отворен физика
Основните разпоредби на ILC
Молекулно кинетичната теория нарича теория на структурата и свойствата на вещества на базата на представянето на съществуването на атоми и молекули, като най-малките частици химикали.
В основата на молекулно-кинетичната теория се базира на три основни точки:
Всички вещества - течни, твърди и газообразни - са оформени на минута частици - молекули, които са се състои от атоми ( "елементарни молекули"). Молекулите на химикала могат да бъдат прости или сложни, т.е. се състои от един или повече атоми. Молекули и атоми са електрически неутрални частици. При определени условия, молекули и атоми могат да придобият допълнителен електрически заряд и да се превърне в положителни или отрицателни йони.
Атоми и молекули са в постоянен случаен движение.
Частиците взаимодействат един с друг сили с електрическо естество. Гравитационно взаимодействие между частиците е незначително.
Брауново траекторията на частиците
Най-забележителната експериментално потвърждаване на представителства на молекулно-кинетичната теория на случаен движение на атомите и молекулите е брауново движение. Тази топлинна движение на малки микроскопични частици, суспендирани в течност или газ. Той беше открит от английския ботаник Р. Браун през 1827 брауново частици се движат под влиянието на хаотични сблъсъци на молекули. Поради случайния топлинна движение на молекулите, тези удари никога няма да анулират взаимно. В резултат на това скоростта на Брауновото частиците на случаен принцип варира по сила и посока, и неговата траектория е сложен зигзагообразна крива (Фиг. 3.1.1). Теорията на Брауново движение е създадена от Алберт Айнщайн през 1905 г. експериментално теорията на Айнщайн е била потвърдена при опити на френския физик Жан Перин. извършва в 1908-1911 години.
Основният извод на теорията на Айнщайн е, че на площада на изместването
Това съотношение се изразява така наречената дифузия закона. Както следва от теорията на коефициент на пропорционалност D нараства монотонно с повишаване на температурата.
Непрекъснато случаен движение на молекулите на веществото е видно в други лесно забележим явление - дифузия. Дифузията е явлението на проникване на две или повече вещества в контакт един с друг. Най-бързият процес протича в газа, ако тя не е еднаква в състава. Дифузионни води до образуването на хомогенна смес от компоненти, независимо плътност. По този начин, ако плавателният съд от две части, разделени с преграда, са кислород и Н 2О 2 са водород. след отстраняване на дяла започва проникване технологични газове един в друг, което води до образуването на експлозивна смес - детониращ газ. Този процес протича в случая, когато светлината газ (водород) е в горната половина на кораба, и по-тежки (vislorod) - в дъното.
Значително по-бавно поток подобни процеси в течности. На проникване на две различни течности в един от друг, разтваряне на твърди вещества в течности (например, захар във вода) и образуване на хомогенни разтвори - примери дифузионни процеси в течности.
На практика дифузията на течности и газове маскиран бързо смесване, например, поради появата на конвекционни потоци.
На бавния процес дифузия среща в твърди вещества. Въпреки това, експериментите показват, че добър контакт третирани повърхности на два метала чрез дълго време във всяка от открити други метални атоми.
Разпространение и брауново движение - свързани явления. Проникване вещества в контакт помежду си и произволно движение на минута частици, суспендирани в течност или газ, се дължат на хаотично топлинно движение на молекули.
Силите между две молекули, в зависимост от разстоянието между тях. Молекулите са сложни пространствена структура, съдържаща и двете положителни и отрицателни заряди. Ако разстоянието между молекулите е достатъчно голям, тогава доминиран от силите на междумолекулни атракция. На малки разстояния сили на отблъскване преобладават. В зависимост от получената сила F Ef и потенциалната енергия на взаимодействие между молекули на разстоянието между центровете им е качествено показано на фиг. 3.1.2. На разстояние г = r0 сила на взаимодействие изчезва. Това разстояние може да бъде конвенционално приема като диаметърът на молекулата. Потенциалната енергия на взаимодействие, когато R = r0 минимална. За да премахнете една от друга две молекули на r0 разстояние. трябва да ги информира за допълнителна енергия E0. Количеството Е0 е дълбочината на потенциал кладенеца или свързващата енергия.
F взаимодействието сила и потенциалната енергия на взаимодействие между две молекули EF. F> 0 - една отблъскваща сила, F <0 – сила притяжения
Молекулите са изключително малки по размер. Обикновено едновалентни молекули имат размери от порядъка на 10 -10 m. Комплекс многоатомни молекули могат да имат размери на стотици или хиляди пъти по-голям.
Безредно хаотично движение на молекули се нарича топлинна движение. Кинетичната енергия на термично движение се увеличава с повишаване на температурата. При ниски температури, средната кинетична енергия на молекулата може да бъде по-малко от дълбочината на потенциал E0 добре. В този случай, молекули кондензира в течност или твърдо вещество; където средното разстояние между молекулите е приблизително равна на r0. С повишаване на температурата, средната кинетичната енергия на молекулите е по-голяма от Е0. лети молекула и произвежда газообразно вещество.
В твърди вещества, молекулите извършват случайни флуктуации около фиксирани точки (равновесни точки). Тези центрове могат да бъдат подредени по неправилен начин в пространството (аморфна тялото) или подобни форми, подредени структури (кристални твърди вещества) (вж. §3.6).
В течности, молекули имат много по-голяма свобода за термично движение. Те не са обвързани с конкретни центрове и може да бъде преместен през целия обем. Това обяснява потока на течности. В близко разположени течност молекула може също да образуват подредени структури, съдържащи множество молекули. Това се нарича малък обхват, за разлика от порядъка на далечни разстояния. характеристика на кристални твърди вещества.
Разстоянието между молекулите на газа обикновено е много по-голяма от техния размер. Взаимодействие сили между молекули на такива големи разстояния е малък, и всяка молекула се движи по права линия до следващия сблъсък с друга молекула или с стената на съда. Средното разстояние между въздушните молекули при нормални условия от порядъка на 10 -8 m. R. Е. десетки пъти по-голяма от молекули. Слабото взаимодействие между молекули обяснява способността на газове да се разшири и да запълни целия обем на съда. В срока, когато взаимодействието клони към нула, стигаме до идеята за идеален газ.
Kinetic модел на идеален газ
В молекулно-кинетичната теория на количество от веществото се счита за пропорционална на броя на частици. Единичните количества от вещества, наречени мол (мол).
Mol - количество вещество, съдържащ същото количество частици (молекули), тъй като има атоми въглерод-12 0,012 кг въглероден С Молекулата се състои от единичен атом.
По този начин, един мол от всяко вещество съдържа същия брой частици (молекули). Този номер се нарича константа на Авогадро NA. NA = 6,02ċ10 23 мола -1.
Числото на Авогадро - един от най-важните константи в теорията на молекулно-кинетичната.
Количеството вещество ν се определя като броя N на частиците (молекули) на веществото за NA Авогадро постоянна. ν = N N А.
Тегло на един мол от вещество, наречено моларна маса М. моларна маса m0 е равна на произведението на масата на единична молекула на веществото на Авогадро постоянна: М = NA С m0.
Моларен маса се изразява в килограми за мол (кг / мол). За вещества, молекулите от които се състоят от единичен атом, често използван термин атомна маса.
На единица маса на атомите и молекулите приет 1/12 маса изотоп на въглеродните атоми от 12 ° С (с масов номер 12). Това се нарича единица за атомна маса (ае m ...): 1а. д. т. = 1,66ċ10 -27 кг.
Тази стойност е почти равна на масата на протона или неутрона. Масовото съотношение на атом или молекула на веществото 1/12 масата на въглерод 12 С се нарича относителна маса.