blank

Модели строения газов, жидкостей и твёрдых тел. Тепловое движение атомов и молекул вещества.

В данной статье мы переходим к изучению нового раздела ЕГЭ по физике, называемого молекулярной физикой. А конкретно рассмотрим следующие темы:

— Модели строения газов, жидкостей и твёрдых тел;

— Взаимодействие частиц вещества;

— Диффузия. Броуновское движение.

Существуют многие примеры явлений природы, понять которые можно, применив знания о строении вещества. К таким явлениям можно отнести процесс нагревания и охлаждения тела, преобразование вещества из одного состояния в другое, образование тумана и так далее.

Молекулярно-кинетическая теория

blank

Перейдём к рассмотрению молекулярно-кинетической теории строения вещества. Она состоит из трёх моделей:

1. Все вещества состоят из частиц с промежутками. Такие вещества представляют собой молекулы, атомы и ионы. Доказательством здесь являются факты, которые были установлены в процессе наблюдений и экспериментов. К этим фактам относят сжимаемость тел, растворимость веществ в жидкостях и так далее. Например, если добавите небольшую каплю краски в стакан с водой, можно заметить, что вода в стакане окрасится в соответствующий цвет краски. Если каплю, содержащуюся в окрашенной воде, переместить в другой стакан с прозрачной водой, то можно наблюдать процесс окрашивания воды в стакане. Если повторять этот процесс снова и снова, то вода будет с каждым разом терять насыщенность цвета. Это обусловлено тем, что капля краски делится на определённые частицы. Исходя из этого наблюдения, можно сделать вывод о том, что тела включают в себя определённые частицы малых размеров.

Вышеописанные частицы называют молекулами (молекулы сохраняют химические свойства вещества).

Молекулы являются обладателями маленьких размеров. Их не предоставляется возможны рассмотреть невооружённым глазом. Диаметр крупных молекул составляет 10^-8 см, например, в одном кубическом сантиметре воздуха содержится 27 * 10^18 молекул.

Ровно также, как и размер молекул, их масса является малой. Например, одна молекула водорода весит 3,3 * 10^-24 г. или 3,3 * 10^-27 кг, а одна молекула воды – 3 * 10^-26 кг. Масса молекул одного и того же вещества является одинаковой. На нашем этапе времени размер и масса молекул в различных веществах определены с высокой точностью.

Молекулы в свою очередь состоят из более маленьких частиц, получивших название — атомы. Например, возьмём молекулу воды, её можно разделить на кислород и водород. Получаем, что найденные молекулы являются другими веществами, обладающими свойствами, которые имеют отличия от воды. Разобрать молекулу воды по таким веществам возможно при проведении реакции, являющейся химической.

Атомом является частица вещества, как правило, она очень маленькая и не делится при проведении химической реакции.

Есть вещества, у которых молекулы содержат в себе атомы, являющиеся однородными. Например, рассмотрим молекулу водорода, она состоит из двух атомов водорода, а молекула кислорода включает в себя два атома кислорода. Также существуют вещества, состоящие не из молекул, а из атомов, это алюминий, железо, олово и другие.

Любое вещество, независимо от его получения, включает в себя одни и те же атомы. Например, рассматривая молекулу воды, которая была получена при таянии льда, будет содержать в себя два атома водорода и один – кислорода.

2. Молекулы находятся в непрерывном движении. Так как молекулы малого размера, невозможно наблюдать за их движением.

3. Молекулы имеет свойство взаимодействовать между собой с помощью сил притяжения и отталкивания. При проведении наблюдений, было выяснено, что тела не имеют свойства распадаться на молекулы. Например, существуют твёрдые тела, которые будет сложно сломать, как правило, это палка, металлические прутья. Сжать газы намного легче, но для требуются определённые усилия.

Молекулы имеют свойство притягиваться друг к другу, так как не всем телам свойственно распадаться. Такое притяжение, называют взаимным. Если рассматривать два цилиндра из свинца, прижимать их по отношению друг к другу и резко отпустить, то они резко разъединятся. Силы притяжения между молекулами действуют на малых расстояниях. Такие расстояния соответствуют примерным размерам молекулы. Например, если собрать по осколкам разбитую чашку, она не будет вновь целой.

Также между молекулами есть силы отталкивания, они не дают молекулам притягиваться. Это обусловлено тем, что тела трудно поддаются сжать. А при растяжении какого-либо тела пружина, являющаяся сжатой, снова возвращается в исходную форму. Это происходит по причине того, что при сжатии молекулы притягиваются, а силы отталкивания, которые действуют между ними, становятся большими. Такие силы превращают пружину в исходное состояние.

Таким образом, мы рассмотрели одну из тем, встречающихся на ЕГЭ по физике, тему моделей строения газов, жидкостей и твёрдых тел. Для дополнительного разбора темы вы можете посмотреть видеоуроки ЕГЭ по физике, они размещены на нашем сайте.

Далее переходим к рассмотрению следующих тем.

Известно, что атомы и молекулы постоянно движутся непрерывно и хаотично. При это, гравитационное воздействие между частицами является малым.

blank

Броуновское движение

Броуновское движение было открыто в 1827 году английским учёным Р. Броуном, это движение является наиболее наглядным примером, подтверждающим представления о молекулярно-кинетической теории движения атомов и молекул. Броуновским называют тепловое движение маленьких частиц в виде жидкостей и газов, их можно рассмотреть с помощью микроскопа. На движение частиц оказывают влияние удары молекул. Вследствие хаотичного движения, удары не могут уравновешивать друг друга. Поэтому скорость частиц изменяется по модулям и направлениям, при этом, траектория является зигзагообразной кривой.

Хаотичное движение молекул можно наблюдать в явлении диффузии.

Диффузия – явление, при котором несколько веществ проникают друг в друга. Считают, что в газе этот процесс происходит за короткий промежуток времени. Завершающим действием диффузии является образование однородной смеси из разной плотности компонентов. Также известно, что процесс диффузии является медленным у твёрдых тел. У них колебания молекул замечены в центрах, являющихся фиксированными. Такие центры называют атмосферными телами, и располагаться они могут в пространстве разными образами. Также они могут образовывать кристаллические тела, такими телами называют объёмные упорядоченные структуры.

Броуновское движение и диффузия являются схожими явлениями, так как проникновение соприкасающихся веществ друг в друга и их хаотичное движение происходит вследствие теплового движения молекул.

Тепловым движением называют беспорядочное движение молекул. С увеличением температуры также большей становится кинетическая энергия.

Таким образом, мы рассмотрели ещё несколько важных тем из раздела ЕГЭ, касающихся молекулярной физики, основные определения понятий и их характеристики. Для того, чтобы понять, какие задания включает в себя данный раздел, рекомендуем просмотреть демоверсии ЕГЭ по физике, после изучения теоретического материала, а также просмотра дополнительный заданий, вы будете готовы к сдаче экзамена.

Оставить Комментарий