Osnovni principi molekularne kinetičke strukture prezentacije materije. Osnovni principi molekularne kinetičke teorije (MKT) Dimenzije molekula. Masa molekula. Količina supstance Difuzija. Brownovo kretanje. A) Molekularno kinetička teorija

Slajd 13

Količina supstance

U jedinici mase, 1 kilogram tvari, nalazi se različit broj strukturnih jedinica - atoma, molekula. Ovaj broj čestica zavisi od vrste supstance.

A u jediničnoj količini supstance - 1 mol, postoji

isti broj čestica.

Aluminijum

N=2,21025 atoma

N=31024 atoma

N=3,31025 molekula

N = 61023 atoma

N = 61023 atoma

N = 61023 molekula

Aluminijum

Slajd 14

KOLIČINA SUPSTANCE

U molekularnom kinetička teorija količina supstance se općenito smatra proporcionalnom broju čestica. Jedinica za količinu supstance naziva se mol (mol).

Mol je količina tvari koja sadrži isti broj čestica (molekula) koliko ima atoma u 0,012 kg ugljika 12C.

Basic

odredbe

Slajd reproducira trodimenzionalnu sliku površine silikona dobijenu pomoću mikroskopa atomske sile.

MKT

Molekularno kinetička teorija

• proučavanje strukture i svojstava materije zasnovano na ideji postojanja atoma i molekula kao najmanjih čestica hemijske supstance.
• Leukip i Demokrit - 400. pne
• M. V. Lomonosov - XVIII vek. “Uzrok toplote i hladnoće”, “O rotacionom kretanju korpuskula”.

Iz pjesme “O prirodi stvari” Tita Lukrecija Kara, 1. dio

Principi stvari su stoga jednostavni i gusti,

Biti čvrsto stisnut kohezijom najsitnijih delova,

Ali ne kao akumulacija pojedinačnih čestica,

I odlikuje se svojom vječnom jednostavnošću.

I ništa im se ne može oduzeti, niti se priroda može smanjiti

To više ne dozvoljava, čuvajući sjeme za stvari.

Ako ne, onda neće ništa manje

Najmanje tijelo se sastoji od beskonačnih dijelova:

Pola uvek ima svoju drugu polovinu,

I nigdje neće biti granica za podjelu.

Kako ćete onda razlikovati najmanju stvar od svemira?

Apsolutno, vjerujte, ništa. Jer iako nema

Univerzumu nema kraja, ali i najmanje stvari

One će se podjednako sastojati od beskonačnih delova.

Zdrav razum, međutim, poriče da se u to može vjerovati

Možda naš um, a morate priznati da je neizbježan

Postojanje onoga što je potpuno nedeljivo, bića

U suštini najmanji. I ako postoji,

Mora se priznati da su originalna tijela gusta i vječna.

Kad bi, konačno, sve bila priroda, stvaranje stvari,

Natjerao ga da se ponovo podijeli na male komadiće,

Opet, nikad ništa nije mogla oživjeti.

Uostalom, nešto što ne sadrži nikakve dijelove u sebi,

Ne postoji apsolutno ništa što proizvodi materiju

Morate imati: kombinacije različitih težina,

Svakakvi pokreti, šokovi, od kojih stvari nastaju.

Atom i molekul

• ATOM –

• MOLEKULA - najmanja stabilna čestica supstance ,

najmanja čestica hemijski element ,

koji je nosilac njegovih hemijskih svojstava.

poseduju sva hemijska svojstva

i koji se sastoji od identičnih (jednostavna supstanca) ili različitih (složena supstanca) atoma ujedinjenih hemijskim vezama.

Potrebno je jasno razlikovati pojmove atom i molekul. Na primjer, čisti metali nemaju molekularnu strukturu: ne možete govoriti o „molekulu aluminijuma“, samo o atomu (itd.) Atom ima hemijska svojstva elementa, a molekul ima svojstva supstance.

Tri glavne odredbe ICT-a:

• Sve tvari - tekuće, čvrste i plinovite - formirane su od sićušnih čestica - molekula, koje se same sastoje od atoma.
• Atomi i molekuli su u neprekidnom haotičnom kretanju.
• Čestice međusobno djeluju silama koje su električne prirode.

Važnost atomsko-molekularne teorije

Ako se, kao rezultat neke globalne katastrofe, sve nakupilo naučna saznanja bila bi uništena, a samo jedna fraza bi se prenijela budućim generacijama živih bića, koja bi izjava, sastavljena od najmanje riječi, donijela najviše informacija? Vjerujem da je ovo atomska hipoteza: Sva tijela su napravljena od atoma - malih tijela koja su u neprekidnom kretanju, privlače se na maloj udaljenosti, ali se odbijaju ako se jedno od njih pritisne bliže drugom. Ova fraza... sadrži nevjerovatnu količinu informacija o svijetu, samo trebate primijeniti malo mašte i malo obzira na to.

R. Feynman. Predavanja iz fizike, tom 1, str

ZNAČAJ STATISTIČKE MEHANIKE

• Objašnjenje prirodnih fenomena: difuzija, površinski napon, termičko širenje tijela itd.

• Predviđanje novih svojstava materijala.
• Izračuni fizičke karakteristike tela: toplotni kapaciteti, pritisak gasa itd.
• Opravdanje empirijskih zakona idealan gas.

STATISTIČKA MEHANIKA

koji se sastoji

od velikog broja

Brownovo kretanje

Difuzija

Izoprocesi

Difuzija

• fenomen prodiranja čestica jedne supstance u prostore između čestica druge.
• Brzina difuzije zavisi od temperature i stanja supstance (brže u gasovima).

Uloga u prirodi, tehnologiji

1. Ishrana biljaka iz tla.

2. U ljudskim i životinjskim organizmima apsorpcija hranljivih materija se odvija kroz zidove organa za varenje.

3. Rad njušnih organa.

4. Cementiranje.

Potrebne demonstracije: difuzija u gasovima, tečnostima, čvrstim materijama. Ovisnost brzine difuzije o temperaturi.

Pitanja za diskusiju o modelu: razlozi difuzije, objašnjenje zavisnosti brzine difuzije od agregacionog stanja i temperature, mogući načini ubrzavanja i usporavanja difuzije.

Putanja Brownove čestice.

• Otkrio R. Brown (1827).

• Teoriju su stvorili A. Einstein i M. Smoluchowski (1905).

• Teorija je eksperimentalno potvrđena u eksperimentima J. Perrina (1908–1911).

Brownovo kretanje - nasumično kretanje malih čestica suspendovanih u tečnosti ili gasu, koje nastaje pod uticajem toplotnog kretanja molekula.

Brownove čestice se kreću pod utjecajem slučajnih sudara molekula. Zbog haotičnog toplotnog kretanja molekula, ovi udari nikada ne balansiraju jedan drugog. Potrebno je jasno pokazati učenicima da su toplotno kretanje molekula supstance i Brownovo kretanje različite pojave.

Iz pjesme “O prirodi stvari” Tita Lukrecija Kara, 2. dio

Da biste bolje razumjeli da su glavna tijela ** nemirna

Uvijek u vječnom pokretu, zapamtite da nema dna

Univerzum nema nigdje, a originalna tijela ostaju

Nigdje na mjestu, pošto nema kraja niti ograničenja prostoru,

Ako je neizmjerno i prostire se na sve strane,

Kao što sam već detaljno dokazao na razumnoj osnovi.

Jednom kada se to uspostavi, onda će iskonska tijela, naravno,

Nema mira nigde u ogromnoj praznini.

Naprotiv: stalno vođen različitim pokretima,

Neki od njih lete daleko, sudaraju se jedni s drugima,

Neki od njih se raspršuju samo na kratke udaljenosti.

Malo je onih koji imaju bližu međusobnu koheziju

I razdvojiti se na beznačajne udaljenosti,

po složenosti samih njihovih figura, čvrsto upletenih,

Snažni korijeni kamenja i tijela formiraju željezo

Uporni, kao i sve ove vrste,

drugi, u malom broju, plutaju u ogromnoj praznini,

okreću se i beže daleko nazad

Razmak je dug. Od ovih rijetka

Vazduh i sunčeva svetlost isporučuju nam briljantno.

Mnogi, štaviše, lebde u ogromnoj praznini

One koje se bacaju od stvari kombinacija i opet

Nismo se još mogli kombinirati s drugima u pokretu.

Slika ovoga što sam sada opisao i izgled

Ovo se dešava uvek pred nama i pred našim očima.

Pogledajte ovo: kad god prođe sunčeva svjetlost

Svojim zracima seče kroz tamu u naše domove,

Mnoga mala tijela u praznini, vidjet ćete, trepere,

Oni jure napred-nazad u blistavom sjaju svetlosti;

Kao da se u vječnoj borbi bore u bitkama i bitkama

Iznenada hrle u bitke u odredima, ne znajući mira,

Ili se približavaju, ili se opet stalno razlijeću.

Možete li shvatiti iz ovoga koliko neumorno

Poreklo stvari je u metežu u ogromnoj praznini.

Ovako pomažu da se razumiju velike stvari

Male stvari, navodeći načine da ih shvatite.

Boyleov zakon - Mariotte Boyle-Mariotteov zakon kaže da je proizvod apsolutnog tlaka plina i njegove specifične zapremine u izotermnom procesu (na konstantnoj temperaturi) postoji konstantna vrijednost: pv = konst . Gay-Lussacov zakon kaže da kada konstantan pritisak (izobar Gay-Lussacov zakon ny proces) specifična zapremina gasovite supstance (zapremina konstantne mase gasa) promjene direktno proporcionalne promjeni apsolutnih temperatura: v 1 /v 2 = T 1 /T 2 . Charlesov zakon Charlesov zakon, koji se ponekad naziva i drugi Gay-Lussacov zakon, kaže da se, uz konstantnu specifičnu zapreminu, apsolutni pritisci gasa mijenjaju u direktnoj proporciji s promjenom apsolutnih temperatura: str 1 /str 2 = T 1 /T 2 .

Avogadrov zakon Avogadrov zakon kaže da svi gasovi na istom pritisku i temperaturi sadrže isti broj molekula u jednakim zapreminama. Iz ovog zakona proizilazi da su mase dva jednaka volumena različitih plinova s ​​molekularnim masama μ 1 I μ 2 jednaki su redom: M 1 = m 1 N I M 2 = m 2 N , Daltonov zakon Radni fluid koji se koristi u termodinamičkim postrojenjima obično je mješavina nekoliko plinova. Na primjer, u motorima s unutrašnjim sagorijevanjem sastav produkata izgaranja, koji su radna tekućina, uključuje vodonik, kisik, dušik, ugljični monoksid, ugljen-dioksid, vodene pare i nekih drugih gasovitih materija. R cm = str 1 + str 2 + str 3 + ... + r n = Σ R i , Mendeljejev - Klejperonova jednačina Ako su obje strane jednadžbe stanja idealnog plina (Cliperon jednadžbe) pomnožite sa masom gasa M , dobijamo sljedeći izraz: pvM = MRT ,

Jednačina stanja idealnog gasa(Ponekad Mendeljejev - Klapejronova jednačina ili Clapeyronova jednadžba) - formula koja uspostavlja odnos između pritiska, molarne zapremine i apsolutne temperature idealnog gasa. Jednačina ima oblik: PVm=RT, gdje je P tlak, Vm molarni volumen, R je univerzalna plinska konstanta ( R= 8,3144598(48) J ⁄ (mol∙K)) T - apsolutna temperatura, K.

Gasna konstanta - univerzalna fizička konstanta R, jednačina ulaznog stanja 1 prosjačenje idealan gas: pv = RT(cm. Clapeyronova jednadžba) , Gdje R - pritisak, v- volumen, T - apsolutna temperatura. G.p. ima fizičko značenje rada ekspanzije 1 mola idealnog gasa pod konstantnim pritiskom kada se zagrije za 1°. S druge strane, razlika u molarnim toplinskim kapacitetima (vidi. Toplotni kapacitet) pri konstantnom pritisku i konstantnoj zapremini sri - c v = R(za sve visoko razrijeđene plinove). G.p. se obično izražava brojčano u sljedećim jedinicama: J/deg-mol.. 8,3143 ± 0,0012 (1964) erg/deg-mol.. .8,314-10 7 cal/deg-mol.. 1,986 l atm/deg-mol.. 82.05-10 -3 Univerzalni GP, koji se ne odnosi na 1 mol, već na 1 molekul, naziva se Boltzmannova konstanta (vidi. Boltzmannova konstanta).

Robert Brown(Smeđa, smeđa) 21.XII.1773–10.VI.1858

• engleski botaničar. Brownove morfološke i embriološke studije su imale veliki značaj izgraditi prirodni biljni sistem. Otkrio embrionsku vrećicu u jajnoj stanici, utvrdio glavnu razliku između kritosjemenjača i golosjemenjača; otkrili arhegoniju u plodovima četinara. Po prvi put je ispravno opisao jezgro u biljnim ćelijama.

• On je 1827. otkrio nasumično kretanje malih (veličine nekoliko mikrometara ili manje) čestica suspendiranih u tekućini ili plinu i opisao složene cik-cak putanje.

Einstein Albert (14.III.1879–18.IV.1955)

• Teorijski fizičar, jedan od osnivača moderne fizike. Rođen u Njemačkoj, od 1893. živi u Švicarskoj, a 1933. emigrira u SAD. Tvorac teorije relativnosti, teorije fotoelektričnog efekta itd. nobelova nagrada 1921

1905. prvi ozbiljniji naučni rad, posvećen Brownovom kretanju: “O kretanju čestica suspendiranih u tekućini koja miruje, što je rezultat molekularne kinetičke teorije.”

Smoluchowski Marian (28.5.1872 – 5.9.1917)

• Poljski fizičar. Glavni radovi iz molekularne fizike i termodinamike. On je teorijski potkrijepio fenomen temperaturnog skoka na granici plin-čvrsto tijelo, pokazao ograničenja klasičnog tumačenja drugog zakona termodinamike, ustanovio zakone fluktuacije ravnotežnih stanja itd.

Godine 1905 - 06. Na osnovu kinetičkog zakona raspodjele energije stvorio je teoriju Brownovog kretanja, čime je dokazana valjanost kinetičke teorije topline.

Perrin(Perrin) Jean Baptiste (30.IX.1870–17.IV.1942)

• francuski fizičar. Dokazano je da su katodne zrake tok nabijenih čestica. Proučavao je elektrokinetičke pojave i predložio uređaj za proučavanje elektroosmoze (1904). Ustanovljena je bimolekularna struktura tankih filmova sapuna. Zajedno sa svojim sinom F. Perinom proučavao je fenomen fluorescencije. Nobelova nagrada (1926).

Perrinov rad na proučavanju Brownovog kretanja pružio je eksperimentalnu potvrdu teorije Einstein–Smoluchowskog; omogućili su Perinu da dobije vrijednost za Avogadrov broj koja se dobro slaže s vrijednostima dobivenim drugim metodama i da konačno dokaže stvarnost molekula.

Razlog: udari molekula tekućine na česticu ne kompenziraju jedni druge. Priroda kretanja ovisi o vrsti tekućine, veličini i obliku čestica i temperaturi. Brownovo kretanje je nasumično kontinuirano kretanje sićušnih čestica čvrstog tijela suspendovanih u tekućini ili plinu pod utjecajem molekula tekućine ili plina. Priroda kretanja ovisi o vrsti tekućine, veličini i obliku čestica temperaturu. R. Brown 1827

Relativna molekulska (ili atomska) masa supstance M r je omjer mase molekule (ili atoma) m 0 date supstance i 1/12 mase atoma ugljika m 0C M r (H 2 O) = 2 1 + 16 = 18 a.u. Izračunajmo M r vode H 2 O (za ovo koristimo periodni sistem) Mendeljejev jedinica atomske mase (amu) 1,66 kg

Jedan mol je količina tvari koja sadrži isti broj molekula ili atoma koliko ima atoma u ugljiku težine 12 g. 1 mol bilo koje tvari sadrži isti broj atoma ili molekula. Ovaj broj atoma se označava kao N A i naziva se Avogadrova konstanta u čast italijanskog naučnika (19. vek). N A = 6·10 23 mol -1

Da biste koristili preglede prezentacija, kreirajte Google račun i prijavite se na njega: https://accounts.google.com

Naslovi slajdova:

Tema časa: Osnovni principi molekularne kinetičke teorije i

MKT molekularno kinetička teorija objašnjava fizičke pojave i svojstva tijela sa stanovišta njihove unutrašnje mikroskopske strukture.

Na časovima fizike izučavaju se fizičke pojave: mehaničke, električne, optičke. U svijetu oko nas česte su i termalne pojave. Toplotne pojave proučava molekularna fizika.

1. Molekularna fizika Molekularna fizika ispituje strukturu i svojstva materije na osnovu MCT.

2. Iz istorije razvoja MCT-a Temelj MCT-a je atomistička hipoteza: sva tijela u prirodi sastoje se od najmanjih strukturnih jedinica – atoma i molekula. Period Scientist Theory prije 2500 godina D r. Grčka Leukip, Demokrit iz Abdere nastao je u 18. veku. M.V. Lomonosov, istaknuti ruski naučnik i enciklopedista, smatrao je termalne pojave kao rezultat kretanja čestica koje formiraju tijela iz 19. u radovima evropskih naučnika to je konačno formulisano

M.V. Lomonosov Robert Brown Jean Baptiste Perrin

Osnovne odredbe IKT I. Sve supstance se sastoje od sitnih čestica (molekula, atoma)

Iako je postojanje molekula i atoma odavno utvrđeno i čak su određene njihove veličine. Tek 1945 A.A. Lebedev je pomoću “elektronskog mikroskopa” koji omogućava pregled objekata vrlo malih dimenzija uspio fotografirati neke velike proteinske molekule (albumin).

Molekula supstance je najmanja čestica date supstance. Molekule se sastoje od još manjih čestica - atoma.

Molekula je najmanja čestica supstance. Dimenzije molekula su zanemarljive.

Svaka supstanca ima specifičnu vrstu molekula. Za različite tvari, molekule se mogu sastojati od jednog atoma (inertni plinovi), nekoliko identičnih ili različitih atoma, ili čak stotine hiljada atoma (polimera). Molekule različitih supstanci mogu imati oblik trokuta, piramide i drugih. geometrijski oblici, i također biti linearna.

3. Osnovne odredbe MCT I. Sve supstance se sastoje od čestica Eksperimenti: Mehaničko drobljenje Otapanje materije Kompresija i rastezanje tela Pri zagrevanju tela se šire Elektronski i jonski mikroskopi Čestice molekule atomi elektroni jezgro neutroni protoni

Osnovne odredbe IKT II. Čestice se kreću kontinuirano i haotično Eksperimenti: Difuziono Brownovo kretanje

Difuzija Difuzija je proces međusobnog i spontanog prodiranja različitih supstanci jedne u drugu, uzrokovan toplinskim kretanjem molekula. Difuzija se javlja u: gasovima, tečnostima, čvrstim materijama. Molekulska brzina: V gas > V tečnost > V čvrsta materija

Difuzija

Difuzija

Difuzija

Zašto se menja zapremina tela? (hipoteza)

Kada se zagreje, zapremina tela se povećava, a kada se ohladi, smanjuje se: čvrsti tečni gas

Braunovo kretanje (Robert Brown 1827) Braunovo kretanje je toplotno, nasumično kretanje čestica suspendovanih u tečnosti ili gasu.

Razlog: udari molekula tečnosti na česticu ne kompenzuju jedan drugog. Priroda kretanja ovisi o vrsti tekućine, veličini i obliku čestica i temperaturi. Brownova čestica

III. Čestice, u interakciji jedna s drugom, privlače i odbijaju, odnosno između njih postoje sile privlačenja i odbijanja Eksperimenti: Vezivanje Vlaženje Čvrste tvari i tekućine teško se komprimiraju

Kada ne bi postojale privlačne sile između molekula, tada bi tvar bila u plinovitom stanju pod bilo kojim uvjetima samo zahvaljujući privlačnim silama molekule se mogu držati jedna blizu druge i formirati tekućine; čvrste materije. Da nema odbojnih sila, onda bismo lako prstom mogli probiti debelu čeličnu ploču. Štaviše, bez ispoljavanja odbojnih sila, materija ne bi mogla postojati. Molekuli bi prodirali jedan u drugi i skupili se na zapreminu jednog molekula.

Interakcija molekula r 0 = d F pr = F od 2. r 0 d F pr > F od r 0 - udaljenost između centara čestica d - zbir polumjera čestica u interakciji

Osnovne odredbe MCT Materija se sastoji od sićušnih čestica Čestice materije se kreću kontinuirano haotično Čestice materije međusobno deluju

Molekuli različitih supstanci međusobno djeluju različito. Interakcija ovisi o vrsti molekula i udaljenosti između njih. Ovo objašnjava prisustvo različitih agregatnih stanja supstanci (tečno, čvrsto, gasovito)

Čestice materije se kreću neprekidno i nasumično.

Agregatna stanja materije čvrst tečni gas led voda para

Kontrola Na kojoj se fizičkoj pojavi zasniva proces soljenja povrća, ribe i mesa? U kom slučaju se proces odvija brže - ako je slanica hladna ili vruća? Na čemu se zasniva konzerviranje voća i povrća? Zašto slatki sirup ima ukus voća tokom vremena? Zašto šećer i drugu poroznu hranu ne bi trebalo čuvati u blizini mirisnih supstanci?

Domaći zadatak Popunite tabelu Stanje agregacije supstance Udaljenost između čestica Interakcija čestica Priroda kretanja čestica Redosled rasporeda čestica Očuvanje oblika i zapremine