--> Îñíîâíûå ïîëîæåíèÿ ìîëåêóëÿðíî-êèíåòè÷åñêîé òåîðèè. Ðàçìåðû ìîëåêóë. Ôèçèêà 10 êëàññ. Ìÿêèøåâ
ìîé ÞÒÓÁ êàíàë ïðèêîëüíûõ ÌÓËÜÒÈÊÎÂ!
ìîé ÒÅËÅÃÐÀÌ êàíàë ïðèêîëüíûõ ÌÓËÜÒÈÊÎÂ!

 


Ñîäåðæàíèå

 

Ãëàâíàÿ >> Ôèçèêà 10 êëàññ. Ìÿêèøåâ

Ãëàâà 8. Îñíîâû ìîëåêóëÿðíî-êèíåòè÷åñêîé òåîðèè

 


§ 53. Îñíîâíûå ïîëîæåíèÿ ìîëåêóëÿðíî-êèíåòè÷åñêîé òåîðèè. Ðàçìåðû ìîëåêóë

    Êàêèå ôèçè÷åñêèå îáúåêòû (ñèñòåìû) èçó÷àåò ìîëåêóëÿðíàÿ ôèçèêà?

    Êàê ðàçëè÷èòü ìåõàíè÷åñêèå è òåïëîâûå ÿâëåíèÿ? Ïðèâåäèòå ïðèìåðû òåïëîâûõ ÿâëåíèé, ïðîèñõîäÿùèõ â êëàññå, äîìà, íà óëèöå.

 îñíîâå ìîëåêóëÿðíî-êèíåòè÷åñêîé òåîðèè ñòðîåíèÿ âåùåñòâà ëåæàò òðè óòâåðæäåíèÿ:

Âàæíî
1) âåùåñòâî ñîñòîèò èç ÷àñòèö; 2) ýòè ÷àñòèöû áåñïîðÿäî÷íî äâèæóòñÿ; 3) ÷àñòèöû âçàèìîäåéñòâóþò äðóã ñ äðóãîì.

Êàæäîå óòâåðæäåíèå ñòðîãî äîêàçàíî ñ ïîìîùüþ îïûòîâ.

Ñâîéñòâà è ïîâåäåíèå âñåõ áåç èñêëþ÷åíèÿ òåë îïðåäåëÿþòñÿ äâèæåíèåì âçàèìîäåéñòâóþùèõ äðóã ñ äðóãîì ÷àñòèö: ìîëåêóë, àòîìîâ èëè åù¸ áîëåå ìàëûõ îáðàçîâàíèé — ýëåìåíòàðíûõ ÷àñòèö.

Ìàñëî íèêîãäà íå çàéì¸ò âñþ ïîâåðõíîñòü

Îöåíêà ðàçìåðîâ ìîëåêóë. Äëÿ ïîëíîé óâåðåííîñòè â ñóùåñòâîâàíèè ìîëåêóë íàäî îïðåäåëèòü èõ ðàçìåðû. Ïðîùå âñåãî ýòî ñäåëàòü, íàáëþäàÿ ðàñïëûâàíèå êàïåëüêè ìàñëà, íàïðèìåð îëèâêîâîãî, ïî ïîâåðõíîñòè âîäû. Ìàñëî íèêîãäà íå çàéì¸ò âñþ ïîâåðõíîñòü, åñëè ìû âîçüì¸ì äîñòàòî÷íî øèðîêèé ñîñóä (ðèñ. 8.1). Íåëüçÿ çàñòàâèòü êàïåëüêó îáú¸ìîì 1 ìì2 ðàñïëûòüñÿ òàê, ÷òîáû îíà çàíÿëà ïëîùàäü ïîâåðõíîñòè áîëåå 0,6 ì2. Ïðåäïîëîæèì, ÷òî ïðè ðàñòåêàíèè ìàñëà ïî ìàêñèìàëüíîé ïëîùàäè îíî îáðàçóåò ñëîé òîëùèíîé âñåãî ëèøü â îäíó ìîëåêóëó — «ìîíîìîëåêóëÿðíûé ñëîé». Òîëùèíó ýòîãî ñëîÿ íåòðóäíî îïðåäåëèòü è òåì ñàìûì îöåíèòü ðàçìåðû ìîëåêóëû îëèâêîâîãî ìàñëà.

Îáú¸ì V ñëîÿ ìàñëà ðàâåí ïðîèçâåäåíèþ åãî ïëîùàäè ïîâåðõíîñòè S íà òîëùèíó d ñëîÿ, ò. å. V = Sd. Ñëåäîâàòåëüíî, ëèíåéíûé ðàçìåð ìîëåêóëû îëèâêîâîãî ìàñëà ðàâåí:

ëèíåéíûé ðàçìåð ìîëåêóëû îëèâêîâîãî ìàñëà

Îáñóäèòå ñ îäíîêëàññíèêîì, ìîæíî ëè äîêàçàòü ïåðâîå óòâåðæäåíèå, ïðîâåäÿ îïûò ïî îêðàøèâàíèþ âîäû êðèñòàëëèêîì ìàðãàíöîâîêèñëîãî êàëèÿ? Ïîäóìàéòå, î ÷¸ì ñâèäåòåëüñòâóåò ÿâëåíèå ðàñïðîñòðàíåíèÿ çàïàõîâ àðîìàòè÷åñêèõ âåùåñòâ â ïîìåùåíèè. Ïîäóìàéòå, êàê ýêñïåðèìåíòàëüíî äîêàçàòü, ÷òî ÷àñòèöû âåùåñòâà ïðèòÿãèâàþòñÿ è îòòàëêèâàþòñÿ.

Ñîâðåìåííûå ïðèáîðû ïîçâîëÿþò óâèäåòü è äàæå èçìåðèòü îòäåëüíûå àòîìû è ìîëåêóëû

Ñîâðåìåííûå ïðèáîðû ïîçâîëÿþò óâèäåòü è äàæå èçìåðèòü îòäåëüíûå àòîìû è ìîëåêóëû. Íà ðèñóíêå 8.2 ïîêàçàíà ìèêðîôîòîãðàôèÿ ïîâåðõíîñòè êðåìíèåâîé ïëàñòèíû, ãäå áóãîðêè — ýòî îòäåëüíûå àòîìû êðåìíèÿ. Ïîäîáíûå èçîáðàæåíèÿ âïåðâûå íàó÷èëèñü ïîëó÷àòü â 1981 ã. ñ ïîìîùüþ ñëîæíûõ òóííåëüíûõ ìèêðîñêîïîâ.

Ðàçìåðû ìîëåêóë, â òîì ÷èñëå è îëèâêîâîãî ìàñëà, áîëüøå ðàçìåðîâ àòîìîâ. Äèàìåòð ëþáîãî àòîìà ïðèìåðíî ðàâåí 10-8 ñì. Ýòè ðàçìåðû òàê ìàëû, ÷òî èõ òðóäíî ñåáå ïðåäñòàâèòü.  òàêèõ ñëó÷àÿõ ïðèáåãàþò ê ïîìîùè ñðàâíåíèé.

Âîò îäíî èç íèõ. Åñëè ïàëüöû ñæàòü â êóëàê è óâåëè÷èòü åãî äî ðàçìåðîâ çåìíîãî øàðà, òî àòîì ïðè òîì æå óâåëè÷åíèè ñòàíåò ðàçìåðîì ñ êóëàê.

×èñëî ìîëåêóë. Ïðè î÷åíü ìàëûõ ðàçìåðàõ ìîëåêóë ÷èñëî èõ â ëþáîì ìàêðîñêîïè÷åñêîì òåëå îãðîìíî. Ïîäñ÷èòàåì ïðèìåðíîå ÷èñëî ìîëåêóë â êàïëå âîäû ìàññîé 1 ã è, ñëåäîâàòåëüíî, îáú¸ìîì 1 ñì3.

Äèàìåòð ìîëåêóëû âîäû ðàâåí ïðèìåðíî 3 • 10-8 ñì. Ñ÷èòàÿ, ÷òî êàæäàÿ ìîëåêóëà âîäû ïðè ïëîòíîé óïàêîâêå ìîëåêóë çàíèìàåò îáú¸ì (3 • 10-8 ñì)3, ìîæíî íàéòè ÷èñëî ìîëåêóë â êàïëå, ðàçäåëèâ îáú¸ì êàïëè (1 ñì3) íà îáú¸ì, ïðèõîäÿùèéñÿ íà îäíó ìîëåêóëó:

íàéòè ÷èñëî ìîëåêóë â êàïëå, ðàçäåëèâ îáú¸ì êàïëè íà îáú¸ì, ïðèõîäÿùèéñÿ íà îäíó ìîëåêóëó

Ìàññà ìîëåêóë. Ìàññû îòäåëüíûõ ìîëåêóë è àòîìîâ î÷åíü ìàëû. Ìû âû÷èñëèëè, ÷òî â 1 ã âîäû ñîäåðæèòñÿ 3,7 • 1022 ìîëåêóë. Ñëåäîâàòåëüíî, ìàññà îäíîé ìîëåêóëû âîäû (Í20) ðàâíà:

Ìàññà ìîëåêóë

Ìàññó òàêîãî æå ïîðÿäêà èìåþò ìîëåêóëû äðóãèõ âåùåñòâ, èñêëþ÷àÿ îãðîìíûå ìîëåêóëû îðãàíè÷åñêèõ âåùåñòâ; íàïðèìåð, áåëêè èìåþò ìàññó, â ñîòíè òûñÿ÷ ðàç áîëüøóþ, ÷åì ìàññà îòäåëüíûõ àòîìîâ. Íî âñ¸ ðàâíî èõ ìàññû â ìàêðîñêîïè÷åñêèõ ìàñøòàáàõ (ãðàììàõ è êèëîãðàììàõ) ÷ðåçâû÷àéíî ìàëû.

Îòíîñèòåëüíàÿ ìîëåêóëÿðíàÿ ìàññà. Òàê êàê ìàññû ìîëåêóë î÷åíü ìàëû, óäîáíî èñïîëüçîâàòü â ðàñ÷¸òàõ íå àáñîëþòíûå çíà÷åíèÿ ìàññ, à îòíîñèòåëüíûå.

Âàæíî
Ïî ìåæäóíàðîäíîìó ñîãëàøåíèþ ìàññû âñåõ àòîìîâ è ìîëåêóë ñðàâíèâàþò ñ ìàññû àòîìà óãëåðîäà (òàê íàçûâàåìàÿ óãëåðîäíàÿ øêàëà àòîìíûõ ìàññ).

Çàïîìíè
Îòíîñèòåëüíîé ìîëåêóëÿðíîé (èëè àòîìíîé) ìàññîé Ìr âåùåñòâà íàçûâàþò îòíîøåíèå ìàññû m0 ìîëåêóëû (èëè àòîìà) äàííîãî âåùåñòâà ê ìàññû àòîìà óãëåðîäà:

Îòíîñèòåëüíîé ìîëåêóëÿðíîé (èëè àòîìíîé) ìàññîé Ì<sub>r</sub> âåùåñòâà

Îòíîñèòåëüíûå àòîìíûå ìàññû âñåõ õèìè÷åñêèõ ýëåìåíòîâ òî÷- íî èçìåðåíû. Ñêëàäûâàÿ îòíîñèòåëüíûå àòîìíûå ìàññû ýëåìåíòîâ, âõîäÿùèõ â ñîñòàâ ìîëåêóëû âåùåñòâà, ìîæíî âû÷èñëèòü îòíîñèòåëüíóþ ìîëåêóëÿðíóþ ìàññó âåùåñòâà. Íàïðèìåð, îòíîñèòåëüíàÿ ìîëåêóëÿðíàÿ ìàññà óãëåêèñëîãî ãàçà ÑO2 ïðèáëèæ¸ííî ðàâíà 44, òàê êàê îòíîñèòåëüíàÿ àòîìíàÿ ìàññà óãëåðîäà ïðàêòè÷åñêè ðàâíà 12, à êèñëîðîäà ïðèìåðíî 16 : 12 + 2 • 16 = 44.

Ñðàâíåíèå àòîìîâ è ìîëåêóë ñ ìàññû àòîìà óãëåðîäà áûëî ïðèíÿòî â 1961 ã. Ãëàâíàÿ ïðè÷èíà òàêîãî âûáîðà ñîñòîèò â òîì, ÷òî óãëåðîä âõîäèò â îãðîìíîå ÷èñëî ðàçëè÷íûõ õèìè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé. Ìíîæèòåëü ââåä¸í äëÿ òîãî, ÷òîáû îòíîñèòåëüíûå ìàññû àòîìîâ áûëè áëèçêè ê öåëûì ÷èñëàì.

Îòêðîéòå â ýëåêòðîííîì ïðèëîæåíèè òàáëèöó Ìåíäåëååâà è ïîñ÷èòàéòå îòíîñèòåëüíóþ ìîëåêóëÿðíóþ ìàññó íåêîòîðûõ èçâåñòíûõ âàì ìîëåêóë.

Îêîí÷àíèå ïàðàãðàôà >>>

 

 

Ðåéòèíã@Mail.ru



Ñîäåðæàíèå

!-- Step 2 - Decide on the place where you want to place the video -->
. Âàæíî, ÷òîáû ñêðèïò áûë ïîñëå áëîêà. Íàïðèìåð, ìîæíî ðàçìåñòèòü ïåðåä òåãîì -->