Найдрібніша частка хімічного елемента, здатна існувати самостійно, називається атом.
Атомом називається дрібна частка хімічного елемента, неподільна лише в хімічному відношенні.
Атом - найдрібніша частка хімічного елемента, що зберігає все Хімічні властивостіцього елемента. Атоми можуть існувати у вільному стані та у з'єднаннях з атомами того ж чи інших елементів.
Атом є найдрібнішою частинкою хімічного елемента, здатну існувати самостійно.
За сучасними поглядами, атом є найдрібнішою частинкою хімічного елемента, що має всі його хімічні властивості. Поєднуючись один з одним, атоми утворюють молекули, які є найдрібнішими частинками речовини - носіями всіх її хімічних властивостей.
У попередньому розділі було викладено наші уявлення про. атом - найдрібніша частка хімічного елемента. Найдрібнішою часткою речовини є молекула, що утворюється з атомів, між якими діють хімічні сили, або хімічний зв'язок.
Поняття про електрику нерозривно пов'язані з поняттям про будову атомів - найдрібніших частинок хімічного елемента.
З хімії та попередніх розділів фізики ми знаємо, що всі тіла побудовані з окремих, дуже малих частинок – атомів та молекул. Під атомами розуміють найдрібнішу частинку хімічного елемента. Молекулою називають складнішу частинку, що складається з кількох атомів. Фізичні та хімічні властивості елементів визначаються властивостями атомів цих елементів.
Вирішальними у затвердженні атомістичних уявлень у хімії стали роботи англійського вченого Джона Дальтона (1766 – 1844), який увів у хімію і сам термін атом як найдрібнішу частинку хімічного елемента; атоми різних елементів, за Дальтоном, мають різну масу і тим самим відрізняються один від одного.
Атом - найдрібніша частка хімічного елемента, складна система, що складається з центрального позитивно зарядженого ядра і оболонки з негативно заряджених частинок - електронів, що рухаються навколо ядра.
З хімії та попередніх розділів фізики ми знаємо, що всі тіла побудовані з окремих, дуже малих частинок – атомів та молекул. Під атомами розуміють найдрібнішу частинку хімічного елемента. Молекулою називають складнішу частинку, що складається з кількох атомів. Фізичні та хімічні властивості елементів визначаються властивостями атомів цих елементів.
З хімії та попередніх розділів фізики ми знаємо, що всі тіла побудовані з окремих, дуже малих частинок – атомів та молекул. Під атомом розуміють найдрібнішу частинку хімічного елемента. Молекулою називають складнішу частинку, що складається з кількох атомів. Фізичні та хімічні властивості елементів визначаються властивостями атомів цих елементів.
Явища, що підтверджують складну будову атома. Про будову атома - найдрібнішої частки хімічного елемента - можна судити, з одного боку, за тими сигналами, що він сам посилає як променів і навіть частинок, з іншого - за результатами бомбардування атомів речовини швидкими зарядженими частинками.
Ідея у тому, що це тіла складаються з гранично малих і далі неподільних частинок - атомів, широко обговорювалася ще до нашої ери давньогрецькими філософами. Сучасне уявлення про атоми як найдрібніші частки хімічних елементів, здатних зв'язуватися в більші частинки - молекули, з яких складаються речовини, було вперше висловлено М. В. Ломоносовим в 1741 р. в роботі Елементи математичної хімії; ці погляди пропагувалися їм протягом усієї його наукової діяльності. Сучасники не звернули належної уваги роботи М. У. Ломоносова, хоча вони були опубліковані у виданнях Петербурзької Академії наук, одержуваних усіма великими бібліотеками на той час.
Ідея про те, що всі тіла складаються з гранично малих і далі неподільних частинок - атомів, обговорювалася ще в Стародавню Грецію. Сучасне уявлення про атоми як найдрібніші частки хімічних елементів, здатних зв'язуватися в більші частинки - молекули, з яких складаються речовини, було вперше висловлено М. В. Ломоносовим в 1741 р. в роботі Елементи математичної хімії; ці погляди він пропагував протягом усієї своєї наукової діяльності.
Ідея у тому, що це тіла складаються з гранично малих і далі неподільних частинок - атомів, широко обговорювалася ще до нашої ери давньогрецькими філософами. Сучасне уявлення про атоми як найдрібніші частки хімічних елементів, здатних зв'язуватися в більші частинки - молекули, з яких складаються речовини, було вперше висловлено М. В. Ломоносовим в 1741 р. в роботі Елементи математичної хімії; ці погляди він пропагував протягом усієї своєї наукової діяльності.
Ідея у тому, що це тіла складаються з гранично малих і далі неподільних частинок - атомів, широко обговорювалася ще давньогрецькими філософами. Сучасне уявлення про атоми як найдрібніші частки хімічних елементів, здатних зв'язуватися в більші частинки - молекули, з яких складаються речовини, було вперше висловлено М. В. Ломоносовим в 1741 р. в роботі Елементи математичної хімії; ці погляди він пропагував протягом усієї своєї наукової діяльності.
На стехіометричних законах засновані різноманітні кількісні розрахунки мас та обсягів речовин, що беруть участь у хімічних реакціях. У зв'язку з цим стехіометричні закони цілком справедливо ставляться до основних законів хімії і є відображенням реального існування атомів і молекул, які мають певну масу найдрібніших частинок хімічних елементів та їх сполук. В силу цього стехіометричні закони стали міцним фундаментом, на якому було збудовано сучасне атомно-молекулярне вчення.
На стехіометричних законах засновані різноманітні кількісні розрахунки мас та обсягів речовин, що беруть участь у хімічних реакціях. У зв'язку з цим стехіометричні закони цілком справедливо ставляться до основних, законів хімії і є відображенням реального існування атомів і молекул, які мають певну масу найдрібніших частинок хімічних елементів та їх сполук. В силу цього стехіометричні закони стали міцним фундаментом, на якому було збудовано сучасне атомно-молекулярне вчення.
Явища, що підтверджують складну будову атома. Про будову атома - найдрібнішої частки хімічного елемента - можна судити, з одного боку, за тими сигналами, що він посилає як променів і навіть частинок, з іншого - за результатами бомбардування атомів речовини швидкими зарядженими частинками.
Слід зазначити, що створення квантової фізикибуло безпосередньо стимульовано спробами осмислити будову атома та закономірності спектрів випромінювання атомів. В результаті експериментів було виявлено, що в центрі атома знаходиться маленьке (порівняно з його розмірами) але масивне ядро. Атом - це дрібна частка хімічного елемента, що зберігає його властивості. Свою назву він отримав від грецького dtomos, що означає неподільний. Неподільність атома має місце у хімічних перетвореннях, а також при зіткненнях атомів, що відбуваються в газах. І водночас завжди виникало питання, чи не складається атом із менших частин.
Об'єктом вивчення хімії є хімічні елементи та його сполуки. Хімічними елементами називаються сукупності атомів із однаковими зарядами ядер. У свою чергу атомом називається дрібна частка хімічного елемента, що зберігає всі його хімічні властивості.
Суть цієї відмови від гіпотези Авогадро полягала у небажанні вводити особливе поняття молекули (частки), що відображає якісно відмінну від атомів дискретну форму матерії. Справді: прості атоми Дальтона відповідають найдрібнішим частинкам хімічних елементів, яке складні атоми - найдрібнішим часткам хімічних сполук. Через цих кількох випадків не варто було ламати всю систему поглядів, в основі яких лежало одне поняття атома.
Розглянуті стехіометричні закони покладено основою різноманітних кількісних розрахунків мас і обсягів речовин, що у хімічних реакціях. У зв'язку з цим стехіометричні закони цілком справедливо ставляться до с-нових законів хімії. Стехіометричні закони є відображенням реального існування атомів і молекул, які, будучи найдрібнішими частинками хімічних елементів та їх сполук, мають цілком певну масу. В силу цього стехіометричні закони стали міцним фундаментом, на якому збудовано сучасне атомно-молекулярне вчення.
Ы, ж. molecule f. Найдрібніша частка речовини, що має всі його хімічні властивості, здатна існувати самостійно. БАС 1. Молекюль. Веселитський 26. Молекула та молекюль. Міхельсон 1865. Молекюла. Так називається нескінченна… … Історичний словник галицизмів російської
- (новолат. molecule, зменш. від лат. moles маса), найменша ч цава, що володіє його осн. хім. св вами і складається з атомів, з'єднаних між собою хімічними зв'язками. Число атомів в М. складає від двох (Н2, О2, HF, KCl) до сотень і тисяч. Фізична енциклопедія
- (зменшувальна форма від латів. moles – маса) найменша частка хімічної сполуки; складається із системи атомів, за допомогою хімічних засобівможе розпадатися деякі атоми. Молекули благородних газів, гелію тощо одноатомні; найскладніші … Філософська енциклопедія
Ексимер, генонема, епісома, хромосома, мікрочастка, макромолекула Словник російських синонімів. молекула сущ., кіл у синонімів: 10 біомолекула (1) … Словник синонімів
МОЛЕКУЛА, найменша частка речовини, що має його основні хімічні властивості. Складається з атомів, розташованих у просторі у порядку і з'єднаних хімічними зв'язками. Склад та розташування атомів відображені в хімічній… Сучасна енциклопедія
- (новолат. molecula зменш. від лат. moles маса), мікрочастинка, утворена з атомів і здатна до самостійного існування. Має постійний склад атомних ядер, що входять до неї, і фіксоване Число електронів і володіє сукупністю. Великий Енциклопедичний словник
МОЛЕКУЛА, молекули, жен. (від лат. moles маса) (їст.). Найдрібніша частка речовини, здатна існувати самостійно і має всі властивості цієї речовини. Молекули складаються з атомів. Тлумачний словникУшакова. Д.М. Ушаків. 1935 1940 ... Тлумачний словник Ушакова
МОЛЕКУЛА, ы, жен. Найдрібніша частка речовини, що має всі його хімічні властивості. М. складається із атомів. | дод. молекулярний, а, ое. Молекулярна маса. Тлумачний словник Ожегова. С.І. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Тлумачний словник Ожегова
Або частка система або група атомів. Енциклопедія Брокгауза та Єфрона
- [Франц. molecule від лат. moles маса] найменша частка даної речовини, що володіє його основними хімічними речовинами. властивостями, здатна до самостійного існування і що складається з однакових чи різних атомів, з'єднаних в одне ціле хім. зв'язками … Геологічна енциклопедія
Книги
- Молекули. Будівельний матеріал Всесвіту, Ландау Лев Давидович, Китайгородський Олександр Ісаакович. Книги лауреата Нобелівської преміїЛьва Ландау та Олександра Китайгородського - тексти, що перевертають обивательське уявлення про навколишній світ. Більшість із нас, постійно стикаючись…
- Молекула Будівельний матеріал Всесвіту , Ландау Л., Китайгородський А. Більшість із нас, постійно стикаючись…
Речовину (наприклад, цукор) можна розмолоти на найтоншому млині і все одно кожна крупинка складатиметься з величезної кількості однакових молекул цукру і збереже всі відомі нам властивості цієї речовини. Навіть якщо подрібнити речовину на окремі молекули, як це відбувається при розчиненні цукру у воді, то речовина продовжує існувати і проявляти свої властивості (у цьому легко переконатися, спробувавши розчин на смак). Значить, самостійно існуюча молекула цукру - це ще речовина під назвою "цукор" (нехай навіть дуже невелика кількість цієї речовини). Але якщо продовжити дроблення далі, доведеться зруйнувати молекули. А зруйнувавши молекули або навіть відібравши в них по парі атомів (з трьох десятків, що становлять молекулу цукру!), ми вже руйнуємо саму речовину. Звичайно, атоми нікуди не зникають – вони починають входити до складу якихось інших молекул. Але цукор як речовина при цьому перестає існувати – він перетворюється на якісь інші речовини.
Речовини не вічні, тому що не вічні їхні молекули. Проте атоми практично вічні. У кожному з нас знайдуться атоми, які існували ще за часів динозаврів. Чи брали участь у походах Олександра Македонського, чи плаванні Колумба, чи що побували при дворі Івана Грозного.
Незважаючи на те, що молекули дуже малі, їх пристрій можна з'ясувати різними фізичними та хімічними методами. Чиста речовина складається із молекул одного виду. Якщо фізичне тіломістить молекули декількох видів, ми маємо справу з сумішшю речовин. Поняття "чистий" у хімії та в побуті неоднакові. Наприклад, коли ми говоримо: - "Яке чисте повітря!" - то насправді вдихаємо складну суміш кількох газоподібних речовин. Хімік скаже про лісове повітря: "Треба серйозно попрацювати, щоб виділити із цієї суміші чисті речовини". Цікаво, що в атмосфері будь-якого з них окремо людина існувати не змогла б. У таблиці 1-1 наведено співвідношення цих газоподібних речовин, у свіжому лісовому повітрі.
Таблиця 1-1. Склад атмосферного повітря у сосновому лісі.
У таблиці 1-1 азот, кисень, аргон тощо. - це окремі речовини. Речовина азот складається з молекулазоту, всім відома речовина вода - з молекулводи, терпінеол складається з молекултерпінеолу. Молекули цих речовин можуть бути дуже різними – від найпростіших, що складаються з двох-трьох атомів (азот, кисень, озон, вуглекислий газ) – до молекул, що складаються з багатьох атомів (такі молекули зустрічаються у живих організмах). Наприклад, терпінеол, який утворюється в хвойних дереві надає повітрі запаху свіжості.
Це означає, що речовин, як і видів молекул, може бути безліч. Ніхто не може назвати точну кількість речовин, відомих людямсьогодні. Можна лише орієнтовно сказати, що таких речовин – понад сім мільйонів.
Атоми в молекулах різних речовин пов'язані один з одним у строго певному порядку, встановлення якого - одне з найцікавіших занять у роботі хіміка. Пристрій та склад молекул можна описувати різними способаминаприклад так, як це зроблено на рис. 1-1 де атоми мають вигляд кульок. Розміри кульок мають фізичний сенста приблизно відповідають відносним розмірам атомів. Ті самі речовини можуть бути зображені інакше - за допомогою хімічних символів. Здавна за кожним видом атомів у хімії закріплений символ із латинських літер. У таблиці 1-2 наведено символічні записи речовин, зображених на рис. 1-1. Такі символічні записи називаються хімічними формулами.
Таблиця 1-2. Хімічні формули речовин із рис. 1-1. Цифра нижче за символ показує, скільки атомів даного виду міститься в молекулі. Ця цифра називається індексом. За традицією індекс "1" ніколи не пишуть. Наприклад, замість З 1 Про 2 пишуть просто: 2 .
Мал. 1-1. Моделі молекул та назви речовин, що входять до складу лісового повітря: 1 - азот, 2 - кисень, 3 - аргон, 4 - вуглекислий газ, 5 - вода, 6 - озон (утворюється з кисню при грозових розрядах), 7 - терпінеол (виділяється хвойними деревами).
Існує умовний розподіл речовин на прості та складні. Молекули простих речовин складаються із атомів одного виду. Приклади: азот, кисень, аргон, озон. Молекули складних речовин складено з атомів двох і більше видів: вуглекислий газ, вода, терпінеол.
Часто фізичне тіло складається з молекул різних речовин. Таке фізичне тіло називається сумішшю. Наприклад, повітря - суміш кількох простих та складних речовин. Не потрібно плутати складну речовину із сумішшю. Складна речовина, якщо вона складається з молекла тільки одного виду, сумішшю не є.
РозділI.
Основні поняття та закони хімії
Глава 1. Атомно-молекулярне вчення та стехіометрія
1.1. Основні поняття та визначення
Хімія частина природознавства, що вивчає склад. будова та хімічні властивості речовин та їх перетворення, що супроводжуються зміною складу.
Слід мати на увазі, що хімія вивчає низькоенергетичні переваги, максимальна температура яких не перевищує кілька тисяч градусів, тиск – до 100 МПа. Ці перетворення речовин називаються хімічними реакціями.
Під хімічними властивостямиречовин розуміють сукупність хімічних реакцій, у які можуть вступати. Як і Фізичні властивості(колір, щільність, твердість, електропровідність, температури плавлення та кипіння), вони визначаються будовою та складом речовини.
Проста хімічна речовина(Проста речовина) - це речовина, яка складається з атомів одного і того ж хімічного елемента.
атом найдрібніша частка простої речовини, що зберігає всі його основні хімічні властивості. Атом складається з певної кількості протонів і нейтронів, що становлять ядро, і електронів, число яких дорівнює числу протонів, тобто атом електронейтральний. В умовах хімічних реакцій атом не може бути перетворений на інші атоми.
Елемент вид атомів, що характеризуються однаковою кількістю протонів. Елементу присвоюється атомний номер, що дорівнює кількості протонів у його ядрі, і йому дається назва, перші літери (латинської назви) якого є символом елемента і, крім того, позначають один атом і один моль цього елемента. Наприклад, елемент з атомним номером 18 називається Аргон (Argon лат.) і позначається Ar; цей знак (символ) даного елемента означає наявність одного атома або одного моля атомів (див. нижче). Атомний номер хімічного елемента дорівнює його порядковому номеру у Періодичній системі хімічних елементів Д.І. Менделєєва.
Складною хімічною речовиною(Хімічною сполукою) є речовина, що складається з атомів декількох елементів. Багато хімічних сполук складаються з молекул, але також багато сполук, що мають немолекулярну структуру.
Молекулоюназивається найдрібніша частка речовини, здатна до самостійного існування і має всі його хімічні властивості. Наприклад, з молекул складаються хлороводень НСl (1 атом водню з'єднаний з 1 атомом хлору), аміак NH 3 (1 атом азоту з'єднаний з 3 атомами водню), вода H 2 O (1 атом кисню з'єднаний з 2 атомами кисню) і т.д. .
У той самий час у багатьох (зазвичай у кристалічних) хімічних сполуках не можна виділити молекули, оскільки вони складаються з міцно пов'язаних між собою атомів чи іонів, куди неможливо розділити складне речовина, істотно не змінивши його властивості. У цьому випадку склад речовини виражається формульною одиницею. Наприклад, формульна одиниця K 2 SO 4 позначає кристалічну речовину сульфат калію, в якому на кожні 2 атоми калію припадає 1 атом сірки та 4 атоми кисню.
При описі складу та будови речовини іноді використовують поняття про структурної одиниці (РЄ) –це більше загальне поняття, Що означає будь-які атоми або їх групи (у тому числі молекули та формульні одиниці), які використовуються для опису складу речовини.
Таким чином, склад речовини виражається його хімічною формулоюяка визначає співвідношення між кількістю атомів елементів у з'єднанні або кількістю атомів у простій речовині. Хімічна формулавиражає склад молекули, якщо речовина має молекулярну будову, або є лише формульною одиницею речовини, якщо молекули цієї речовини немає.
Молекулярна структура речовини. Швидкості молекул газу.
Молекулярно-кінетичною теорією МКТ називається теорія, яка пояснює властивості речовини, виходячи з її молекулярної будови. Основні положення молекулярно-кінетичної теорії: усі тіла складаються з молекул; молекули постійно рухаються; молекули взаємодіють одна з одною.
Молекула- Найдрібніша частка речовини, що зберігає властивості цієї речовини.
Атоми- Найменша частка хімічного елемента. З атомів складаються молекули.
Молекули постійно рухаються. Доказом цього є дифузія- Явлення проникнення молекул однієї речовини в іншу. Дифузія відбувається і в газах, і рідинах, і в твердих тілах. Зі збільшенням температури швидкість дифузії збільшується. Відкритий Броуном рух частинок фарби у розчині названо броунівським рухомі також доводить рух молекул.
Будова атома. Атом складається із позитивно зарядженого ядра, навколо якого обертаються електрони.
Ядро атомаскладається з нуклонів (протон, нейтрон). Заряд ядра визначається кількістю протонів. Масове число визначається числом нуклонів. Ізотопи – це атоми однієї й тієї ж елементи, ядра яких містять різну кількість нейтронів.
Відносна атомна масаМ-маса одного атома в одиницях атомної маси(1/12 маси атома вуглецю). Відносна молекулярна маса– М – маса молекули в одиницях атомної маси.
Кількість речовинивизначається числом молекул. Міль – одиниця виміру кількості речовини. Міль– кількість речовини, маса якої, виражена в грамах, чисельно дорівнює відносній молекулярної маси. 1 мольречовини містить N А молекул. N А = 6,022∙10 23 1/моль – число Авогадро. Маса одного моля в кілограмах називається молярною масою – μ = М · 10 -3 . 1 моль - 12гС – N А -22,4 л. газу.
Число молейвизначається формулами : ν = m / μ , ν = N / N A , ν = V / V 0 .
Основна модель МКТ- Сукупність рухомих і взаємодіючих між собою молекул речовини. Агрегатні стани речовини.
Тверде тіло: W п >> W k, Упаковка щільна, молекули коливаються біля положення рівноваги, положення рівноваги стаціонарні, розташування молекул впорядковано, тобто. утворюється кристалічна решітка, зберігається і форма та обсяг.
Рідина:W п ≈ W k , упаковка щільна, молекули коливаються біля положення рівноваги, положення рівноваги рухливі, розташування молекул упорядковане в межах 2-х, 3-х шарів (ближній порядок), зберігається обсяг, але не зберігається форма (плинність).
Газ: W п W k , молекули розташовані далеко один від одного, рухаються прямолінійно до зіткнення один з одним, зіткнення пружні, легко змінюють форму і об'єм. Умови ідеальності газу: W п =0, зіткнення абсолютно пружні, Діаметр молекули відстані між ними.
Плазма –електронейтральна сукупність нейтральних та заряджених частинок . Плазма(Газова) молекули розташовані далеко один від одного, рухаються прямолінійно до зіткнення один з одним, легко змінюють і форму і об'єм, зіткнення непружні, при зіткненнях відбувається іонізація, реагує на електричні та магнітні поля.
Фазові переходи:пароутворення, конденсація, сублімація, плавлення, кристалізація.
Статистичні закономірності- Закони поведінки великого чикла частинок. Мікропараметри- Параметри малих масштабів - маса, розміри, швидкість та інші характеристики молекул, атомів. Макропараметри –Параметри великих масштабів – маса, обсяг, тиск, температура фізичних тел.
Р
Z = 2 N
визначення частинок ідеального газу за двома половинками судини:
Число можливих станівZпри числі частинокNзнаходиться за формулою
Ч
Z = N! / n!∙(N-n)!
сло способів реалізації стануn/ (N – n) знаходиться за формулою
Аналіз відповідей призводить до висновку - найбільша ймовірність того, що молекули розподіляться по двох половин судин порівну.
Найбільш ймовірна швидкість -швидкість, якою володіє більшість молекул
Як обчислити середню швидкість молекул V ср = (V 1 ∙ N 1 + V 2 ∙ N 2 + V 3 ∙ N 3)/N. Середня швидкість зазвичай перевищує найімовірнішу.
Зв'язок: швидкість – енергія – температура. Е ср ~ Т.
Т
E=3 kT /2
емпературавизначає ступінь нагрітості тіла. Температура головна характеристикатіл, що перебувають у тепловій рівновазі. Теплова рівновагаколи між тілами немає теплообміну
Температура – міра середньої кінетичної енергії молекул газу.Зі збільшенням температури зростає швидкість дифузії, збільшується швидкість броунівського руху. Формула зв'язку середньої кінетичної енергії молекул і температури виражається формулою гдк k = 1,38∙10 -23 Дж/К – постійна Больцмана, що виражає співвідношення між Кельвіном та Джоулем як одиницями вимірювання температури.
Т
T=t+273.
ермодинамічна температура не може бути негативною.
Абсолютна шкала температур– шкала Кельвіна (273К – 373К).
Температурні шкали: Цельсія (0 про С – 100 про С), Фаренгейта (32 про Ф – 212 про Ф), Кельвіна (273К – 373К).
Швидкість теплового руху молекул: m 0 v 2 = 3 kT, v 2 = 3 kT / m 0 , v 2 = 3 kN A T / μ
Газові закони
Тиск – це макроскопічний параметр системи . Тиск чисельно дорівнює силі, що діє на одиницю поверхні перпендикулярно до цієї поверхні.P= F/ S. Вимірюється тиск у Паскалях (Па), атмосферах (атм.), барах (бар), мм.рт.ст. Тиск стовпа газу або рідини в полі тяжіння знаходиться за формулою P = ρgh, де ρ - густина газу або рідини, h - висота стовпа. У сполучених судинах однорідна рідина встановлюється на одному рівні. Відношення висот стовпів неоднорідних рідин до відношення їх щільностей.
Атмосферний тиск- Тиск, створюваний повітряною оболонкою Землі. Нормальний атмосферний тиск – 760 мм. або 1,01∙10 5 Па, чи 1 бар, чи 1 атм.
Тиск газу визначаєтьсячислом молекул, що вдарилися об стінку судини та їх швидкістю.
Середня арифметична швидкістьрух молекул газу дорівнює нулю, тому що переваги руху в якомусь певному напрямку немає в силу того, що рух молекул рівноймовірний по всіх напрямках. Тому для характеристики руху молекул береться середня квадратична швидкість. Середні квадрати швидкості по осям X, Y, Zміж собою рівні та становлять 1/3 середньої квадратичної швидкості.
Для одного молячи газу
Ізобари
Р 1
закон Гей-Люссака,
V = const - ізохорний процес,
Ізохори
V 1
закон Шарля.
Завдання: Завдання № 1 . Визначити повне число мікростанів шести частинок ідеального газу по двох половинах судини, не розділеної перегородкою. Чому дорівнює кількість способів реалізації станів 1/5, 2/4? При якому стані кількість способів реалізації буде максимальною?
Рішення. Z = 2 N = 2 6 = 64. Для стану 1/5 Z = N! / n!∙(N-n)! = 1∙2∙3∙4∙5∙6 / 1∙1∙2∙3∙4∙5= 6
Самостійно. Чому дорівнює кількість способів реалізації станів 2/4?
Завдання №2.Знайти число молекул у склянці води (m=200г). Рішення. N = m∙N A /μ = 0,2 ∙ 6,022∙10 23 / 18 ∙ 10 -3 =67∙ 10 23 .
Самостійно.Знайти число молекул у 2 г міді. Знайти число молекул в 1м3 Вуглекислий газСО 2 .
Завдання №3.На малюнку представлений замкнутий цикл у координатах P V. Які процеси відбувалися із газом? Як змінювалися макропараметри? Викреслити цю діаграму координатах VT.
З 
самостійновикреслити діаграму координатах PT.
|
P |
V |
T |
|
|
1-2 |
ув |
пост |
ув |
|
2-3 |
пост |
ув |
ув |
|
3-4 |
розум |
ув |
пост |
|
4-1 |
пост |
розум |
розум |
ешение.
Завдання №4."Магдебурзькі півкулі" розтягували 8 коней з кожного боку. Як зміниться сила тяги, якщо одну півкулю прикріпити до стіни, а іншу тягтимуть 16 коней?
З адача №5.Ідеальний газ чинить на стінки судини тиск 1,01 10 5 Па. Теплова швидкість молекул 500м/с. Знайти густину газу. (1,21 кг/м3). Рішення.. Розділимо на V обидві частини рівняння. Отримаємо
μ знайдемо з формули швидкості молекул
Завдання №6. Під яким тиском знаходиться кисень, якщо теплова швидкість молекул 550 м/с, а їх концентрація 10 25 м -3 ? (54кПа.) Рішення. P = nkT, R = N A k,P= n v 2 μ / 3 N A , Т знайдемо з формули
Завдання №7.Азот займає об'єм 1 л за нормального атмосферного тиску. Визначте енергію поступального руху молекул газу.
Рішення. Енергія однієї молекули E o = 5 kT / 2 , енергія всіх молекул у даному обсязі газу – E = N 5 kT / 2 = nV 5 kT / 2, P = nkT , E = 5 PV / 2 = 250 Дж.
Завдання № 8. Повітря складається із суміші азоту, кисню та аргону. Їх концентрації відповідно дорівнюють 7,8 ∙10 24 м -3 , 2,1 ∙ 10 24 м -3 , 10 23 м -3 . Середня кінетична енергія молекул суміші однакова і дорівнює 3 ∙10 -21 Дж. Знайдіть тиск повітря. (20кПа). Самостійно.
Завдання №9.Як зміниться тиск газу при зменшенні в 4 рази його об'єму та збільшенні температури в 1,5 раза? (Збільшиться у 6 разів). Самостійно.
Завдання №10.Тиск газу в люмінесцентної лампи 10 3 Па, а його температура 42 о С. Визначте концентрацію атомів у лампі. Оцініть середню відстань між молекулами.
(2,3∙10 23 м -3 , 16,3нм). Самостійно.
Завдання №11.Знайдіть об'єм одного моля ідеального газу будь-якого хімічного складуза нормальних умов. (22,4 л). Самостійно.
З адача №12. У посудині об'ємом 4л знаходяться молекулярний водень та гелій. Вважаючи гази ідеальними, знайдіть тиск газів у посудині за температури 20 о С, якщо їх маси відповідно дорівнюють 2г і 4г. (1226кПа).
Рішення. За законом Дальтона Р = Р 1 + Р 2 . Парціальний тиск кожного газу знайдемо за такою формулою. І водень, і гелій займають весь обсяг V = 4л.
Завдання № 13. Визначте глибину озера, якщо об'єм повітряної бульбашки подвоюється при підйомі з дна на поверхню. Температура бульбашки не встигає змінитись. (10,3 м).
Рішення. Процес ізотермічний P 1 V 1 = P 2 V 2
Тиск у бульбашці на поверхні води дорівнює атмосферному Р 2 = Р о Тиск на дні водоймища складається з тиску всередині бульбашки та тиску стовпа води Р 1 = Р о + ρ gh, де ρ = 1000кг/м 3 – густина води, h – глибина водойми. Р о = (Р о + ρ gh) V 1 / 2 V 1 = (Р о + ρ gh)/ 2
Завдання № 14. Циліндр розділений непроникною закріпленою перегородкою на дві частини, обсяги якої V1, V2. Тиск повітря цих частинах циліндра P 1 , P 2 відповідно. При знятті закріплення перегородка може рухатися як невагомий поршень. На скільки і в який бік зрушить перегородка?
Р
P 1 V 1
P 2 V 2
єшення . Якщо P 2 > P 1 Тиск в обох частинах
P 1 V 1 = P (V 1 -∆ V)
P 2 V 2 = P (V 2 + ∆ V)
циліндра встановиться однакове - Р. Процес ізотермічний.
Розділимо праві та ліві частини рівнянь один на одного. А потім розв'яжемо рівняння щодо ∆ V.
Відповідь: ((P 1 – P 2 ) V 1 V 2 )/(P 1 V 1 + P 2 V 2 .
Завдання № 15. Автомобільні шини накачані до тиску 2∙10 4 Па при температурі 7 про С. Через кілька годин після їзди температура повітря у шинах піднялася до 42 про С. Яким став тиск у шинах? (2,25∙10 4 Па). Самостійно.