La oss vurdere egenskapene til et molekyl ved å bruke eksemplet på et stoff som sukker. Maler du det til de minste kornene, vil det fortsatt inneholde mange like sukkermolekyler. Hvert korn vil bevare alle egenskapene til dette stoffet. Selv om du bryter sukker i separate molekyler, for eksempel løser det opp i vann, vil ikke stoffet forsvinne noe sted og vil vise sine egenskaper. Dette kan du sjekke ved å teste om vannet er blitt søtt. Selvfølgelig, hvis du fortsetter å knuse sukker ytterligere, ødelegge molekylene eller ta bort flere atomer fra dem, vil stoffet bli ødelagt. Det er verdt å merke seg at atomene ikke vil forsvinne, men vil bli en del av andre molekyler. Sukker i seg selv som et stoff vil ikke lenger eksistere og vil bli til et annet stoff.

Det finnes ingen evige stoffer. Akkurat som det ikke finnes evige molekyler. Imidlertid anses atomer som praktisk talt evige.

Selv om molekylene er svært små i størrelse, kan deres struktur fortsatt belyses ved hjelp av ulike kjemiske og fysiske metoder. Noen stoffer finnes i ren form. Dette er stoffer som inneholder molekyler av samme type. Hvis den fysiske kroppen inneholder ulike typer molekyler, har vi i dette tilfellet å gjøre med en blanding av stoffer.

I dag bestemmes strukturen til stoffmolekyler ved diffraksjonsmetoder. Slike metoder inkluderer nøytrondiffraksjon, så vel som røntgendiffraksjonsanalyse. Det finnes også en elektronisk paramagnetisk metode og en vibrasjonsspektroskopimetode. Avhengig av stoffet og dets tilstand, bestemmes en eller annen metode for å analysere molekyler.

Nå vet du hva som kalles et molekyl og hva det består av.

For eksempel er et vannmolekyl den minste representanten for et stoff som vann.

Hvorfor legger vi ikke merke til at stoffer består av molekyler? Svaret er enkelt: Molekylene er så små at de rett og slett er usynlige for det menneskelige øyet. Så hvilken størrelse er de?

Et eksperiment for å bestemme størrelsen på et molekyl ble utført av den engelske fysikeren Rayleigh. Vann ble helt i et rent kar, og en dråpe olje ble plassert på overflaten. Oljen spredte seg over overflaten av vannet og dannet en rund film. Gradvis økte arealet av filmen, men så stoppet spredningen og området sluttet å endre seg. Rayleigh foreslo at tykkelsen på filmen ble lik størrelsen på ett molekyl. Gjennom matematiske beregninger ble det fastslått at størrelsen på molekylet er omtrent 16 * 10 -10 m.

Molekyler er så små at små volumer av materie inneholder enorme mengder av dem. For eksempel inneholder én dråpe vann like mange molekyler som det er lignende dråper i Svartehavet.

Molekyler kan ikke sees med et optisk mikroskop. Du kan ta bilder av molekyler og atomer ved hjelp av et elektronmikroskop, oppfunnet på 30-tallet av det 20. århundre.

Molekyler av forskjellige stoffer er forskjellige i størrelse og sammensetning, men molekyler av samme stoff er alltid de samme. For eksempel er vannmolekylet alltid det samme: i vann, i et snøfnugg og i damp.

Selv om molekyler er veldig små partikler, er de også delbare. Partiklene som utgjør molekyler kalles atomer. Atomer av hver type er vanligvis betegnet med spesielle symboler. For eksempel er et oksygenatom O, et hydrogenatom er H, et karbonatom er C. Totalt er det 93 forskjellige atomer i naturen, og forskerne har skapt rundt 20 flere i laboratoriene deres. Den russiske forskeren Dmitry Ivanovich Mendeleev bestilte alle grunnstoffene og plasserte dem i det periodiske systemet, som vi vil lære mer om i kjemitimer.

Et oksygenmolekyl består av to identiske oksygenatomer, et vannmolekyl består av tre atomer - to hydrogenatomer og ett oksygenatom. I seg selv har ikke hydrogen og oksygen egenskapene til vann. Vann blir tvert imot vann først når en slik binding dannes.

Størrelsen på atomer er veldig små, for eksempel, hvis du forstørrer et eple til størrelsen på kloden, vil størrelsen på atomet øke til størrelsen på et eple. I 1951 oppfant Erwin Müller ionemikroskopet, som gjorde det mulig å se atomstrukturen til et metall i detalj.

I vår tid, i motsetning til Demokrits tid, regnes ikke atomet lenger som udelelig. På begynnelsen av 1900-tallet klarte forskere å studere dens indre struktur.

Det viste seg at et atom består av en kjerne og elektroner som roterer rundt kjernen. Senere viste det seg det kjerne etter tur består av protoner og nøytroner.

Dermed er eksperimenter i full gang ved Large Hadron Collider – en enorm struktur bygget under jorden på grensen mellom Frankrike og Sveits. Large Hadron Collider er et 30 kilometer langt lukket rør som hadroner (det såkalte protonet, nøytronet eller elektronet) akselereres gjennom. Etter å ha akselerert nesten til lysets hastighet, kolliderer hadronene. Kraften til støtet er så stor at protonene "brytes" i biter. Det antas at det på denne måten er mulig å studere den indre strukturen til hadroner

Det er åpenbart at jo lenger en person går i å studere materiens indre struktur, desto større vanskeligheter møter han. Det er mulig at den udelelige partikkelen som Demokritos forestilte seg ikke eksisterer i det hele tatt, og partikler kan deles i det uendelige. Forskning på dette området er et av de raskest voksende temaene i moderne fysikk.

Legg til nettsted i bokmerker

Elektrisitet: generelle begreper

Elektriske fenomener ble kjent for mennesket først i den formidable formen av lyn - utladninger av atmosfærisk elektrisitet, deretter elektrisitet oppnådd gjennom friksjon (for eksempel hud på glass, etc.) ble oppdaget og studert; til slutt, etter oppdagelsen av kjemiske strømkilder (galvaniske celler i 1800), oppsto elektroteknikk og utviklet seg raskt. I sovjetstaten var vi vitne til den strålende oppblomstringen av elektroteknikk. Russiske forskere bidro sterkt til en så rask fremgang.

Det er imidlertid vanskelig å gi et enkelt svar på spørsmålet: «Hva er elektrisitet?" Vi kan si at "elektrisitet er elektriske ladninger og tilhørende elektromagnetiske felt." Men et slikt svar krever detaljert ytterligere forklaring: "Hva er elektriske ladninger og elektromagnetiske felt?" Vi vil gradvis vise hvor komplekst konseptet "elektrisitet" er, selv om ekstremt forskjellige elektriske fenomener har blitt studert i stor detalj, og parallelt med deres dypere forståelse, har feltet for praktisk anvendelse av elektrisitet utvidet seg.

Oppfinnerne av de første elektriske maskinene forestilte seg elektrisk strøm som bevegelsen av en spesiell elektrisk væske i metalltråder, men for å lage vakuumrør var det nødvendig å kjenne den elektroniske naturen til elektrisk strøm.

Den moderne læren om elektrisitet er nært forbundet med læren om materiens struktur. Den minste partikkelen av et stoff som beholder sine kjemiske egenskaper er et molekyl (fra det latinske ordet "mol" - masse).

Denne partikkelen er veldig liten, for eksempel har et vannmolekyl en diameter på ca. 3/1000.000.000 = 3/10 8 = 3*10 -8 cm og et volum på 29,7*10 -24.

For å forestille seg tydeligere hvor små slike molekyler er, hvor stort antall av dem passer i et lite volum, la oss mentalt utføre følgende eksperiment. La oss på en eller annen måte merke alle molekylene i et glass vann (50 cm 3) og hell dette vannet i Svartehavet. La oss forestille oss at molekylene som finnes i disse 50 cm 3, jevnt fordelt over de store havene, som okkuperer 71 % av klodens areal; Så la oss øse opp enda et glass vann fra dette havet, i det minste i Vladivostok. Er det en sannsynlighet for å finne minst ett av molekylene vi merket i dette glasset?

Volumet av verdenshavene er enormt. Overflaten er 361,1 millioner km 2. Dens gjennomsnittlige dybde er 3795 m. Derfor er volumet 361,1 * 10 6 * 3,795 km 3, dvs. ca. 1370 LLC LLC km 3 = 1,37*10 9 km 3 - 1,37*10 24 cm 3.

Men på 50 cm 3 vann inneholder 1,69 * 10 24 molekyler. Følgelig vil hver kubikkcentimeter havvann etter blanding inneholde 1,69/1,37 merkede molekyler, og omtrent 66 merkede molekyler vil havne i glasset vårt i Vladivostok.

Uansett hvor små molekyler er, er de bygd opp av enda mindre partikler – atomer.

Et atom er den minste delen av et kjemisk grunnstoff, som er bæreren av dets kjemiske egenskaper. Et kjemisk grunnstoff forstås vanligvis som et stoff som består av identiske atomer. Molekyler kan danne identiske atomer (for eksempel består et molekyl av hydrogengass H 2 av to atomer) eller forskjellige atomer (et vannmolekyl H 2 0 består av to hydrogenatomer H 2 og et oksygenatom O). I sistnevnte tilfelle, når molekyler deles inn i atomer, endres de kjemiske og fysiske egenskapene til stoffet. For eksempel, når molekylene i en flytende kropp, vann, brytes ned, frigjøres to gasser - hydrogen og oksygen. Antall atomer i molekyler varierer: fra to (i et hydrogenmolekyl) til hundrevis og tusenvis av atomer (i proteiner og høymolekylære forbindelser). En rekke stoffer, spesielt metaller, danner ikke molekyler, det vil si at de består direkte av atomer som ikke er internt forbundet med molekylære bindinger.

I lang tid ble et atom ansett for å være den minste partikkel av materie (navnet atom i seg selv kommer fra det greske ordet atomos - udelelig). Det er nå kjent at atomet er et komplekst system. Det meste av massen til atomet er konsentrert i kjernen. De letteste elektrisk ladede elementærpartiklene – elektroner – kretser rundt kjernen i visse baner, akkurat som planetene kretser rundt Solen. Gravitasjonskrefter holder planetene i sine baner, og elektroner tiltrekkes til kjernen av elektriske krefter. Elektriske ladninger kan være av to forskjellige typer: positive og negative. Av erfaring vet vi at bare motsatte elektriske ladninger tiltrekker hverandre. Følgelig må ladningene til kjernen og elektronene også ha forskjellige fortegn. Det er konvensjonelt akseptert å betrakte ladningen til elektroner som negativ og ladningen til kjernen som positiv.

Alle elektroner, uavhengig av produksjonsmetoden, har de samme elektriske ladningene og en masse på 9,108 * 10 -28 G. Følgelig kan elektronene som utgjør atomene til ethvert element betraktes som de samme.

Samtidig er elektronladningen (vanligvis betegnet e) elementær, det vil si den minste mulige elektriske ladningen. Forsøk på å bevise eksistensen av mindre siktelser var mislykket.

Tilhørigheten til et atom til et bestemt kjemisk element bestemmes av størrelsen på den positive ladningen til kjernen. Total negativ ladning Z elektronene til et atom er lik den positive ladningen til kjernen, derfor må verdien av den positive ladningen til kjernen være eZ. Z-tallet bestemmer plassen til et element i Mendeleevs periodiske tabell over elementer.

Noen elektroner i et atom er i indre baner, og noen er i ytre baner. De førstnevnte holdes relativt fast i sine baner av atombindinger. Sistnevnte kan relativt enkelt skille seg fra et atom og flytte til et annet atom, eller forbli fri en stund. Disse ytre orbitale elektronene bestemmer de elektriske og kjemiske egenskapene til atomet.

Så lenge summen av de negative ladningene til elektronene er lik den positive ladningen til kjernen, er atomet eller molekylet nøytralt. Men hvis et atom har mistet ett eller flere elektroner, blir det på grunn av den overskytende positive ladningen til kjernen et positivt ion (fra det greske ordet ion - beveger seg). Hvis et atom har fanget overflødige elektroner, fungerer det som et negativt ion. På samme måte kan ioner dannes fra nøytrale molekyler.

Bærerne av positive ladninger i kjernen til et atom er protoner (fra det greske ordet "protos" - først). Protonet fungerer som kjernen til hydrogen, det første grunnstoffet i det periodiske systemet. Dens positive ladning e + er numerisk lik den negative ladningen til elektronet. Men massen til et proton er 1836 ganger større enn massen til et elektron. Protoner danner sammen med nøytroner kjernene til alle kjemiske grunnstoffer. Nøytronet (fra det latinske ordet "nøytral" - verken det ene eller det andre) har ingen ladning og massen er 1838 ganger større enn elektronets masse. Dermed er hoveddelene av atomer elektroner, protoner og nøytroner. Av disse sitter protoner og nøytroner fast i kjernen til et atom og kun elektroner kan bevege seg inne i stoffet, og positive ladninger under normale forhold kan bare bevege seg sammen med atomer i form av ioner.

Antall frie elektroner i et stoff avhenger av strukturen til atomene. Hvis det er mange av disse elektronene, lar dette stoffet bevegelige elektriske ladninger passere godt gjennom det. Det kalles en dirigent. Alle metaller regnes som ledere. Sølv, kobber og aluminium er spesielt gode ledere. Hvis lederen under en eller annen ytre påvirkning har mistet noen av de frie elektronene, vil overvekten av de positive ladningene til atomene skape effekten av en positiv ladning av lederen som helhet, det vil si at lederen vil tiltrekke negative ladninger - frie elektroner og negative ioner. Ellers, med et overskudd av frie elektroner, vil lederen bli negativt ladet.

En rekke stoffer inneholder svært få frie elektroner. Slike stoffer kalles dielektriske eller isolatorer. De overfører elektriske ladninger dårlig eller praktisk talt ikke. Dielektriske stoffer inkluderer porselen, glass, hard gummi, de fleste plast, luft, etc.

I elektriske enheter beveger elektriske ladninger seg langs ledere, og dielektrikum tjener til å styre denne bevegelsen.

MATERIENS STRUKTUR

Alle stoffer består av individuelle små partikler: molekyler og atomer.
Grunnleggeren av ideen om en diskret struktur av materie (dvs. bestående av individuelle partikler) regnes for å være den antikke greske filosofen Democritus, som levde rundt 470 f.Kr. Democritus mente at alle kropper består av et utal av ultrasmå, usynlige for øyet, udelelige partikler. "De er uendelig varierte, har fordypninger og konveksiteter som de griper sammen med, og danner alle materielle legemer, men i naturen er det bare atomer og tomhet.
Demokrits gjetning var lenge glemt. Imidlertid har hans syn på materiens struktur kommet til oss takket være den romerske poeten Lucretius Caru: "... alle ting, som vi legger merke til, blir mindre, Og de ser ut til å smelte i løpet av et langt århundre ... ”
Atomer.
Atomer er veldig små. De kan ikke sees ikke bare med det blotte øye, men også ved hjelp av selv det kraftigste optiske mikroskopet.
Det menneskelige øyet er ikke i stand til å skjelne atomer og mellomrommene mellom dem, så enhver substans virker solid for oss.
I 1951 oppfant Erwin Müller ionemikroskopet, som gjorde det mulig å se atomstrukturen til et metall i detalj.
Atomene til forskjellige kjemiske elementer er forskjellige fra hverandre. Forskjellene mellom grunnstoffenes atomer kan bestemmes fra det periodiske system.
Molekyler.
Et molekyl er den minste partikkelen av et stoff som har egenskapene til det stoffet. Så et sukkermolekyl er søtt, og et saltmolekyl er salt.
Molekyler er bygd opp av atomer.
Størrelsen på molekyler er ubetydelig.

Hvordan se et molekyl? - ved hjelp av et elektronmikroskop.

Hvordan trekke ut et molekyl fra et stoff? - mekanisk knusing av stoffet. Hvert stoff har en bestemt type molekyl. For forskjellige stoffer kan molekyler bestå av ett atom (inerte gasser) eller av flere identiske eller forskjellige atomer, eller til og med av hundretusenvis av atomer (polymerer). Molekyler av ulike stoffer kan ha form som en trekant, pyramide og andre geometriske former, samt være lineære.

Molekyler av samme substans er identiske i alle aggregeringstilstander.

Det er hull mellom molekylene i et stoff. Bevis på eksistensen av hull er en endring i volumet av stoffet, dvs. utvidelse og sammentrekning av materie med temperaturendringer

Lekser.
Øvelse. Svar på spørsmålene:
№ 1.
1. Hva består stoffer av?
2. Hvilke eksperimenter bekrefter at stoffer består av bittesmå partikler?
3. Hvordan endres volumet til et legeme når avstanden mellom partiklene endres?
4. Hvilken erfaring viser at partikler av materie er veldig små?
5. Hva er et molekyl?
6. Hva vet du om størrelsen på molekyler?
7. Hvilke partikler består et vannmolekyl av?
8. Hvordan er et vannmolekyl representert skjematisk?
№ 2.
1. Er sammensetningen av vannmolekyler den samme i varm te og i en avkjølt Cola-drikk?
2. Hvorfor slites skosålene og albuene på jakker ned til hull?
3. Hvordan forklare tørking av neglelakk?
4. Du går forbi et bakeri. Fra det kommer den deilige lukten av ferskt brød... Hvordan kunne dette skje?

Robert Rayleighs eksperiment.

Størrelsen på molekylene har blitt bestemt i mange eksperimenter. En av dem ble utført av den engelske forskeren Robert Rayleigh.
Vann ble helt i et rent, bredt kar og en dråpe olivenolje ble plassert på overflaten. Dråpen spredte seg over vannoverflaten og dannet en rund film. Gradvis økte arealet av filmen, men så stoppet spredningen og området sluttet å endre seg. Rayleigh antok at molekylene var ordnet i én rad, dvs. Tykkelsen på filmen ble lik nøyaktig størrelsen på ett molekyl, og jeg bestemte meg for å bestemme tykkelsen. I dette tilfellet er det selvfølgelig nødvendig å ta hensyn til at volumet av filmen er lik volumet av dråpen.
Ved å bruke dataene innhentet i Rayleighs eksperiment, beregner vi tykkelsen på filmen og finner ut hva den lineære størrelsen på oljemolekylet er. Dråpen hadde et volum på 0,0009 cm3, og arealet av filmen dannet fra dråpen var 5500 cm2. Derav filmtykkelsen:

Eksperimentell oppgave:

Gjør et eksperiment hjemme for å bestemme størrelsen på oljemolekyler.
For eksperimentering er det praktisk å bruke ren maskinolje. Bestem først volumet av en dråpe olje. Finn ut hvordan du gjør dette selv ved hjelp av en pipette og et beger (du kan bruke et beger som brukes til å måle medisiner).
Hell vann i en tallerken og legg en dråpe olje på overflaten. Når dråpen har spredt seg, måler du diameteren på filmen med en linjal, og plasser den på kantene av platen. Hvis overflaten av filmen ikke har form som en sirkel, vent enten til den tar denne formen, eller ta flere målinger og bestemme dens gjennomsnittlige diameter. Beregn deretter området på filmen og dens tykkelse.
Hvilket nummer fikk du? Hvor mange ganger skiller det seg fra den faktiske størrelsen på et oljemolekyl?

Molekylær struktur av materie. Gassmolekylers hastigheter.

1. 
   Den molekylære kinetiske teorien til MKT er en teori som forklarer egenskapene til et stoff basert på dets molekylære struktur. Hovedbestemmelsene i den molekylære kinetiske teorien: alle legemer består av molekyler; molekyler beveger seg konstant; molekyler samhandler med hverandre.
2. 
   Molekyl– den minste partikkelen av et stoff som beholder egenskapene til et gitt stoff.
3. 
   Atomer– den minste partikkelen i et kjemisk grunnstoff. Molekyler er bygd opp av atomer.
4. 
   Molekyler beveger seg hele tiden. Beviset for denne posisjonen er diffusjon- fenomenet penetrering av molekyler av ett stoff inn i et annet. Diffusjon skjer i gasser, væsker og faste stoffer. Når temperaturen øker, øker diffusjonshastigheten. Bevegelsen av malingspartikler i en løsning oppdaget av Brown kalles Brownsk bevegelse og beviser også bevegelsen til molekyler.
5. 
   Atomstruktur. Et atom består av en positivt ladet kjerne som elektroner kretser rundt.
6. 
   Atomkjerne består av nukleoner (proton, nøytron). Ladningen til kjernen bestemmes av antall protoner. Massetallet bestemmes av antall nukleoner. Isotoper er atomer av samme grunnstoff hvis kjerner inneholder forskjellig antall nøytroner.
7. 
   Relativ atommasse M – massen til ett atom i enheter atommasse (1/12 massen til et karbonatom). Relativ molekylvekt– M er massen til molekylet i atommasseenheter.
8. 
   Mengde av stoff bestemt av antall molekyler. En føflekk er en måleenhet for mengden av et stoff. Muldvarp- mengden av et stoff hvis masse, uttrykt i gram, er numerisk lik den relative molekylmassen. 1 føflekk stoffet inneholder N A-molekyler. N EN = 6,022∙10 23 1/mol – Avogadros tall. Massen til en mol i kilo kalles molar masse – μ =M·10 -3 . 1 mol – 12gC – N EN -22,4 l. gass
9. 
   Tall føflekker bestemmes av formlene : ν = m / μ , ν = N / N EN , ν = V / V 0 .
10. 
    Grunnleggende MKT-modell– et sett med bevegelige og samvirkende molekyler av et stoff. Aggregerte materietilstander.
    1. 
       Fast: W n >> W k, pakkingen er tett, molekylene vibrerer rundt likevektsposisjonen, likevektsposisjonene er stasjonære, arrangementet av molekylene er ordnet, d.v.s. det dannes et krystallgitter, og både form og volum bevares.
    2. 
       Flytende:W n ≈ W k , pakkingen er tett, molekylene vibrerer rundt likevektsposisjonen, likevektsposisjonene er mobile, molekylarrangementet er ordnet innenfor 2, 3 lag (kort rekkefølge), volumet er bevart, men formen er ikke bevart (fluiditet ).
    3. 
       Gass: W n W k , molekyler er plassert langt fra hverandre, beveger seg rettlinjet til de kolliderer med hverandre, kollisjonene er elastiske, de endrer lett både form og volum. Ideelle gassforhold: W n =0, kollisjoner er perfekt elastiske, molekylets diameter avstander mellom dem.
       
    4. 
       Plasma – elektrisk nøytral samling av nøytrale og ladede partikler . Plasma(gass)molekyler befinner seg langt fra hverandre, beveger seg rettlinjet til de kolliderer med hverandre, endrer lett både form og volum, kollisjoner er uelastiske, ionisering skjer ved kollisjoner, og reagerer på elektriske og magnetiske felt.
11. 
    Faseoverganger: fordampning, kondensasjon, sublimering, smelting, krystallisering.
12. 
    Statistiske mønstre– adferdslover for et stort antall partikler. Mikroparametere– småskalaparametere – masse, størrelse, hastighet og andre egenskaper ved molekyler og atomer. Makroparametere – parametere for store skalaer - masse, volum, trykk, temperatur på fysiske kropper.
13. 
    R
    Z = 2 N
    fordeling av ideelle gasspartikler over to halvdeler av et kar:

• 
  Antall mulige tilstanderZmed antall partiklerN finnes av formelen
• 
  H
  Z = N! / n!∙(N-n)!
  antall måter å implementere statenn/ (N – n) finnes av formelen
• 
  Analyse av svarene fører til konklusjonen at det er størst sannsynlighet for at molekylene vil fordele seg likt over de to halvdelene av karene.

1. 
   Den mest sannsynlige hastigheten er hastigheten som de fleste molekyler har
2. 
   Hvordan beregne gjennomsnittshastigheten til molekyler V av = (V 1 ∙ N 1 + V 2 ∙ N 2 + V 3 ∙ N 3)/N. Gjennomsnittshastigheten er vanligvis høyere enn den mest sannsynlige hastigheten.
3. 
   Kommunikasjon: hastighet – energi – temperatur. E jf ~ T.
4. 
   T
   E=3 kT/2
   temperatur bestemmer graden av kroppsoppvarming. Temperatur hovedkarakteristikken til kropper i termisk likevekt. Termisk likevekt når det ikke er varmeveksling mellom legemer
5. 
   Temperatur er et mål på den gjennomsnittlige kinetiske energien til gassmolekyler. Med økende temperatur øker diffusjonshastigheten og hastigheten på Brownsk bevegelse øker. Formelen for forholdet mellom gjennomsnittlig kinetisk energi til molekyler og temperatur er uttrykt med formelen gdk k = 1,38∙10 -23 J/K – Boltzmanns konstant, som uttrykker forholdet mellom Kelvin og Joule som temperaturenheter.

• 
  T
  T = t + 273.
  termodynamisk temperatur kan ikke være negativ.
• 
  Absolutt temperaturskala– Kelvin-skala (273K – 373K).

• 
  Temperaturskalaer: Celsius (0 o C – 100 o C), Fahrenheit (32 o F – 212 o F), Kelvin (273 K – 373 K).

1. 
   Hastighet for termisk bevegelse av molekyler: m 0 v 2 = 3 kT, v 2 = 3 kT / m 0 , v 2 = 3 kN EN T / μ

Gasslover

1. 
   Trykk er en makroskopisk parameter for systemet . Trykket er numerisk lik kraften som virker per enhetsflate vinkelrett på denne overflaten.P= F/ S. Trykk måles i Pascal (Pa), atmosfærer (atm.), bar (bar), mmHg. Trykket til en gass- eller væskekolonne i et gravitasjonsfelt er funnet ved formelen P = ρgh, der ρ er tettheten til gassen eller væsken, h er høyden til kolonnen. I kommuniserende kar etableres en homogen væske på samme nivå. Forholdet mellom høydene på kolonner av inhomogene væsker er omvendt til forholdet mellom deres tettheter.
2. 
   Atmosfærisk trykk– trykk skapt av jordens luftskall. Normalt atmosfærisk trykk er 760 mmHg. eller 1,01∙10 5 Pa, eller 1 bar, eller 1 atm.
3. 
   Gasstrykket bestemmes antall molekyler som treffer veggen av beholderen og deres hastighet.

• 
  Aritmetisk gjennomsnittshastighet bevegelsen til gassmolekyler er null, fordi det ikke er noen fordel å bevege seg i noen bestemt retning på grunn av det faktum at bevegelsen av molekyler er like sannsynlig i alle retninger. Derfor, for å karakterisere bevegelsen av molekyler vi tar rot gjennomsnittlig kvadrathastighet. Middelkvadratene til hastigheten langs X-, Y-, Z-aksene er lik hverandre og utgjør 1/3 av gjennomsnittlig kvadrathastighet.

For en mol gass

Isobarer

P 1
Gay-Lussacs lov

1. 
   V = const – isokorisk prosess,

V 1
Charles lov.

Oppgaver: Oppgave № 1 . Bestem det totale antallet mikrotilstander av seks partikler av en ideell gass i to halvdeler av et kar som ikke er adskilt av en skillevegg. Hva er antallet måter å realisere tilstander 1/5, 2/4 på? I hvilken tilstand vil antallet implementeringsmetoder være maksimalt?

Løsning. Z =2 N = 2 6 = 64. For tilstand 1/5 Z = N! / n!∙(N-n)! = 1∙2∙3∙4∙5∙6 / 1∙1∙2∙3∙4∙5= 6

På egenhånd. Hva er antallet måter å implementere stater 2/4 på?

Oppgave nr. 2. Finn antall molekyler i et glass vann (m=200g). Løsning. N = m∙ N A /μ = 0,2 ∙ 6,022∙10 23 / 18 ∙ 10 -3 =67∙ 10 23 .

På egenhånd. Finn antall molekyler i 2 g kobber. Finn antall molekyler i 1 m 3 karbondioksid CO 2 .

Oppgave nr. 3. Figuren viser en lukket sløyfe i koordinater P V. Hvilke prosesser skjedde med gassen? Hvordan endret makroparametere seg? Tegn dette diagrammet i VT-koordinater.

MED
uavhengig tegne diagrammet i PT-koordinater.

R
avgjørelse.

Oppgave nr. 4."Magdeburg Hemispheres" strakte 8 hester på hver side. Hvordan vil trekkraften endres hvis en halvkule er festet til en vegg og den andre trekkes av 16 hester?

Z
oppgave nummer 5. En ideell gass utøver et trykk på 1,01∙10 5 Pa på karets vegger. Den termiske hastigheten til molekyler er 500 m/s. Finn gasstettheten. (1,21 kg/m3). Løsning.. La oss dele begge sider av ligningen med V. Vi får

μ finner vi fra formelen for hastigheten til molekyler

Oppgave nr. 6. Hvilket trykk er oksygen under hvis den termiske hastigheten til molekylene er 550 m/s, og deres konsentrasjon 10 25 m -3 ? (54kPa.) Løsning. P = nkT, R=N EN k,P=nv 2 μ /3N EN , Vi finner T fra formelen

Oppgave nr. 7. Nitrogen opptar et volum på 1 liter ved normalt atmosfærisk trykk. Bestem energien til translasjonsbevegelsen til gassmolekyler.

Løsning. Energi til ett molekyl - E o = 5 kT / 2 , energien til alle molekyler i et gitt volum gass – E = N 5 kT / 2 = nV 5 kT / 2, P = nkT , E = 5 PV /2 = 250 J.

Oppgave № 8. Luft består av en blanding av nitrogen, oksygen og argon. Konsentrasjonene deres er henholdsvis 7,8 ∙ 10 24 m -3 , 2,1 ∙ 10 24 m -3 , 10 23 m -3 . Den gjennomsnittlige kinetiske energien til molekylene i blandingen er den samme og lik 3 ∙10 -21 J. Finn lufttrykket. (20kPa). På egenhånd.

Oppgave nr. 9. Hvordan vil gasstrykket endres når volumet reduseres med 4 ganger og temperaturen øker med 1,5 ganger? (Øker 6 ganger). På egenhånd.

Oppgave nr. 10. Gasstrykket i en lysrør er 10 3 Pa, og temperaturen er 42 o C. Bestem konsentrasjonen av atomer i lampen. Beregn gjennomsnittlig avstand mellom molekyler.

(2,3∙10 23 m-3, 16,3 nm). På egenhånd.

Oppgave nr. 11. Finn volumet av en mol av en ideell gass av en hvilken som helst kjemisk sammensetning under normale forhold. (22,4 l). På egenhånd.

Z
problem nummer 12. Et kar med et volum på 4 liter inneholder molekylært hydrogen og helium. Forutsatt at gassene er ideelle, finn trykket til gassene i karet ved en temperatur på 20 o C hvis massene deres er henholdsvis 2g og 4g. (1226kPa).

Løsning. I henhold til Daltons lov P = P 1 + R 2 . Vi finner partialtrykket til hver gass ved hjelp av formelen. Både hydrogen og helium opptar hele volumet V=4l.

Oppgave nr. 13. Bestem dybden på innsjøen hvis volumet av luftboblen dobles når den stiger fra bunnen til overflaten. Temperaturen på boblen har ikke tid til å endre seg. (10,3m).

Løsning. Prosessen er isotermisk P 1 V 1 = P 2 V 2

Trykket i en boble på overflaten av vannet er lik atmosfærisk trykk P 2 = P o Trykket i bunnen av reservoaret er summen av trykket inne i boblen og trykket i vannsøylen R 1 = P O + ρ gh, hvor ρ = 1000 kg/m 3 er tettheten av vann, h er dybden til reservoaret. R O = (R O + ρ gh) V 1 / 2 V 1 = (R O + ρ gh)/ 2

Oppgave nr. 14. Sylinderen er delt av en ugjennomtrengelig fast skillevegg i to deler, hvis volumer er V 1, V 2. Lufttrykket i disse delene av sylinderen er henholdsvis P 1, P 2. Når festet fjernes, kan skilleveggen bevege seg som et vektløst stempel. Hvor mye og i hvilken retning vil skilleveggen bevege seg?

R
P 1 V 1

P 2 V 2

avgjørelse . Hvis P 2 > P 1 Trykk i begge deler

P 1 V 1 = P (V 1 -∆ V)

P 2 V 2 = P (V 2 + ∆ V)

sylinderen vil bli satt til det samme - P. Prosessen er isotermisk.

La oss dele høyre og venstre side av ligningene inn i hverandre. Og så løser vi ligningen for ∆ V.

Svare: ((P 1 – P 2 ) V 1 V 2 )/(P 1 V 1 + P 2 V 2 .

Oppgave nr. 15. Bildekk pumpes opp til et trykk på 2∙10 4 Pa ​​ved en temperatur på 7 o C. Noen timer etter kjøring steg lufttemperaturen i dekkene til 42 o C. Hva var trykket i dekkene? (2,25∙104 Pa). På egenhånd.