدبورگ" در هر طرف 8 اسب دراز کرده بود. اگر یک نیمکره به دیوار وصل شود و نیمکره دیگر توسط 16 اسب کشیده شود، نیروی کشش چگونه تغییر می کند؟

ز
وظیفه شماره 5.یک گاز ایده آل فشاری معادل 1.01∙10 5 Pa بر روی دیواره کشتی وارد می کند. سرعت حرارتی مولکول ها 500 متر بر ثانیه است. چگالی گاز را پیدا کنید. (1.21 کیلوگرم بر متر مکعب). راه حل.. بیایید هر دو طرف معادله را بر V تقسیم کنیم. می گیریم

μ از فرمول سرعت مولکول ها می یابیم

وظیفه شماره 6. اگر سرعت حرارتی مولکولهای آن 550 متر بر ثانیه باشد، اکسیژن تحت چه فشاری قرار دارد و غلظت آنها 10 25 متر -3 ? (54 کیلو پاسکال) راه حل. P = nkT، R=N الف kP=nv 2 μ /3N الف , T را از فرمول پیدا می کنیم

وظیفه شماره 7.نیتروژن در فشار معمولی اتمسفر حجم 1 لیتر را اشغال می کند. انرژی حرکت انتقالی مولکول های گاز را تعیین کنید.

راه حل. انرژی یک مولکول - E o = 5 kT / 2 , انرژی تمام مولکول ها در حجم معینی از گاز – E = ن 5 kT / 2 = nV 5 kT / 2, پ = nkT , E = 5 PV /2 = 250 J.

وظیفه № 8. هوا از مخلوطی از نیتروژن، اکسیژن و آرگون تشکیل شده است. غلظت آنها به ترتیب 7.8 ∙ 10 24 m -3، 2.1 ∙ 10 24 m -3، 10 23 m -3 است. میانگین انرژی جنبشی مولکول های مخلوط یکسان و برابر با 3 ∙10 -21 J است. فشار هوا را پیدا کنید. (20 کیلو پاسکال). به تنهایی.

وظیفه شماره 9.وقتی حجم گاز 4 برابر و دما 1.5 برابر افزایش می یابد فشار گاز چگونه تغییر می کند؟ (6 برابر افزایش می یابد). به تنهایی.

وظیفه شماره 10.فشار گاز در یک لامپ فلورسنت 103 Pa و دمای آن 42 درجه سانتیگراد است. غلظت اتم ها را در لامپ تعیین کنید. میانگین فاصله بین مولکول ها را تخمین بزنید.

(2.3∙10 23 m -3، 16.3 نانومتر). به تنهایی.

وظیفه شماره 11.حجم یک مول گاز ایده آل از هر ترکیب شیمیایی را در شرایط عادی بیابید. (22.4 لیتر). به تنهایی.

ز
مشکل شماره 12. ظرفی با حجم 4 لیتر حاوی هیدروژن مولکولی و هلیوم است. با فرض ایده آل بودن گازها، فشار گازهای موجود در ظرف را در دمای 20 درجه سانتیگراد در صورتی که جرم آنها به ترتیب 2 گرم و 4 گرم باشد، پیدا کنید. (1226 کیلو پاسکال).

راه حل. طبق قانون دالتون P = P 1 + آر 2 . فشار جزئی هر گاز را با استفاده از فرمول پیدا می کنیم. هر دو هیدروژن و هلیوم کل حجم V=4l را اشغال می کنند.

مشکل شماره 13. اگر حجم حباب هوا با بالا رفتن از پایین به سطح دو برابر شود، عمق دریاچه را تعیین کنید. دمای حباب زمان تغییر ندارد. (10.3 متر).

راه حل. فرآیند ایزوترمال است پ 1 V 1 = پ 2 V 2

فشار یک حباب بر روی سطح آب برابر با فشار اتمسفر P 2 = P o فشار در کف مخزن مجموع فشار داخل حباب و فشار ستون آب است. آر 1 = پ O + ρ غ, که ρ = 1000 کیلوگرم بر متر مکعب چگالی آب است، h عمق مخزن است. آر O = (آر O + ρ غ) V 1 / 2 V 1 = (آر O + ρ غ)/ 2

مشکل شماره 14. استوانه توسط یک پارتیشن ثابت غیر قابل نفوذ به دو قسمت تقسیم می شود که حجم های آن V 1، V 2 است. فشار هوا در این قسمت های سیلندر به ترتیب P 1، P 2 است. هنگامی که بست برداشته می شود، پارتیشن می تواند مانند یک پیستون بدون وزن حرکت کند. پارتیشن چقدر و در کدام جهت حرکت می کند؟

آر
P 1 V 1

P 2 V 2

تصمیم گیری . اگر P 2 > P 1 فشار در هر دو قسمت

P 1 V 1 = P (V 1 -∆ V)

P 2 V 2 = P (V 2 + ∆ V)

سیلندر روی همان P تنظیم می شود. فرآیند همدما است.

بیایید سمت راست و چپ معادلات را به یکدیگر تقسیم کنیم. و سپس معادله ∆ V را حل می کنیم.

پاسخ: ((پ 1 – پ 2 ) V 1 V 2 )/(پ 1 V 1 + پ 2 V 2 .

مشکل شماره 15. لاستیک‌های خودرو با فشار 2∙10 4 Pa ​​در دمای 7 درجه سانتی‌گراد باد می‌شوند. چند ساعت پس از رانندگی دمای هوای لاستیک‌ها به 42 درجه سانتی‌گراد افزایش یافت. فشار لاستیک‌ها چقدر بود؟ (2.25∙10 4 Pa). به تنهایی.