Молекули побудовані з атомів. Молекула - це найменша частка речовини, що визначає її властивості та здатна до самостійного існування

О.С.ГАБРІЄЛЯН,
І.Г.ОСТРОУМОВ,
А.К.АХЛЕБІНІН

СТАРТ У ХІМІЮ

7 клас

Продовження. Початок див. у № 1, 2, 3/2006

Глава 1.
Хімія у центрі природознавства

(продовження)

§ 5. Хімія та фізика

До загальним питаннямхімії та фізики відносяться будова речовин та рух тих частинок, з яких речовини побудовані. Показово, що перші кроки у вивченні фізики ви робите, знайомлячись з молекулярно-кінетичною теорією, що має безпосереднє відношення як до фізики, так і до хімії.

Основне положення цієї теорії: речовини складаються з найдрібніших частинок. Це можуть бути молекули, атоми чи іони.

Молекула – це найдрібніша частка речовини, що визначає його властивості.З молекул складаються такі добре знайомі вам речовини, як вода та оцтова кислота, цукор та вуглекислий газ.

Більшість твердих речовин перебуває у кристалічному стані. Частинки речовини в кристалах розташовані в певному порядку. Якщо з'єднати їх уявними лініями, виходить правильна геометрична фігура, яка називається кристалічною решіткою. На рис. 34 представлені модель кристалічної решітки йоду та зразок цієї речовини. Ви думали, що йод – це рідина? Не слід плутати: у домашній аптечці є йодна настойка – розчин кристалічної речовини йоду в етиловому спирті. Подвійні кульки в моделі кристалічних ґрат – це і є молекули йоду I 2 .

Доказом того, що багато речовин складаються з молекул, може бути явище дифузії. Мимовільне поширення частинок однієї речовини між частинками іншої називається дифузією.

Явище дифузії можна пояснити тільки тим, що між молекулами речовини є проміжки, які можуть проникати молекули іншої речовини. Тому, наприклад, газоподібна речовина поширюється у повітрі без участі, тобто. мимовільно.

Приблизно те саме відбувається при розчиненні у воді цукру.

Явище дифузії доводить, що частинки, у тому числі складається речовина, перебувають у безперервному русі. Це зумовлює ще одне цікаве фізичне явище – броунівський рух.

Англійський ботанік Роберт Броун у 1827 р. вивчав будову пилку рослин. Спостерігаючи в мікроскоп за крупинками пилку в краплі води, учений з подивом помітив, що порошинки хаотично переміщаються, наче живі. Безладний рух дрібних частинок у рідкому чи газоподібному середовищі називається броунівським рухом.

Можливо, крупинки квіткового пилку справді можуть рухатися без сторонньої допомоги? Перевіримо це за допомогою лабораторного експерименту. Для цього вам знадобиться мікроскоп та трохи чорної туші.

Нанесіть на предметне скло краплю чистої води і за допомогою пензлика підфарбуйте її невеликою кількістю чорної туші, попередньо розведеною водою до світло-сірого кольору. Накрийте краплю покривним склом. Переміщаючи мікроскопний тубус, досягайте чіткого зображення. Ви побачите, як чорні частинки туші роблять мимовільний рух. Але ж їх точно не можна назвати живими! Такий досвід поставив видатний французький учений Ж.Б.Перрен. Він замалював рух частинок приблизно так, як показано на рис. 36.

Мал. 36. Броунівський рух частинок туші у воді

Досвід Перрена став ще одним переконливим доказом існування молекул. Він показав, що причина броунівського руху полягає в безперервному, ніколи не припиняється рух молекул рідини або газу. Вочевидь, що крупинки твердої речовини набагато більше молекул, які можна побачити в мікроскоп. Однак вони відчувають постійні зіткнення з молекулами рідини, що змушує їх переміщатися.

Молекули речовин складаються із ще дрібніших частинок – атомів. Атоми – це дрібні електронейтральні частки, у тому числі складаються молекули речовин.

Є речовини, які складаються не з молекул, та якщо з атомів. До них відносяться алмаз, графіт, кремній, кварц, сапфір та рубін. З окремих атомів складаються гази, які називають шляхетними (гелій, неон). Моделі кристалічних ґрат деяких речовин атомної будови та їх зразки зображені на рис. 37.

Багато речовин складаються не з молекул чи атомів, та якщо з іонів. Іони – це позитивно чи негативно заряджені частинки, що утворилися з атомів.Поварена сіль, сода, марганцівка - це речовини, що складаються з іонів.

Моделі кристалічних грат речовин іонної будови та зразки відповідних природних мінералів ви можете розглянути на рис. 38.

У попередньому експерименті ви спостерігали дифузію «ароматних» молекул у повітрі. Неважко побачити дифузію у водному розчині речовин, що складаються з іонів.

Мал. 39. Дифузія пофарбованих іонів речовини у водному розчині

На швидкість дифузії речовин істотно впливає температура. Попередній експеримент можна провести у двох судинах, один з яких помістити в холодильник, другий залишити у кімнаті. Як ви вважаєте, в якому з судин розчин стане однорідним швидше?

Таким чином, за складом розрізняють речовини молекулярної та немолекулярної будови.

1. Які частки називають молекулами, а які атомами?

2. Що таке дифузія? Як виявляється дифузія пахучих речовин? Чому ми відчуваємо запахи з відривом?

3. Що таке іони? Які речовини складаються з іонів? Чи характерна дифузія для таких речовин?

4. Що таке броунівський рух? Як досвідченим шляхом змоделювати броунівський рух? Що доводить цей рух?

5. Яке обладнання потрібно використовуватиме спостереження броунівського руху?

6. Візьміть півсклянки кип'яченої води та додайте чайну ложку цукру. Не перемішуючи вміст склянки, спробуйте воду на смак.

Поступово при розчиненні кристаликів цукру молекули цієї речовини проникають між молекулами води. Процеси розчинення та дифузії прискорюються при перемішуванні. Періодично спробуйте смак розчину. Як він змінюється?

§ 6. Агрегатні станиречовин

Одна й та сама речовина в залежності від умов може перебувати в кожному з трьох станів: газоподібному, рідкому та твердому. Такі стани прийнято називати агрегатними. Приклад: твердий агрегатний стан води – це лід, а також дуже невеликі кристалики, наприклад, сніжинки, які, однак, можуть бути спресовані у величезні брили – айсберги (рис. 40).

При температурі 0 °С лід починає плавитися і перетворюється на рідину (рис. 41). Подальше нагрівання призведе до того, що за 100 °С вода закипить і перейде в третій агрегатний стан - газоподібний. Часто ми називаємо цей стан пором, однак майте на увазі, що побачити воду в газоподібному стані не можна. Ті білясті «хмарки», які ми називаємо парою та появою яких супроводжується кипіння води, – це найдрібніші водяні крапельки. Скупчення таких крапельок в атмосфері є добре знайомими вам хмарами (рис. 42).

Більшість газоподібних речовин є безбарвними, побачити їх непросто. Гази приймають форму тієї судини, в якій вони знаходяться, а їх обсяг залежить від температури і тиску, а тому стискаються гази.

Газоподібні речовини тільки здаються такими «м'якими» та невагомими. За великих тисків це дуже потужна сила. Наприклад, за допомогою стисненого повітря зачиняються і відчиняються двері в автобусах, потік розпечених газів реактивного двигуна піднімає вгору літаки, купол парашута, обіймаючи пружне повітря, дозволяє плавно опуститися на землю не тільки парашутисту, а й космічному апарату з космонавтами.

"Невагомість" газів - поняття відносне. У цьому легко переконатись у простому досвіді.

Звичніше для нас переливати не гази, а рідини. Речовини в рідкому агрегатному стані набувають форми тієї посудини, в яку їх налили. Це одна з найважливіших властивостей рідини – плинність (рис. 43). Одні речовини більш текучи, вони швидко розтікаються плоскою поверхнею, наприклад, вода, спирт, бензин, ацетон. Різні рідини мають різну плинність. Крапля рідкого меду на склі не перетворюється на тонку плівку, і щоб змусити її текти, скло доведеться поставити майже вертикально.

Мал. 43. Плинність – важлива властивість рідин

На відміну від газів рідини практично стисливі. Якщо з розмаху грюкнути долонею по поверхні води, ефект буде таким самим, як при ударі по кришці столу.

При охолодженні рідкі речовини переходять у твердий агрегатний стан. Разом із рідиною зникає та її найважливіша властивість – плинність. Тверді тіла зберігають як свій об'єм (вони також майже стисливі), так і форму. У яку б ємність ви не пересипали кубики льоду з морозильника, вони так і залишаться кубиками, поки не розтануть (див. рис. 41).

Перехід речовин з одного агрегатного стану в інший, а також дифузію та броунівський рух відносять до фізичних явищ. Адже при цьому немає перетворень речовин, руйнування їх молекул.

Явища, у яких змінюються агрегатний стан речовини, форма чи розміри тіл, побудованих із цієї речовини, але зберігається його хімічний склад, називаються фізичними .

І все-таки більш правильно аналізувати агрегатний стан речовини, орієнтуючись не так на зовнішню форму, але в його внутрішню будову.

У газах відстань між молекулами дуже велика проти розмірами самих молекул. Саме тому гази легко стискаються. Молекули газоподібних речовин дуже слабо пов'язані один з одним, вони стикаються і розлітаються подібно до більярдних куль, не «зчіпляючись» між собою.

Повною протилежністю газам є тверді речовини, в яких частинки «вишикувалися» в строгому порядку, подібно до солдатів у строю. Така впорядкована будова, як ви вже знаєте, мають кристали. Сили взаємного тяжіння частинок такі великі, що відірвати одну від іншої дуже непросто.

Рідкі речовини – щось середнє між газами та кристалами, якщо брати до уваги відстань між частинками та їхнє взаємне тяжіння.

Існують речовини настільки в'язкі, що довго зберігають свою форму і не розтікаються. Отже, їх можна зарахувати до твердих речовин. Однак, подібно до звичайних рідин, розташування частинок у них не впорядковане. Такі речовини називають аморфними. До них відносяться бурштин, віск, скло, смоли, багато пластмас (рис. 44).

Як же відрізнити кристалічну речовину від аморфної? Якщо скло нагрівати, воно поступово розм'якшується, стає дедалі текучим, доки перетвориться на типову рідину. Це якраз і показує, що різкої межі між аморфними та рідкими речовинами немає. Кожна кристалічна речовина має певна температура(або точка) плавлення, при якій воно переходить з твердого стану рідке.

1. Назвіть три агрегатні стани речовини.

2. Як агрегатний стан води пов'язаний з її кругообігом?

3. Чим відрізняється будова газоподібної речовини від рідкої? Що спільного між газами та рідинами?

4. Що характеризує твердий стан речовини?

5. Які явища називають фізичними?

6. Наведіть приклади фізичних явищ, відомих вам з повсякденному життічи спостережень за природними явищами.

7. Чим відрізняються тверді кристалічні речовини від твердих аморфних? Наведіть приклади тих та інших, відомих вам із повсякденного життя.

8. Порожню пластикову пляшкущільно закрийте пробкою та поставте в холодильник. Буквально за хвилину ви побачите, що стінки пляшки втягнулися всередину, ніби хтось відкачав із неї частину повітря. Чому так сталося? Чи набуде пляшка колишню форму, якщо її вийняти з холодильника?

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: - "Який 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-якої з них окремо людина існувати б не змогла. 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 молекултерпінеол. 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 у хвойних деревах і надає повітрю 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 фізичне значення і 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 властивостіречовин 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 реакційатом 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 формула виражає склад молекули, якщо речовина має молекулярну будову, або є лише формульною одиницею речовини, якщо молекули цієї речовини немає.

Молекулярна структура речовини. Швидкість газових молекул.

1. 
   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.
2. 
   Молекула- Найдрібніша частка речовини, що зберігає властивості цієї речовини.
3. 
   Атоми- Найменша частка хімічного елемента. З атомів складаються молекули.
4. 
   Молекули постійно рухаються. Доказом цього є дифузія- Явлення проникнення молекул однієї речовини в іншу. Дифузія відбувається і в газах, і в рідинах, і твердих тілах. Зі збільшенням температури швидкість дифузії збільшується. Відкритий Броуном рух частинок фарби у розчині названо броунівським рухомі також доводить рух молекул.
5. 
   Будова атома. Атом складається із позитивно зарядженого ядра, навколо якого обертаються електрони.
6. 
   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.
7. 
   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.
8. 
   Кількість речовинивизначається числом молекул. Міль – одиниця виміру кількості речовини. Міль- Кількість речовини, маса якого, виражена в грамах, чисельно дорівнює відносної 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.
9. 
   Число молейвизначається формулами : ν = m / μ , ν = N / N A , ν = V / V 0 .
10. 
    Основна модель МКТ- Сукупність рухомих і взаємодіючих між собою молекул речовини. Агрегатні стани речовини.
    1. 
       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.
    2. 
       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).
    3. 
       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.
       
    4. 
       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.
11. 
    Фазові переходи:пароутворення, конденсація, сублімація, плавлення, кристалізація.
12. 
    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.
13. 
    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.

1. 
   Найбільш ймовірна швидкість -швидкість, якою володіє більшість молекул
2. 
   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.
3. 
   Зв'язок: швидкість – енергія – температура. Е ср ~ Т.
4. 
   Т
   E=3 kT /2
   емпературавизначає ступінь нагрітості тіла. Температура головна характеристикатіл, що перебувають у тепловій рівновазі. Теплова рівновагаколи між тілами немає теплообміну
5. 
   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).

1. 
   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

1. 
   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.
2. 
   Атмосферний тиск- Тиск, створюваний повітряною оболонкою Землі. Нормальний атмосферний тиск - 760 мм. або 1,01∙10 5 Па, чи 1 бар, чи 1 атм.
3. 
   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,

1. 
   V = const - ізохорний процес,

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 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.

Р
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 в даному обсязігазу – 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 та 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 люмінесцентній лампі 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 в шинах піднялася до 42 про С. Яким став тиск у шинах? (2,25∙10 4 Па). Самостійно.

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 засобів може розпадатися на окремі атоми. Молекули благородних газів, гелію тощо одноатомні; найскладніші … Філософська енциклопедія

Ексимер, генонема, епісома, хромосома, мікрочастинка, 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…