Molecular physics – isang sangay ng pisika na nag-aaral ng mga pisikal na katangian ng mga katawan sa iba't ibang estado ng pagsasama-sama batay sa pagsasaalang-alang sa kanilang molecular structure, ang mga puwersa ng interaksyon sa pagitan ng mga particle na bumubuo sa katawan, at ang likas na katangian ng thermal motion ng mga particle na ito.

Maraming pag-aaral na isinagawa ng mga siyentipikong ito ang naging posible na magbalangkas ang pangunahing probisyon ng molecular kinetic theory - MKT.

Ipinapaliwanag ng MKT ang istruktura at katangian ng mga katawan batay sa mga batas ng paggalaw at pakikipag-ugnayan ng mga molekula na bumubuo sa mga katawan .

Ang MCT ay batay sa tatlong mahahalagang probisyon, na kinumpirma sa eksperimento at teoretikal.

1. Ang lahat ng mga katawan ay binubuo ng pinakamaliit na mga particle - mga atomo, mga molekula, na kinabibilangan ng kahit na mas maliit na mga elementarya na particle (mga electron, proton, neutron). Ang istraktura ng anumang substance ay discrete (discontinuous).
2. Ang mga atomo at molekula ng bagay ay palaging nasa tuluy-tuloy na magulong paggalaw.
3. Sa pagitan ng mga particle ng anumang sangkap ay may mga puwersa ng pakikipag-ugnayan - pagkahumaling at pagtanggi. Ang likas na katangian ng mga puwersang ito ay electromagnetic.

Ang mga probisyong ito ay nakumpirma sa empirically.

Pang-eksperimentong pagpapatibay ng unang posisyon.

Ang lahat ng katawan ay binubuo ng maliliit na particle. Una, ito ay napatunayan ng posibilidad ng paghahati ng bagay (lahat ng katawan ay maaaring hatiin sa mga bahagi).

Ang pinaka-kapansin-pansin na eksperimentong kumpirmasyon ng mga ideya ng molecular kinetic theory tungkol sa random na paggalaw ng mga atomo at molekula ay Brownian motion.

Natuklasan ito ng English botanist na si R. Brown (1827). Noong 1827, ang Ingles Ang botanist na si Brown, na pinag-aaralan ang panloob na istraktura ng mga halaman gamit ang isang mikroskopyo, ay natuklasan na ang mga particle ng solid matter sa isang likidong daluyan ay gumagawa ng tuluy-tuloy na magulong paggalaw.

Ang thermal motion ng mga particle na nasuspinde sa isang likido (o gas) ay tinatawagBrownian motion.

Ang mga particle ng Brownian ay gumagalaw sa ilalim ng impluwensya ng mga random na banggaan ng mga molekula. Dahil sa magulong thermal motion ng mga molekula, ang mga epektong ito ay hindi kailanman nagbabalanse sa isa't isa. Bilang resulta, ang bilis ng isang Brownian particle ay random na nagbabago sa magnitude at direksyon, at ang trajectory nito ay isang kumplikadong zigzag curve. Ang teorya ng Brownian motion ay nilikha ni A. Einstein (1905). Ang teorya ni Einstein ay eksperimento na nakumpirma sa mga eksperimento ng French physicist na si J. Perrin (1908–1911).

Ang dahilan ng Brownian motion ay ang tuluy-tuloy na magulong paggalaw ng mga molekula ng likido o gas, na, random na tumama sa isang particle mula sa lahat ng panig, itinatakda ito sa paggalaw. Ang dahilan para sa Brownian motion ng isang particle ay ang mga epekto ng mga molecule dito ay hindi nabayaran. Nangangahulugan ito na ang Brownian motion ay isa ring eksperimental na pagpapatunay ng ika-2 posisyon ng MKT.

Ang patuloy na paggalaw ng mga molekula ng anumang sangkap (solid, likido, gas) ay nakumpirma ng maraming mga eksperimento sa pagsasabog.

sa pamamagitan ng pagsasabogtinatawag na kababalaghan ng kusang pagtagos ng mga molekula ng isang sangkap sa mga puwang sa pagitan ng mga molekula ng isa pa. Yung. ito ay ang kusang paghahalo ng mga sangkap.

Kung ang isang mabangong sangkap (pabango) ay dinala sa silid, pagkatapos ng ilang sandali ang amoy ng sangkap na ito ay kumakalat sa buong silid. Ipinapahiwatig nito na ang mga molekula ng isang sangkap na walang impluwensya ng mga panlabas na puwersa ay tumagos sa isa pa. Ang pagsasabog ay sinusunod sa parehong mga likido at solid.

Kapag pinag-aaralan ang istraktura ng bagay, natagpuan na ang mga kaakit-akit at nakakasuklam na pwersa, na tinatawag na mga puwersa ng molekular, ay kumikilos nang sabay-sabay sa pagitan ng mga molekula. Ito ay mga electromagnetic na pwersa.

Ang kakayahan ng mga solido na labanan ang pag-uunat, ang mga espesyal na katangian ng likidong ibabaw ay humantong sa konklusyon na mayroon kaakit-akit na pwersa.

Ang mababang compressibility ng napakasiksik na mga gas at lalo na ang mga likido at solid ay nangangahulugan na mayroon salungat na pwersa.

Ang mga puwersang ito ay kumikilos nang sabay-sabay. Kung hindi ito ang kaso, kung gayon ang mga katawan ay hindi magiging matatag: sila ay madudurog sa mga particle o magkakadikit.

Intermolecular na pakikipag-ugnayan ay ang pakikipag-ugnayan ng mga de-koryenteng neutral na molekula at mga atomo.

Ang mga puwersa na kumikilos sa pagitan ng dalawang molekula ay nakasalalay sa distansya sa pagitan nila. Ang mga molekula ay mga kumplikadong spatial na istruktura na naglalaman ng parehong positibo at negatibong mga singil. Kung ang distansya sa pagitan ng mga molekula ay sapat na malaki, kung gayon ang mga puwersa ng intermolecular attraction ay nangingibabaw. Sa maikling distansya, nangingibabaw ang mga salungat na pwersa. Nagresultang mga dependency ng puwersa F at potensyal na enerhiya Ep Ang mga pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga molekula sa distansya sa pagitan ng kanilang mga sentro ay qualitatively na inilalarawan sa figure. Sa ilang distansya r = r 0, ang puwersa ng pakikipag-ugnayan ay naglalaho. Ang distansyang ito ay maaaring kunin na may kondisyon bilang diameter ng molekula. Potensyal na enerhiya ng pakikipag-ugnayan sa r = r 0 ang pinakamababa. Upang alisin ang dalawang molekula na nasa layo mula sa isa't isa r 0 , kailangan mong bigyan sila ng karagdagang enerhiya E 0 . Halaga E 0 ang tinatawag lalim ng potensyal na balon o nagbubuklod na enerhiya .

Sa pagitan ng mga electron ng isang molekula at ng nuclei ng isa pa, kumikilos ang mga kaakit-akit na pwersa, na karaniwang itinuturing na negatibo (ibabang bahagi ng graph). Kasabay nito, kumikilos ang mga salungat na puwersa sa pagitan ng mga electron ng mga molekula at ng kanilang nuclei, na may kondisyong itinuturing na positibo (itaas na bahagi ng graph). Sa layo na katumbas ng laki ng mga molekula, ang nagresultang puwersa ay zero, i.e. ang mga kaakit-akit na pwersa ay nagbabalanse sa mga puwersang salungat. Ito ang pinaka-matatag na pag-aayos ng mga molekula. Habang tumataas ang distansya, ang pagkahumaling ay lumampas sa puwersang salungat; habang bumababa ang distansya sa pagitan ng mga molekula, kabaliktaran.

Ang mga atomo at molekula ay nakikipag-ugnayan at samakatuwid ay mayroon potensyal na enerhiya.

Ang mga atom at molekula ay patuloy na gumagalaw, at samakatuwid ay mayroonkinetic energy.

Mass at laki ng mga molekula

Karamihan sa mga sangkap ay binubuo ng mga molekula, samakatuwid, upang maipaliwanag ang mga katangian ng mga macroscopic na bagay, ipaliwanag at mahulaan ang mga phenomena, mahalagang malaman ang mga pangunahing katangian ng mga molekula.

molekulatinatawag na pinakamaliit na stable na particle ng isang partikular na substance, na may mga pangunahing katangian ng kemikal.

Ang isang molekula ay binubuo ng mas maliliit na particle na tinatawag na atoms, na kung saan ay binubuo ng mga electron at nuclei.

atompangalanan ang pinakamaliit na particle ng isang ibinigay na elemento ng kemikal.

Mga laki ng molekula napakaliit.

Ang pagkakasunud-sunod ng magnitude ng diameter ng molekula ay 1 * 10 - 8 cm = 1 * 10 - 10 m

Ang pagkakasunud-sunod ng magnitude ng dami ng isang molekula ay 1 * 10 - 20 m 3

Ang katotohanan na ang mga sukat ng mga molekula ay maliit ay maaari ding hatulan mula sa karanasan. Sa 1 litro (m 3) ng purong tubig ay magpapalabnaw tayo ng 1 m 3 ng berdeng tinta, magpapalabnaw tayo ng tinta ng 1,000,000 beses. Makikita natin na ang solusyon ay may berdeng kulay at sa parehong oras ay homogenous. Iminumungkahi nito na kahit na natunaw ng 1,000,000 beses, mayroong isang malaking bilang ng mga molekula ng pangulay sa tubig. Ipinapakita ng eksperimentong ito kung gaano kaliit ang mga sukat ng mga molekula.

Ang 1 cm 3 ng tubig ay naglalaman ng 3.7 * 10 -8 molecule.

Ang pagkakasunud-sunod ng magnitude ng masa ng mga molekula ay 1 * 10 -23 g \u003d 1 * 10 -26 kg

Sa molecular physics, kaugalian na makilala ang mga masa ng mga atom at molekula hindi sa pamamagitan ng kanilang mga ganap na halaga (sa kg), ngunit sa pamamagitan ng mga kamag-anak na walang sukat na mga halaga ng kamag-anak na atomic mass at kamag-anak na molekular na masa.

Sa pamamagitan ng internasyonal na kasunduan, ang 1/12 ng masa ng carbon isotope 12 C (m 0C) ay kinuha bilang isang yunit ng atomic mass m 0 :

m 0 \u003d 1/12 m 0С \u003d 1.66 * 10 -27

Kamag-anak na molekular na timbang maaaring matukoy kung ang ganap na halaga ng masa ng molekula (m mol sa kg) ay nahahati sa yunit ng atomic mass.

M 0 \u003d m mol / 1/12 m 0С

Relative molecular (atomic) mass ng isang substance (mula sa periodic table)

7 14 N Nitrogen M 0 N = 14 M 0 N 2 = 28

Ang kamag-anak na bilang ng mga atomo o molekula na nakapaloob sa isang sangkap ay nailalarawan sa pamamagitan ng pisikal na dami na tinatawag na dami ng sangkap.

Dami ng substanceע – ay ang ratio ng bilang ng mga molekula (mga atomo)Nsa ilalim ng macroscopic body sa bilang ng mga molecule sa 0.012 kg ng carbonN A

Ang halaga ng isang sangkap ay ipinahayag sa mga moles

Isang nunalito ang dami ng isang substance kung saan mayroong kasing daming molecules (atoms) na kasing dami ng atoms sa 0.012 kg ng carbon.

Ang isang nunal ng anumang sangkap ay naglalaman ng parehong bilang ng mga molekula. Ang numerong ito ay tinatawag pare-pareho ang AvogadroN A\u003d 6.02 * 10 23 mol -1

Ang masa ng isang nunal ng isang sangkap ay tinatawag molar mass.

Ang bilang ng mga molekula sa isang naibigay na masa ng isang sangkap:

Mass ng isang substance (anumang dami ng substance):

Pagpapasiya ng molar mass:

Resource ng video: Mass of molecules. Ang dami ng substance.

(youtube)bfPw9aZJVqk&list=PLhOzgnnk_5jyM6NXfLniX5sX3rZTrpoea&index=18(/youtube)

Ang konsepto ng temperatura ay isa sa pinakamahalaga sa molecular physics.

Temperatura ay isang pisikal na dami na nagpapakilala sa antas ng pag-init ng mga katawan.

Ang random na random na paggalaw ng mga molekula ay tinatawagthermal motion.

Ang kinetic energy ng thermal motion ay tumataas sa pagtaas ng temperatura. Sa mababang temperatura, ang average na kinetic energy ng isang molekula ay maaaring maliit. Sa kasong ito, ang mga molekula ay nagpapalapot sa isang likido o solid; sa kasong ito, ang average na distansya sa pagitan ng mga molekula ay magiging humigit-kumulang katumbas ng diameter ng molekula. Habang tumataas ang temperatura, ang average na kinetic energy ng molekula ay nagiging mas malaki, ang mga molekula ay lumilipad, at ang isang gas na sangkap ay nabuo.

Ang konsepto ng temperatura ay malapit na nauugnay sa konsepto ng thermal equilibrium. Ang mga katawan na nakikipag-ugnayan sa isa't isa ay maaaring makipagpalitan ng enerhiya. Ang enerhiya na inilipat mula sa isang katawan patungo sa isa pa sa pamamagitan ng thermal contact ay tinatawag dami ng init.

Isaalang-alang ang isang halimbawa. Kung maglalagay ka ng pinainit na metal sa yelo, ang yelo ay magsisimulang matunaw, at ang metal ay lalamig hanggang sa maging pareho ang temperatura ng mga katawan. Sa pakikipag-ugnay sa pagitan ng dalawang katawan ng magkakaibang temperatura, nangyayari ang palitan ng init, bilang isang resulta kung saan bumababa ang enerhiya ng metal, at ang enerhiya ng yelo ay tumataas.

Ang enerhiya sa panahon ng paglipat ng init ay palaging inililipat mula sa isang katawan na may mas mataas na temperatura patungo sa isang katawan na may mas mababang temperatura. Sa huli, ang isang estado ng sistema ng mga katawan ay nagtatakda, kung saan walang magiging pagpapalitan ng init sa pagitan ng mga katawan ng sistema. Ang ganitong estado ay tinatawag thermal equilibrium.

Thermal equilibrium– ito ay isang estado ng isang sistema ng mga katawan sa thermal contact, kung saan walang paglipat ng init mula sa isang katawan patungo sa isa pa, at ang lahat ng mga macroscopic na parameter ng mga katawan ay nananatiling hindi nagbabago.

Temperatura– ito ay isang pisikal na parameter na pareho para sa lahat ng mga katawan sa thermal equilibrium. Ang posibilidad ng pagpapakilala ng konsepto ng temperatura ay sumusunod sa karanasan at tinatawag na zeroth law ng thermodynamics.

Ang mga katawan sa thermal equilibrium ay may parehong temperatura.

Upang sukatin ang mga temperatura, ang katangian ng isang likido upang baguhin ang volume kapag pinainit (at pinalamig) ay kadalasang ginagamit.

Ang instrumento na ginagamit sa pagsukat ng temperatura ay tinatawag nathermometer.

Upang lumikha ng isang thermometer, kinakailangang pumili ng isang thermometric substance (halimbawa, mercury, alkohol) at isang thermometric na dami na nagpapakilala sa ari-arian ng sangkap (halimbawa, ang haba ng isang mercury o haligi ng alkohol). Ang iba't ibang disenyo ng mga thermometer ay gumagamit ng iba't ibang pisikal na katangian ng isang substansiya (halimbawa, isang pagbabago sa mga linear na sukat ng mga solido o isang pagbabago sa electrical resistance ng mga conductor kapag pinainit). Dapat i-calibrate ang mga thermometer. Upang gawin ito, dinadala sila sa thermal contact sa mga katawan na ang mga temperatura ay itinuturing na ibinigay. Kadalasan, ang mga simpleng natural na sistema ay ginagamit kung saan ang temperatura ay nananatiling hindi nagbabago, sa kabila ng pagpapalitan ng init sa kapaligiran - ito ay isang pinaghalong yelo at tubig at isang pinaghalong tubig at singaw kapag kumukulo sa normal na presyon ng atmospera.

Ordinaryo likidong thermometer ay binubuo ng isang maliit na tangke ng salamin na kung saan ay nakakabit ng isang glass tube na may makitid na panloob na channel. Ang reservoir at bahagi ng tubo ay puno ng mercury. Ang temperatura ng daluyan kung saan ang thermometer ay nahuhulog ay tinutukoy ng posisyon ng itaas na antas ng mercury sa tubo. Ang mga dibisyon sa iskala ay napagkasunduan na ilapat bilang mga sumusunod. Ang numero 0 ay inilalagay sa lugar ng sukat kung saan ang antas ng likidong haligi ay nakatakda kapag ang thermometer ay ibinaba sa natutunaw na niyebe (yelo), ang numero 100 ay inilalagay sa lugar kung saan ang antas ng likidong haligi ay nakatakda kapag ang thermometer ay nahuhulog sa singaw ng tubig na kumukulo sa normal na presyon (10 5 Pa). Ang distansya sa pagitan ng mga markang ito ay nahahati sa 100 pantay na bahagi na tinatawag na digri. Ang ganitong paraan ng paghahati ng sukat ay ipinakilala ng Celsius. Ang Celsius degree ay tinutukoy bilang ºС.

Sa pamamagitan ng temperatura sukat ng Celsius Ang temperatura ng pagkatunaw ng yelo ay itinalagang 0 °C, at ang kumukulong punto ng tubig ay 100 °C. Ang pagbabago sa haba ng likidong column sa mga capillary ng thermometer ng isandaang bahagi ng haba sa pagitan ng mga markang 0 °C at 100 °C ay ipinapalagay na 1 °C.

Sa isang bilang ng mga bansa (USA) ito ay malawakang ginagamit Fahrenheit (T F), kung saan ang nagyeyelong temperatura ng tubig ay ipinapalagay na 32 °F, at ang kumukulo na punto ng tubig ay 212 °F. Dahil dito,

Mga thermometer ng mercury ginagamit upang sukatin ang temperatura sa saklaw mula -30 ºС hanggang +800 ºС. Kasama ni likido mercury at alcohol thermometer ang ginagamit elektrikal at gas mga thermometer.

Electrical thermometer - resistance thermometer - ginagamit nito ang pagtitiwala ng paglaban ng metal sa temperatura.

Ang isang espesyal na lugar sa pisika ay inookupahan gas thermometer , kung saan ang thermometric substance ay isang rarefied gas (helium, air) sa isang sisidlan ng pare-pareho ang volume ( V= const), at ang thermometric na dami ay ang presyon ng gas p. Ipinapakita ng karanasan na ang presyon ng gas (sa V= const) tumataas sa pagtaas ng temperatura na sinusukat sa Celsius.

Upang i-calibrate ang isang constant volume gas thermometer, ang presyon ay maaaring masukat sa dalawang temperatura (hal. 0 °C at 100 °C), mga tuldok p 0 at p 100 sa tsart, at pagkatapos ay gumuhit ng tuwid na linya sa pagitan nila. Gamit ang calibration curve kaya nakuha, ang mga temperatura na naaayon sa iba pang mga pressure ay maaaring matukoy.

Ang mga thermometer ng gas ay napakalaki at hindi maginhawa para sa praktikal na paggamit: ginagamit ang mga ito bilang pamantayan ng katumpakan para sa pag-calibrate ng iba pang mga thermometer.

Ang mga pagbabasa ng mga thermometer na puno ng iba't ibang mga thermometric na katawan ay karaniwang medyo naiiba. Upang tumpak na matukoy ang temperatura ay hindi nakasalalay sa sangkap na pumupuno sa thermometer, ipinakilala namin thermodynamic na sukat ng temperatura.

Upang ipakilala ito, isaalang-alang kung paano nakasalalay ang presyon ng isang gas sa temperatura kapag ang masa at dami nito ay nananatiling pare-pareho.

Thermodynamic na sukat ng temperatura. Ganap na zero.

Kumuha tayo ng isang saradong sisidlan na may gas, at painitin natin ito, sa una ay inilalagay ito sa natutunaw na yelo. Tinutukoy namin ang temperatura ng gas t gamit ang isang thermometer, at ang presyon p na may isang manometer. Habang tumataas ang temperatura ng isang gas, tataas ang presyon nito. Ang pag-asa na ito ay natagpuan ng French physicist na si Charles. Ang isang balangkas ng p versus t batay sa karanasang ito ay isang tuwid na linya.

Kung ipagpapatuloy natin ang graph sa rehiyon ng mababang presyon, matutukoy natin ang ilang "hypothetical" na temperatura kung saan ang presyon ng gas ay magiging katumbas ng zero. Ipinapakita ng karanasan na ang temperaturang ito ay -273.15 °C at hindi nakadepende sa mga katangian ng gas. Imposibleng eksperimento na makuha sa pamamagitan ng paglamig ng isang gas sa isang estado na may zero na presyon, dahil sa napakababang temperatura ang lahat ng mga gas ay pumasa sa likido o solidong estado. Ang presyon ng isang perpektong gas ay tinutukoy ng mga epekto ng random na paglipat ng mga molekula sa mga dingding ng sisidlan. Nangangahulugan ito na ang pagbaba ng presyon sa panahon ng paglamig ng gas ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng pagbaba sa average na enerhiya ng translational motion ng mga molekula ng gas E; ang presyon ng gas ay magiging zero kapag ang enerhiya ng translational motion ng mga molekula ay naging zero.

Ang Ingles na physicist na si W. Kelvin (Thomson) ay naglagay ng ideya na ang nakuhang halaga ng absolute zero ay tumutugma sa pagtigil ng translational motion ng mga molekula ng lahat ng mga sangkap. Ang mga temperatura sa ibaba ng absolute zero ay hindi maaaring umiral sa kalikasan. Ito ang limitasyon ng temperatura kung saan ang presyon ng isang ideal na gas ay zero.

Ang temperatura kung saan dapat huminto ang paggalaw ng pagsasalin ng mga molekula ay tinatawagganap na zero ( o zero Kelvin).

Iminungkahi ni Kelvin noong 1848 ang paggamit ng punto ng zero na presyon ng gas upang makabuo ng bagong sukat ng temperatura - thermodynamic na sukat ng temperatura(Kelvin scale). Ang temperatura ng absolute zero ay kinuha bilang reference point sa scale na ito.

Sa sistema ng SI, ang yunit ng sukat para sa temperatura sa sukat ng Kelvin ay tinatawag kelvin at tinutukoy ng titik K.

Ang laki ng degree na Kelvin ay tinutukoy upang ito ay tumutugma sa degree na Celsius, i.e. Ang 1K ay tumutugma sa 1ºС.

Ang temperaturang sinusukat sa thermodynamic temperature scale ay may denote na T. Ito ay tinatawag ganap na temperatura o thermodynamic na temperatura.

Ang sukat ng temperatura ng Kelvin ay tinatawag ganap na sukat ng temperatura . Ito ay lumalabas na pinaka-maginhawa sa pagbuo ng mga pisikal na teorya.

Bilang karagdagan sa punto ng zero na presyon ng gas, na tinatawag na ganap na zero na temperatura , sapat na upang tanggapin ang isa pang nakapirming reference point. Sa sukat ng Kelvin, ang puntong ito ay triple point na temperatura ng tubig(0.01 °C), kung saan ang lahat ng tatlong yugto ay nasa thermal equilibrium - yelo, tubig at singaw. Sa sukat ng Kelvin, ang temperatura ng triple point ay ipinapalagay na 273.16 K.

Relasyon sa pagitan ng absolute temperature at scale temperature Celsius ay ipinahayag ng pormula T = 273.16 +t, kung saan ang t ay ang temperatura sa degrees Celsius.

Mas madalas na ginagamit nila ang tinatayang formula T \u003d 273 + t at t \u003d T - 273

Ang ganap na temperatura ay hindi maaaring negatibo.

Ang temperatura ng gas ay isang sukatan ng average na kinetic energy ng molecular motion.

Sa mga eksperimento ni Charles, natagpuan ang pag-asa ng p sa t. Ang parehong relasyon ay magiging sa pagitan ng p at T: i.e. sa pagitan ng p at T ay direktang proporsyonal.

Sa isang banda, ang presyon ng gas ay direktang proporsyonal sa temperatura nito, sa kabilang banda, alam na natin na ang presyon ng gas ay direktang proporsyonal sa average na kinetic energy ng translational motion ng mga molekula E (p = 2/3*E *n). Kaya ang E ay direktang proporsyonal sa T.

Ang German scientist na si Boltzmann ay iminungkahi na ipakilala ang proportionality factor (3/2)k sa dependence ng E sa T

E = (3/2)kT

Mula sa formula na ito ay sinusundan iyon ang average na halaga ng kinetic energy ng translational motion ng mga molekula ay hindi nakasalalay sa likas na katangian ng gas, ngunit tinutukoy lamang ng temperatura nito.

Dahil E \u003d m * v 2 / 2, pagkatapos ay m * v 2 / 2 \u003d (3/2) kT

kung saan ang root-mean-square velocity ng mga molekula ng gas

Ang pare-parehong halaga k ay tinatawag Ang pare-pareho ni Boltzmann.

Sa SI, mayroon itong halaga k = 1.38 * 10 -23 J / K

Kung papalitan natin ang halaga ng E sa formula p \u003d 2/3 * E * n, pagkatapos ay makakakuha tayo ng p = 2/3*(3/2)kT* n, pagbabawas, nakukuha natin p = n* k*T

Ang presyon ng isang gas ay hindi nakasalalay sa likas na katangian nito, ngunit tinutukoy lamang ng konsentrasyon ng mga molekulanat temperatura ng gas T.

Ang ratio p = 2/3*E*n ay nagtatatag ng ugnayan sa pagitan ng mikroskopiko (natutukoy ang mga halaga gamit ang mga kalkulasyon) at macroscopic (maaaring matukoy ang mga halaga mula sa mga pagbabasa ng instrumento) na mga parameter ng gas, kaya karaniwang tinatawag itong ang pangunahing equation ng molecular - kinetic theory ng mga gas.

DEPINISYON

Ang equation na pinagbabatayan ng molecular kinetic theory ay nag-uugnay sa mga macroscopic na dami na naglalarawan (halimbawa, pressure) sa mga parameter ng mga molekula nito (at ang kanilang mga tulin). Ang equation na ito ay mukhang:

Dito, ay ang masa ng isang molekula ng gas, ay ang konsentrasyon ng naturang mga particle sa bawat dami ng yunit, at ang average na parisukat ng molecular velocity.

Ang pangunahing equation ng MKT ay malinaw na nagpapaliwanag kung paano lumilikha ang isang perpektong gas sa mga pader ng sisidlan na nakapalibot dito. Ang mga molekula sa lahat ng oras ay tumatama sa dingding, na kumikilos dito sa isang tiyak na puwersa F. Dito dapat itong alalahanin: kapag ang isang molekula ay tumama sa isang bagay, isang puwersa -F ang kumikilos dito, bilang isang resulta kung saan ang molekula ay "tumatal" mula sa pader. Sa kasong ito, isinasaalang-alang namin na ang mga banggaan ng mga molekula sa dingding ay ganap na nababanat: ang mekanikal na enerhiya ng mga molekula at ang pader ay ganap na natipid nang hindi pumasa sa . Nangangahulugan ito na ang mga molekula lamang ang nagbabago sa panahon ng banggaan, at ang pag-init ng mga molekula at ang pader ay hindi nangyayari.

Alam na ang pagbangga sa dingding ay nababanat, maaari nating mahulaan kung paano magbabago ang bilis ng molekula pagkatapos ng banggaan. Ang velocity modulus ay mananatiling pareho tulad ng bago ang banggaan, at ang direksyon ng paggalaw ay magbabago sa kabaligtaran na may paggalang sa axis ng Ox (inapalagay namin na ang Ox ay ang axis na patayo sa dingding).

Mayroong maraming mga molekula ng gas, sila ay gumagalaw nang random at madalas na tumama sa dingding. Ang pagkakaroon ng natagpuan ang geometric na kabuuan ng mga puwersa kung saan ang bawat molekula ay kumikilos sa dingding, nalaman natin ang puwersa ng presyon ng gas. Upang i-average ang mga bilis ng mga molekula, kinakailangan na gumamit ng mga istatistikal na pamamaraan. Iyon ang dahilan kung bakit ginagamit ng pangunahing equation ng MKT ang average na parisukat ng molecular velocity, at hindi ang square ng average na bilis: ang average na bilis ng random na paglipat ng mga molekula ay zero, at sa kasong ito ay hindi tayo makakakuha ng anumang presyon.

Ngayon ang pisikal na kahulugan ng equation ay malinaw: mas maraming mga molekula ang nakapaloob sa dami, mas mabigat ang mga ito at mas mabilis silang gumagalaw, mas maraming presyon ang kanilang nilikha sa mga dingding ng sisidlan.

Pangunahing equation ng MKT para sa perpektong modelo ng gas

Dapat tandaan na ang pangunahing equation ng MKT ay nakuha para sa perpektong modelo ng gas na may naaangkop na mga pagpapalagay:

1. Ang mga banggaan ng mga molekula sa nakapalibot na mga bagay ay ganap na nababanat. Para sa mga totoong gas, hindi ito ganap na totoo; ang ilan sa mga molekula ay pumapasok pa rin sa panloob na enerhiya ng mga molekula at ng dingding.
2. Ang mga puwersa ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga molekula ay maaaring mapabayaan. Kung ang tunay na gas ay nasa mataas na presyon at medyo mababa ang temperatura, ang mga puwersang ito ay nagiging lubhang makabuluhan.
3. Itinuturing namin ang mga molekula bilang mga materyal na punto, na pinababayaan ang kanilang laki. Gayunpaman, ang mga sukat ng mga molekula ng mga totoong gas ay nakakaapekto sa distansya sa pagitan ng mga molekula mismo at ng dingding.
4. At, sa wakas, ang pangunahing equation ng MKT ay isinasaalang-alang ang isang homogenous na gas - at sa katotohanan ay madalas tayong makitungo sa mga mixtures ng mga gas. Gaya ng, .

Gayunpaman, para sa mga rarefied na gas, ang equation na ito ay nagbibigay ng napakatumpak na resulta. Bilang karagdagan, maraming mga tunay na gas sa temperatura ng silid at sa mga presyon na malapit sa atmospera ay halos kapareho sa mga katangian sa isang perpektong gas.

Tulad ng nalalaman mula sa mga batas, ang kinetic energy ng anumang katawan o particle. Ang pagpapalit ng produkto ng masa ng bawat isa sa mga particle at ang parisukat ng kanilang bilis sa equation na isinulat namin, maaari naming katawanin ito bilang:

Gayundin, ang kinetic energy ng mga molekula ng gas ay ipinahayag ng formula , na kadalasang ginagamit sa mga problema. Narito ang k ay ang pare-pareho ng Boltzmann, na nagtatatag ng ugnayan sa pagitan ng temperatura at enerhiya. k=1.38 10 -23 J/K.

Ang pangunahing equation ng MKT ay sumasailalim sa thermodynamics. Ginagamit din ito sa pagsasanay sa astronautics, cryogenics at neutron physics.

Mga halimbawa ng paglutas ng problema

HALIMBAWA 1

Mag-ehersisyo	Tukuyin ang bilis ng paggalaw ng mga particle ng hangin sa ilalim ng normal na mga kondisyon.
Solusyon	Ginagamit namin ang pangunahing equation ng MKT, isinasaalang-alang ang hangin bilang isang homogenous na gas. Dahil ang hangin ay talagang pinaghalong mga gas, ang solusyon sa problema ay hindi magiging ganap na tumpak. Presyon ng gas: Mapapansin natin na ang produkto ay isang gas, dahil ang n ay ang konsentrasyon ng mga molekula ng hangin (ang katumbas ng dami), at ang m ay ang masa ng molekula. Pagkatapos ang nakaraang equation ay magiging: Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ang presyon ay 10 5 Pa, ang density ng hangin ay 1.29 kg / m 3 - ang mga data na ito ay maaaring makuha mula sa reference na panitikan. Mula sa nakaraang expression ay nakakakuha tayo ng mga molekula ng hangin:
Sagot	MS

HALIMBAWA 2

Mag-ehersisyo	Tukuyin ang konsentrasyon ng mga homogenous na molekula ng gas sa temperatura na 300 K at 1 MPa. Isaalang-alang ang gas na perpekto.
Solusyon	Simulan natin ang solusyon ng problema sa pangunahing equation ng MKT: , pati na rin ang anumang materyal na particle: . Pagkatapos ang aming formula sa pagkalkula ay kukuha ng bahagyang naiibang anyo:

Mga pangunahing probisyon ng teoryang molekular-kinetic.

Ang Molecular-kinetic theory (MKT) ay tumatalakay sa pag-aaral ng mga katangian ng mga substance, batay sa mga ideya tungkol sa mga particle ng matter.

Ang ICT ay batay sa tatlong pangunahing prinsipyo:

1. Ang lahat ng mga sangkap ay binubuo ng mga particle - mga molekula, mga atomo at mga ion.

2. Ang mga particle ng matter ay patuloy at random na gumagalaw.

3. Ang mga particle ng bagay ay nakikipag-ugnayan sa isa't isa.

Ang random (magulo) na paggalaw ng mga atomo at molekula sa isang sangkap ay tinatawag na thermal movement, dahil ang bilis ng paggalaw ng mga particle ay tumataas sa pagtaas ng temperatura. Ang pang-eksperimentong pagkumpirma ng tuluy-tuloy na paggalaw ng mga atomo at molekula sa bagay ay Brownian motion at diffusion.

Mga partikulo ng bagay.

Ang lahat ng mga sangkap at katawan sa kalikasan ay binubuo ng mga atomo at molekula - mga grupo ng mga atomo. Ang ganitong malalaking katawan ay tinatawag na macroscopic. Ang mga atomo at molekula ay mga mikroskopikong katawan. Ginagawang posible ng mga makabagong instrumento (ion projector, tunneling microscope) na makakita ng mga larawan ng mga indibidwal na atomo at molekula.
Ang batayan ng istraktura ng bagay ay mga atomo. Ang mga atomo ay mayroon ding isang kumplikadong istraktura, binubuo sila ng mga elementarya na particle - mga proton, neutron, na bahagi ng nucleus ng isang atom, mga electron, at iba pang elementarya na mga particle.
Ang mga atom ay maaaring pagsamahin sa mga molekula, at maaaring mayroong mga sangkap na binubuo lamang ng mga atomo. Ang mga atomo sa kabuuan ay neutral sa kuryente. Ang mga atomo na mayroong masyadong marami o napakakaunting mga electron ay tinatawag na mga ion. Mayroong positibo at negatibong mga ion.

Ang ilustrasyon ay nagpapakita ng mga halimbawa ng iba't ibang mga sangkap na may istraktura, ayon sa pagkakabanggit, sa anyo ng mga atomo, molekula at mga ion.

Mga puwersa ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga molekula.

Sa napakaliit na distansya sa pagitan ng mga molekula, kumikilos ang mga salungat na pwersa. Dahil dito, ang mga molekula ay hindi tumagos sa isa't isa at ang mga piraso ng bagay ay hindi kailanman lumiliit sa laki ng isang molekula. Ang molekula ay isang kumplikadong sistema na binubuo ng mga indibidwal na sisingilin na mga particle: mga electron at atomic nuclei. Bagaman, sa pangkalahatan, ang mga molekula ay neutral sa kuryente, ang mga makabuluhang puwersang elektrikal ay kumikilos sa pagitan ng mga ito sa mga malalayong distansya: ang pakikipag-ugnayan ng mga electron at atomic nuclei ng mga kalapit na molekula ay nangyayari. Kung ang mga molekula ay matatagpuan sa mga distansya na lumalampas sa kanilang mga sukat nang maraming beses, kung gayon ang mga puwersa ng pakikipag-ugnayan ay halos walang epekto. Ang mga puwersa sa pagitan ng mga de-koryenteng neutral na molekula ay maikli. Sa mga distansyang lumalampas sa 2-3 molekular diameters, kumikilos ang mga kaakit-akit na pwersa. Habang bumababa ang distansya sa pagitan ng mga molekula, ang puwersa ng pagkahumaling ay unang tumataas, at pagkatapos ay nagsisimulang bumaba at bumababa sa zero, kapag ang distansya sa pagitan ng dalawang molekula ay naging katumbas ng kabuuan ng radii ng mga molekula. Sa karagdagang pagbaba sa distansya, ang mga shell ng elektron ng mga atomo ay nagsisimulang mag-overlap, at ang mabilis na pagtaas ng mga salungat na pwersa ay lumitaw sa pagitan ng mga molekula.

Tamang gas. Pangunahing equation ng MKT.

Ito ay kilala na ang mga particle sa mga gas, hindi katulad ng mga likido at solid, ay matatagpuan na may kaugnayan sa bawat isa sa mga distansya na makabuluhang lumampas sa kanilang sariling mga sukat. Sa kasong ito, ang pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga molekula ay bale-wala at ang kinetic energy ng mga molekula ay mas malaki kaysa sa enerhiya ng intermolecular na pakikipag-ugnayan. Upang linawin ang pinakakaraniwang mga katangian na likas sa lahat ng mga gas, ginagamit ang isang pinasimple na modelo ng mga tunay na gas - isang perpektong gas. Ang mga pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng isang perpektong gas at isang tunay na gas ay:

1. Ang mga particle ng isang ideal na gas ay mga spherical na katawan na napakaliit na sukat, halos materyal na mga punto.
2. Walang mga puwersa ng intermolecular na interaksyon sa pagitan ng mga particle.
3. Ang mga banggaan ng mga particle ay ganap na nababanat.

Ang mga tunay na rarefied gas ay talagang kumikilos tulad ng isang perpektong gas. Gamitin natin ang perpektong modelo ng gas upang ipaliwanag ang pinagmulan ng presyon ng gas. Dahil sa thermal motion, pana-panahong tumatama ang mga particle ng gas sa mga dingding ng sisidlan. Sa bawat epekto, ang mga molekula ay kumikilos sa pader ng sisidlan na may ilang puwersa. Ang pagdaragdag sa isa't isa, ang mga puwersa ng epekto ng mga indibidwal na particle ay bumubuo ng isang tiyak na puwersa ng presyon na patuloy na kumikilos sa dingding. Ito ay malinaw na ang mas maraming mga particle ay nakapaloob sa sisidlan, mas madalas ang mga ito ay tumama sa pader ng sisidlan, at mas malaki ang puwersa ng presyon, at samakatuwid ang presyon. Ang mas mabilis na paggalaw ng mga particle, mas malakas ang pagtama nila sa pader ng sisidlan. Isipin natin sa isip ang pinakasimpleng eksperimento: ang isang gumugulong na bola ay tumama sa isang pader. Kung mabagal ang pag-roll ng bola, tatama ito sa pader nang mas kaunting puwersa sa impact kaysa kung mabilis itong gumagalaw. Kung mas malaki ang masa ng butil, mas malaki ang puwersa ng epekto. Ang mas mabilis na paggalaw ng mga particle, mas madalas silang tumama sa mga dingding ng sisidlan. Kaya, ang puwersa kung saan kumikilos ang mga molekula sa dingding ng sisidlan ay direktang proporsyonal sa bilang ng mga molekula na nakapaloob sa isang dami ng yunit (ang bilang na ito ay tinatawag na konsentrasyon ng mga molekula at tinutukoy ng n), ang masa ng molekula m o , ang ibig sabihin ng parisukat ng kanilang mga bilis at ang lugar ng pader ng sisidlan. Bilang resulta, nakuha namin: ang presyon ng gas ay direktang proporsyonal sa konsentrasyon ng mga particle, ang masa ng particle, at ang parisukat ng bilis ng particle (o ang kanilang kinetic energy). Ang pag-asa ng presyon ng isang perpektong gas sa konsentrasyon at sa average na kinetic energy ng mga particle ay ipinahayag ng pangunahing equation ng molecular-kinetic theory ng isang ideal na gas. Nakuha namin ang pangunahing equation ng MKT para sa isang perpektong gas mula sa mga pangkalahatang pagsasaalang-alang, ngunit maaari itong mahigpit na nakuha batay sa mga batas ng klasikal na mekanika. Narito ang isa sa mga anyo ng pagsulat ng pangunahing equation ng MKT:
P=(1/3) n m o V 2 .

Teoryang Molecular Kinetic(pinaikling MKT) - isang teorya na lumitaw noong ika-19 na siglo at isinasaalang-alang ang istraktura ng bagay, pangunahin ang mga gas, mula sa punto ng view ng tatlong pangunahing tinatayang tamang mga probisyon:

Ang lahat ng katawan ay binubuo ng mga particle. mga atomo, mga molekula at mga ion;

ang mga particle ay nasa tuluy-tuloy magulo paggalaw (thermal);

ang mga particle ay nakikipag-ugnayan sa isa't isa ganap na nababanat na mga banggaan.

Ang MKT ay naging isa sa pinakamatagumpay na pisikal na teorya at nakumpirma ng ilang mga eksperimentong katotohanan. Ang pangunahing ebidensya ng mga probisyon ng ICT ay:

Pagsasabog

Brownian motion

Baguhin pinagsama-samang estado mga sangkap

Batay sa MCT, maraming sangay ng modernong pisika ang nabuo, lalo na, pisikal na kinetika at istatistikal na mekanika. Sa mga sangay na ito ng pisika, hindi lamang mga sistemang molekular (atomic o ionic) ang pinag-aaralan, na hindi lamang sa "thermal" na paggalaw, at nakikipag-ugnayan hindi lamang sa pamamagitan ng ganap na nababanat na banggaan. Ang terminong molecular-kinetic theory ay halos hindi ginagamit sa modernong teoretikal na pisika, bagama't ito ay matatagpuan sa mga aklat-aralin para sa pangkalahatang mga kurso sa pisika.

Tamang gas - matematikal na modelo gas, na ipinapalagay na: 1) potensyal na enerhiya pakikipag-ugnayan mga molekula maaaring pabayaan kumpara sa kinetic energy; 2) ang kabuuang dami ng mga molekula ng gas ay bale-wala. Sa pagitan ng mga molekula ay walang mga puwersa ng pagkahumaling o pagtanggi, mga banggaan ng mga particle sa pagitan nila at sa mga dingding ng sisidlan. ganap na nababanat, at ang oras ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga molekula ay bale-wala kumpara sa average na oras sa pagitan ng mga banggaan. Sa pinahabang modelo ng isang perpektong gas, ang mga particle kung saan ito ay binubuo ay mayroon ding isang hugis sa anyo ng nababanat. mga globo o ellipsoids, na nagbibigay-daan sa pagsasaalang-alang sa enerhiya ng hindi lamang translational, kundi pati na rin ang rotational-oscillatory motion, pati na rin ang hindi lamang sentral, kundi pati na rin ang mga non-central na banggaan ng mga particle, atbp.

May mga klasikal na ideal na gas (ang mga katangian nito ay nagmula sa mga batas ng klasikal na mekanika at inilarawan Mga istatistika ng Boltzmann) at quantum ideal gas (ang mga katangian ay tinutukoy ng mga batas ng quantum mechanics, na inilarawan ng mga statistician Fermi - Dirac o Bose - Einstein)

Klasikong ideal na gas

Ang dami ng isang ideal na gas ay nakadepende nang linear sa temperatura sa pare-parehong presyon

Ang mga katangian ng isang ideal na gas batay sa mga molecular kinetic na konsepto ay tinutukoy batay sa pisikal na modelo ng isang ideal na gas, kung saan ang mga sumusunod na pagpapalagay ay ginawa:

Sa kasong ito, ang mga particle ng gas ay gumagalaw nang nakapag-iisa sa bawat isa, ang presyon ng gas sa dingding ay katumbas ng kabuuang momentum na inilipat sa panahon ng banggaan ng mga particle sa dingding sa bawat yunit ng oras, panloob na enerhiya- ang kabuuan ng mga enerhiya ng mga particle ng gas.

Ayon sa katumbas na pormulasyon, ang perpektong gas ay isa na sabay na sumusunod Batas ni Boyle - Mariotte at Bakla Lussac , yan ay:

kung saan ang presyon at ang ganap na temperatura. Ang mga katangian ng isang perpektong gas ay inilarawan ang Mendeleev-Clapeyron equation

,

saan- , - timbang,- molar mass.

saan- konsentrasyon ng butil, -Ang pare-pareho ni Boltzmann.

Para sa anumang ideal na gas, Ang ratio ni Mayer:

saan- pare-pareho ang unibersal na gas, - molar kapasidad ng init sa pare-pareho ang presyon, - kapasidad ng init ng molar sa pare-pareho ang dami.

Ang pagkalkula ng istatistika ng pamamahagi ng mga bilis ng mga molekula ay isinagawa ni Maxwell.

Isaalang-alang ang resulta na nakuha ni Maxwell sa anyo ng isang graph.

Ang mga molekula ng gas ay patuloy na nagbabanggaan habang sila ay gumagalaw. Ang bilis ng bawat molekula ay nagbabago sa pagbangga. Maaari itong tumaas at bumagsak. Gayunpaman, ang bilis ng RMS ay nananatiling hindi nagbabago. Ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng katotohanan na sa isang gas sa isang tiyak na temperatura, ang isang tiyak na nakatigil na bilis ng pamamahagi ng mga molekula ay hindi nagbabago sa oras, na sumusunod sa isang tiyak na batas sa istatistika. Ang bilis ng isang indibidwal na molekula ay maaaring magbago sa paglipas ng panahon, ngunit ang proporsyon ng mga molekula na may bilis sa isang tiyak na hanay ng mga bilis ay nananatiling hindi nagbabago.

Imposibleng itaas ang tanong: gaano karaming mga molekula ang may tiyak na bilis. Ang katotohanan ay, kahit na ang bilang ng mga molekula ay napakalaki sa anumang kahit na maliit na dami, ngunit ang bilang ng mga halaga ng bilis ay arbitraryong malaki (tulad ng mga numero sa isang sunud-sunod na serye), at maaaring mangyari na walang isang molekula ay may isang binigay na bilis.

kanin. 3.3

Ang problema ng pamamahagi ng mga molekula sa mga bilis ay dapat na mabalangkas tulad ng sumusunod. Ipasok ang volume ng unit n mga molekula. Sa anong proporsyon ng mga molekula may mga bilis mula sa v 1 hanggang v 1 + ∆ v? Ito ay isang istatistikal na gawain.

Batay sa karanasan ni Stern, maaaring asahan na ang pinakamalaking bilang ng mga molekula ay magkakaroon ng ilang average na bilis, at ang proporsyon ng mabilis at mabagal na mga molekula ay hindi masyadong malaki. Ang mga kinakailangang sukat ay nagpakita na ang bahagi ng mga molekula, ay tinukoy sa pagitan ng bilis na Δ v, ibig sabihin. , ay may form na ipinapakita sa Fig. 3.3. Maxwell noong 1859 theoretically tinutukoy ang function na ito sa batayan ng probability theory. Simula noon, tinawag itong velocity distribution function ng mga molekula o batas ni Maxwell.

Kunin natin ang velocity distribution function ng ideal na mga molekula ng gas

- agwat ng bilis malapit sa bilis .

ay ang bilang ng mga molekula na ang mga bilis ay nasa pagitan
.

ay ang bilang ng mga molekula sa itinuturing na dami.

- anggulo ng mga molekula na ang mga bilis ay nabibilang sa pagitan
.

ay ang fraction ng mga molecule sa isang unit velocity interval malapit sa velocity .

- Formula ni Maxwell.

Gamit ang mga pamamaraan ng istatistika ni Maxwell, nakukuha natin ang sumusunod na pormula:

.

ay ang masa ng isang molekula,
ay ang Boltzmann constant.

Ang pinaka-malamang na bilis ay tinutukoy mula sa kondisyon
.

Paglutas na nakukuha namin
;
.

Tukuyin ang b/w
.

Pagkatapos
.

Kalkulahin natin ang bahagi ng mga molekula sa isang ibinigay na hanay ng mga bilis na malapit sa isang binigay na bilis sa isang ibinigay na direksyon.

.

.

ay ang proporsyon ng mga molekula na may mga bilis sa pagitan
,
,
.

Pagbuo ng mga ideya ni Maxwell, kinakalkula ni Boltzmann ang velocity distribution ng mga molecule sa isang force field. Sa kaibahan sa pamamahagi ng Maxwell, ginagamit ng pamamahagi ng Boltzmann ang kabuuan ng kinetic at potensyal na enerhiya sa halip na ang kinetic energy ng mga molekula.

Sa pamamahagi ng Maxwell:
.

Sa pamamahagi ng Boltzmann:
.

Sa isang gravitational field

.

Ang formula para sa konsentrasyon ng mga ideal na molekula ng gas ay:

at ayon sa pagkakabanggit.

ay ang pamamahagi ng Boltzmann.

ay ang konsentrasyon ng mga molekula sa ibabaw ng Earth.

- konsentrasyon ng mga molekula sa taas .

Kapasidad ng init.

Ang kapasidad ng init ng isang katawan ay isang pisikal na dami na katumbas ng ratio

,
.

Kapasidad ng init ng isang nunal - kapasidad ng init ng molar

.

kasi
- function ng proseso
, pagkatapos
.

Isinasaalang-alang

;

;



.

- pormula ni Mayer.

yun. ang problema sa pagkalkula ng kapasidad ng init ay nabawasan sa paghahanap .

.

Para sa isang nunal:

, samakatuwid
.

Diatomic gas (O 2, N 2, Cl 2, CO, atbp.).

(modelo ng hard dumbbell).

Kabuuang bilang ng mga antas ng kalayaan:

.

Pagkatapos
, pagkatapos

;
.

Nangangahulugan ito na ang kapasidad ng init ay dapat na pare-pareho. Gayunpaman, ipinapakita ng karanasan na ang kapasidad ng init ay nakasalalay sa temperatura.

Kapag ang temperatura ay ibinaba, una ang vibrational degrees ng kalayaan ay "frozen" at pagkatapos ay ang rotational degrees ng kalayaan.

Ayon sa mga batas ng quantum mechanics, ang enerhiya ng isang harmonic oscillator na may classical frequency ay maaari lamang tumagal sa isang discrete set ng mga halaga

Mga polyatomic na gas (H 2 O, CH 4, C 4 H 10 O, atbp.).

;
;
;

Ihambing natin ang teoretikal na data sa mga pang-eksperimentong.

Malinaw na iyon 2 atomic gas ay katumbas , ngunit nagbabago sa mababang temperatura na taliwas sa teorya ng kapasidad ng init.

Ang ganitong kurso ng kurba mula sa nagpapatotoo sa "pagyeyelo" ng mga antas ng kalayaan. Sa kabaligtaran, sa mataas na temperatura, ang mga karagdagang antas ng kalayaan ay konektado ang mga datos na ito ay nagdududa sa pare-parehong teorama ng pamamahagi. Ginagawang posible ng modernong pisika na ipaliwanag ang pagtitiwala mula sa gamit ang mga konseptong quantum.

Inalis ng mga istatistika ng quantum ang mga kahirapan sa pagpapaliwanag ng pag-asa ng kapasidad ng init ng mga gas (sa partikular, mga diatomic na gas) sa temperatura. Ayon sa mga probisyon ng quantum mechanics, ang enerhiya ng rotational motion ng mga molecule at ang enerhiya ng vibrations ng atoms ay maaari lamang tumagal sa discrete values. Kung ang enerhiya ng thermal motion ay mas mababa kaysa sa pagkakaiba sa pagitan ng mga energies ng mga kalapit na antas ng enerhiya (), kung gayon ang banggaan ng mga molekula ay hindi halos nakaka-excite sa rotational at vibrational degrees ng kalayaan. Samakatuwid, sa mababang temperatura, ang pag-uugali ng isang diatomic gas ay katulad ng sa isang monatomic. Dahil ang pagkakaiba sa pagitan ng mga kalapit na antas ng enerhiya ng pag-ikot ay mas maliit kaysa sa pagitan ng mga kalapit na antas ng vibrational ( ), pagkatapos ay ang mga rotational degrees ng kalayaan ay unang nasasabik sa pagtaas ng temperatura. Bilang isang resulta, ang kapasidad ng init ay tumataas. Sa karagdagang pagtaas ng temperatura, ang mga vibrational degrees ng kalayaan ay nasasabik din, at isang karagdagang pagtaas sa kapasidad ng init ay nangyayari. A. Einstein, humigit-kumulang na naniniwala na ang mga panginginig ng boses ng mga atomo ng kristal na sala-sala ay independyente. Gamit ang modelo ng isang kristal bilang isang hanay ng mga harmonic oscillator na independiyenteng nag-oscillating na may parehong dalas, lumikha siya ng qualitative quantum theory ng heat capacity ng isang crystal lattice. Ang teoryang ito ay kasunod na binuo ni Debye, na isinasaalang-alang na ang mga panginginig ng boses ng mga atomo sa isang kristal na sala-sala ay hindi independyente. Ang pagkakaroon ng pagsasaalang-alang sa tuloy-tuloy na frequency spectrum ng mga oscillator, ipinakita ni Debye na ang pangunahing kontribusyon sa average na enerhiya ng isang quantum oscillator ay ginawa ng mga oscillations sa mababang frequency na naaayon sa nababanat na mga alon. Ang thermal excitation ng isang solid ay maaaring ilarawan bilang nababanat na mga alon na nagpapalaganap sa isang kristal. Ayon sa corpuscular-wave dualism ng mga katangian ng bagay, ang mga nababanat na alon sa isang kristal ay inihambing sa quasiparticle-phonon na may enerhiya. Ang phonon ay isang energy quantum ng isang elastic wave, na isang elementary excitation na kumikilos tulad ng microparticle. Kung paanong ang quantization ng electromagnetic radiation ay humantong sa ideya ng mga photon, kaya ang quantization ng mga nababanat na alon (bilang resulta ng thermal vibrations ng mga molekula ng solids) ay humantong sa ideya ng mga phonon. Ang enerhiya ng kristal na sala-sala ay ang kabuuan ng enerhiya ng phonon gas. Ang mga quasiparticle (sa partikular, mga phonon) ay ibang-iba sa mga ordinaryong microparticle (mga electron, proton, neutron, atbp.), Dahil nauugnay sila sa kolektibong paggalaw ng maraming mga particle ng system.

Ang mga phonon ay hindi maaaring lumabas sa isang vacuum, sila ay umiiral lamang sa isang kristal.

Ang momentum ng isang phonon ay may kakaibang katangian: kapag ang mga phonon ay nagbanggaan sa isang kristal, ang kanilang momentum ay maaaring ilipat sa kristal na sala-sala sa mga discrete na bahagi - ang momentum ay hindi natipid sa kasong ito. Samakatuwid, sa kaso ng mga phonon, ang isa ay nagsasalita ng isang quasi-momentum.

Ang mga phonon ay may zero spin at mga boson, at samakatuwid ang phonon gas ay sumusunod sa mga istatistika ng Bose–Einstein.

Ang mga phonon ay maaaring mailabas at masipsip, ngunit ang kanilang bilang ay hindi pinananatiling pare-pareho.

Ang paggamit ng mga istatistika ng Bose–Einstein sa isang phonon gas (isang gas ng mga independiyenteng Bose particle) ay humantong kay Debye sa sumusunod na dami ng konklusyon. Sa mataas na temperatura, na mas mataas kaysa sa katangian ng temperatura ng Debye (klasikal na rehiyon), ang kapasidad ng init ng mga solido ay inilalarawan ng batas ng Dulong at Petit, ayon sa kung saan ang kapasidad ng init ng molar ng mga chemically simple na katawan sa mala-kristal na estado ay pareho. at hindi nakadepende sa temperatura. Sa mababang temperatura, kapag (rehiyon ng quantum), ang kapasidad ng init ay proporsyonal sa ikatlong kapangyarihan ng thermodynamic na temperatura: Ang katangian ng temperatura ng Debye ay: , kung saan ang limitasyon ng dalas ng nababanat na vibrations ng kristal na sala-sala.

Ang sentral na konsepto ng paksang ito ay ang konsepto ng molekula; ang pagiging kumplikado ng asimilasyon nito ng mga mag-aaral ay dahil sa katotohanan na ang molekula ay isang bagay na hindi direktang nakikita. Samakatuwid, dapat kumbinsihin ng guro ang mga ikasampung baitang ng katotohanan ng microcosm, ng posibilidad ng kaalaman nito. Sa pagsasaalang-alang na ito, maraming pansin ang binabayaran sa pagsasaalang-alang ng mga eksperimento na nagpapatunay sa pagkakaroon at paggalaw ng mga molekula at ginagawang posible upang makalkula ang kanilang mga pangunahing katangian (ang mga klasikal na eksperimento ng Perrin, Rayleigh, at Stern). Bilang karagdagan, ipinapayong gawing pamilyar ang mga mag-aaral sa mga pamamaraan ng pagkalkula para sa pagtukoy ng mga katangian ng mga molekula. Kapag isinasaalang-alang ang katibayan para sa pag-iral at paggalaw ng mga molekula, sinabihan ang mga mag-aaral tungkol sa mga obserbasyon ni Brown sa random na paggalaw ng maliliit na nasuspinde na mga particle, na hindi huminto sa buong oras ng pagmamasid. Sa oras na iyon, ang isang tamang paliwanag sa sanhi ng kilusang ito ay hindi ibinigay, at pagkatapos lamang ng halos 80 taon na binuo ni A. Einstein at M. Smoluchovsky, at si J. Perrin ay eksperimento na nakumpirma ang teorya ng kilusang Brownian. Mula sa pagsasaalang-alang ng mga eksperimento ni Brown, kinakailangan na gumuhit ng mga sumusunod na konklusyon: a) ang paggalaw ng mga particle ng Brown ay sanhi ng mga epekto ng mga molekula ng sangkap kung saan ang mga particle na ito ay nasuspinde; b) Ang Brownian motion ay tuloy-tuloy at random, depende ito sa mga katangian ng substance kung saan ang mga particle ay nasuspinde; c) ang paggalaw ng mga particle ng Brown ay ginagawang posible upang hatulan ang paggalaw ng mga molekula ng daluyan kung saan matatagpuan ang mga particle na ito; d) Ang paggalaw ng Brownian ay nagpapatunay sa pagkakaroon ng mga molekula, ang kanilang paggalaw at ang tuluy-tuloy at magulong katangian ng paggalaw na ito. Ang pagkumpirma ng likas na katangian ng paggalaw ng mga molekula ay nakuha sa eksperimento ng Pranses na pisisista na si Dunoyer (1911), na nagpakita na ang mga molekula ng gas ay gumagalaw sa iba't ibang direksyon at sa kawalan ng mga banggaan ang kanilang paggalaw ay rectilinear. Sa kasalukuyan, walang sinuman ang nagdududa sa katotohanan ng pagkakaroon ng mga molekula. Ang mga pag-unlad sa teknolohiya ay naging posible upang direktang obserbahan ang malalaking molekula. Maipapayo na samahan ang kuwento tungkol sa Brownian motion na may isang pagpapakita ng isang modelo ng Brownian motion sa isang vertical projection gamit ang projection lamp o isang codoscope, pati na rin ang pagpapakita ng film fragment na "Brownian motion" mula sa pelikulang "Molecules and Molecular Motion ". Bilang karagdagan, kapaki-pakinabang na obserbahan ang Brownian motion sa mga likido gamit ang isang mikroskopyo. Ang gamot ay ginawa mula sa isang halo ng pantay na bahagi ng dalawang solusyon: isang 1% sulfuric acid solution at isang 2% aqueous solution ng hyposulfite. Bilang resulta ng reaksyon, ang mga particle ng asupre ay nabuo, na sinuspinde sa solusyon. Dalawang patak ng halo na ito ay inilalagay sa isang glass slide at ang pag-uugali ng mga particle ng asupre ay sinusunod. Ang paghahanda ay maaaring gawin mula sa isang mataas na diluted na solusyon ng gatas sa tubig o mula sa isang solusyon ng watercolor na pintura sa tubig. Kapag tinatalakay ang laki ng mga molekula, ang kakanyahan ng eksperimento ni R. Rayleigh ay isinasaalang-alang, na ang mga sumusunod: isang patak ng langis ng oliba ay inilalagay sa ibabaw ng tubig na ibinuhos sa isang malaking sisidlan. Ang patak ay kumakalat sa ibabaw ng tubig at bumubuo ng isang bilog na pelikula. Iminungkahi ni Rayleigh na kapag ang patak ay huminto sa pagkalat, ang kapal nito ay magiging katumbas ng diameter ng isang molekula. Ang mga eksperimento ay nagpapakita na ang mga molekula ng iba't ibang mga sangkap ay may iba't ibang laki, ngunit upang matantya ang laki ng mga molekula ay kinukuha nila ang isang halaga na katumbas ng 10 -10 m. Ang isang katulad na eksperimento ay maaaring gawin sa klase. Upang ipakita ang paraan ng pagkalkula para sa pagtukoy ng laki ng mga molekula, ang isang halimbawa ay ibinigay ng pagkalkula ng mga diameter ng mga molekula ng iba't ibang mga sangkap mula sa kanilang mga densidad at ang Avogadro constant. Mahirap para sa mga mag-aaral na isipin ang maliliit na sukat ng mga molekula; samakatuwid, kapaki-pakinabang na magbigay ng isang bilang ng mga halimbawa ng isang paghahambing na kalikasan. Halimbawa, kung ang lahat ng dimensyon ay nadagdagan nang maraming beses na ang molekula ay nakikita (ibig sabihin, hanggang sa 0.1 mm), ang isang butil ng buhangin ay magiging isang daang metrong bato, ang isang langgam ay tataas sa laki ng isang barko sa karagatan. , ang isang tao ay magkakaroon ng taas na 1700 km. Ang bilang ng mga molecule sa dami ng substance 1 mol ay maaaring matukoy mula sa mga resulta ng eksperimento na may monomolecular layer. Ang pag-alam sa diameter ng molekula, maaari mong mahanap ang dami nito at ang dami ng dami ng sangkap na 1 mol, na katumbas ng kung saan ang p ay ang density ng likido. Mula dito, tinutukoy ang Avogadro constant. Ang paraan ng pagkalkula ay binubuo sa pagtukoy ng bilang ng mga molekula sa dami ng 1 mol ng isang sangkap mula sa mga kilalang halaga ng molar mass at ang masa ng isang molekula ng sangkap. Ang halaga ng Avogadro constant, ayon sa modernong data, ay 6.022169 * 10 23 mol -1. Ang mga mag-aaral ay maaaring ipakilala sa paraan ng pagkalkula para sa pagtukoy ng Avogadro pare-pareho sa pamamagitan ng pagmumungkahi na ito ay kalkulahin mula sa mga halaga ng molar mass ng iba't ibang mga sangkap. Ang mga mag-aaral ay dapat ipakilala sa numero ng Loschmidt, na nagpapakita kung gaano karaming mga molekula ang nakapaloob sa isang dami ng yunit ng gas sa ilalim ng normal na mga kondisyon (ito ay katumbas ng 2.68799 * 10 -25 m -3). Ang mga ikasampung baitang ay maaaring independiyenteng matukoy ang numero ng Loschmidt para sa ilang mga gas at ipakita na ito ay pareho sa lahat ng mga kaso. Sa pamamagitan ng pagbibigay ng mga halimbawa, maaari mong bigyan ang mga lalaki ng ideya kung gaano kalaki ang bilang ng mga molekula sa dami ng yunit. Kung ang isang goma na lobo ay mabutas nang napakanipis anupat 1,000,000 molekula ang tatakas dito bawat segundo, kung gayon mga 30 bilyon ang kakailanganin. taon para lumabas ang lahat ng molekula. Ang isang paraan para sa pagtukoy ng masa ng mga molekula ay batay sa karanasan ni Perrin, na nagpatuloy mula sa katotohanan na ang mga patak ng dagta sa tubig ay kumikilos sa parehong paraan tulad ng mga molekula sa atmospera. Binilang ni Perrin ang bilang ng mga droplet sa iba't ibang layer ng emulsion, na nagha-highlight ng mga layer na may kapal na 0.0001 cm gamit ang isang mikroskopyo. Ang taas kung saan mayroong dalawang beses na mas kaunting mga droplet kaysa sa ibaba ay katumbas ng h = 3 * 10 -5 m. Ang masa ng isang patak ng dagta ay naging katumbas ng M \u003d 8.5 * 10 -18 kg. Kung ang ating atmospera ay binubuo lamang ng mga molekula ng oxygen, kung gayon sa taas na H = 5 km, ang density ng oxygen ay kalahati ng sa ibabaw ng Earth. Ang proporsyon ng m/M=h/H ay naitala, kung saan matatagpuan ang masa ng isang molekula ng oxygen m=5.1*10 -26 kg. Inaalok ang mga mag-aaral na independiyenteng kalkulahin ang masa ng isang molekula ng hydrogen, ang density nito ay kalahati ng ibabaw ng Earth, sa taas na H = 80 km. Sa kasalukuyan, ang mga halaga ng masa ng mga molekula ay napino. Halimbawa, ang oxygen ay nakatakda sa 5.31*10 -26 kg, at ang hydrogen ay nakatakda sa 0.33*10 -26 kg. Kapag tinatalakay ang isyu ng bilis ng paggalaw ng mga molekula, ipinakilala ang mga mag-aaral sa klasikal na eksperimento ng Stern. Kapag ipinapaliwanag ang eksperimento, ipinapayong gawin ang modelo nito gamit ang "Rotating disk with accessories" na device. Ang ilang mga tugma ay naayos sa gilid ng disk sa isang patayong posisyon, sa gitna ng disk - isang tubo na may uka. Kapag ang disk ay nakatigil, ang bola ay ibinaba sa tubo, na gumugulong pababa sa chute, nagpapatumba sa isa sa mga tugma. Pagkatapos ang disk ay dinadala sa pag-ikot sa isang tiyak na bilis, na naayos ng tachometer. Ang bagong inilunsad na bola ay lilihis mula sa orihinal na direksyon ng paggalaw (kamag-anak sa disk) at itumba ang isang tugma na matatagpuan sa ilang distansya mula sa una. Alam ang distansya na ito, ang radius ng disk at ang bilis ng bola sa gilid ng disk, posible na matukoy ang bilis ng bola kasama ang radius. Pagkatapos nito, ipinapayong isaalang-alang ang kakanyahan ng eksperimento ni Stern at ang disenyo ng pag-install nito, gamit ang fragment ng pelikula na "Stern's Experiment" bilang isang paglalarawan. Kapag tinatalakay ang mga resulta ng eksperimento ni Stern, binibigyang pansin ang katotohanan na mayroong isang tiyak na pamamahagi ng mga molekula sa mga bilis, bilang ebidensya ng pagkakaroon ng isang strip ng mga nadepositong atomo ng isang tiyak na lapad, at ang kapal ng strip na ito ay naiiba. Bilang karagdagan, mahalagang tandaan na ang mga molekula na gumagalaw sa mataas na bilis ay tumira nang mas malapit sa lugar sa tapat ng puwang. Ang pinakamaraming bilang ng mga molekula ay may pinakamalamang na bilis. Kinakailangang ipaalam sa mga mag-aaral na, sa teorya, ang batas ng pamamahagi ng mga molekula ayon sa mga bilis ay natuklasan ni J. K. Maxwell. Ang pamamahagi ng bilis ng mga molekula ay maaaring ma-modelo sa Galton board. Ang tanong ng pakikipag-ugnayan ng mga molekula ay pinag-aralan na ng mga mag-aaral sa ika-7 baitang; sa ika-10 baitang, ang kaalaman sa isyung ito ay pinalalim at pinalawak. Kinakailangang bigyang-diin ang mga sumusunod na punto: a) intermolecular interaction ay may electromagnetic na kalikasan; b) intermolecular interaction ay nailalarawan sa pamamagitan ng mga puwersa ng pagkahumaling at pagtanggi; c) ang mga puwersa ng intermolecular interaction ay kumikilos sa mga distansyang hindi hihigit sa 2-3 molecular diameters, at sa distansyang ito lamang ang kaakit-akit na puwersa ay kapansin-pansin, ang mga puwersang salungat ay halos katumbas ng zero; d) habang ang distansya sa pagitan ng mga molekula ay bumababa, ang mga puwersa ng pakikipag-ugnayan ay tumataas, at ang salungat na puwersa ay lumalaki nang mas mabilis (sa proporsyon sa r -9) kaysa sa kaakit-akit na puwersa (sa proporsyon sa r -7 ). Samakatuwid, kapag ang distansya sa pagitan ng mga molekula ay bumababa, sa una ay nananaig ang kaakit-akit na puwersa, pagkatapos ay sa isang tiyak na distansya r o ang kaakit-akit na puwersa ay katumbas ng salungat na puwersa, at sa karagdagang paglapit, ang salungat na puwersa ay nananaig. Ito ay karapat-dapat na ilarawan ang lahat ng nasa itaas na may isang graph ng pag-asa sa distansya, una sa kaakit-akit na puwersa, ang salungat na puwersa, at pagkatapos ay ang resultang puwersa. Kapaki-pakinabang na bumuo ng isang graph ng potensyal na enerhiya ng pakikipag-ugnayan, na maaaring magamit sa ibang pagkakataon kapag isinasaalang-alang ang pinagsama-samang estado ng bagay. Ang atensyon ng mga tenth-graders ay iginuhit sa katotohanan na ang estado ng matatag na ekwilibriyo ng mga partikulo na nakikipag-ugnayan ay tumutugma sa zero na resultang pwersa ng pakikipag-ugnayan at ang pinakamaliit na halaga ng kanilang potensyal na enerhiya sa isa't isa. Sa isang solidong katawan, ang enerhiya ng pakikipag-ugnayan ng mga particle (binding energy) ay mas malaki kaysa sa kinetic energy ng kanilang thermal motion; samakatuwid, ang paggalaw ng mga particle ng isang solidong katawan ay isang oscillation na nauugnay sa mga node ng crystal lattice. Kung ang kinetic energy ng thermal motion ng mga molekula ay mas malaki kaysa sa potensyal na enerhiya ng kanilang pakikipag-ugnayan, kung gayon ang paggalaw ng mga molekula ay ganap na random at ang sangkap ay umiiral sa isang gas na estado. Kung ang kinetic energy thermal Ang paggalaw ng mga particle ay maihahambing sa potensyal na enerhiya ng kanilang pakikipag-ugnayan, kung gayon ang sangkap ay nasa isang likidong estado.

Ayon sa molecular kinetic theory, ang lahat ng mga sangkap ay binubuo ng pinakamaliit na mga particle - mga molekula. Ang mga molekula ay pinaghihiwalay ng mga puwang, ay patuloy na gumagalaw at nakikipag-ugnayan sa isa't isa. Ang molekula ay ang pinakamaliit na particle ng isang substance na may mga katangiang kemikal nito. Ang mga molekula ay binubuo ng mas simpleng mga particle - mga atomo ng mga elemento ng kemikal. Ang mga molekula ng iba't ibang mga sangkap ay may iba't ibang komposisyon ng atom.

Ang mga molekula ay may kinetic energy at sa parehong oras potensyal na enerhiya ng pakikipag-ugnayan. Sa gaseous state, W kin >> W pawis. Sa likido at solidong estado, ang kinetic energy ng mga particle ay maihahambing sa enerhiya ng kanilang pakikipag-ugnayan (Wkin ~Wpot).

Ipaliwanag natin ang tatlong pangunahing probisyon ng molecular-kinetic theory.

1. Ang lahat ng mga sangkap ay binubuo ng mga molekula, i.e. ay may isang discrete na istraktura, ang mga molekula ay pinaghihiwalay ng mga puwang.

2. Ang mga molekula ay nasa tuluy-tuloy na random (magulong) paggalaw.

3. Sa pagitan ng mga molekula ng katawan ay may mga puwersa pakikipag-ugnayan.

Ang teorya ng molekular-kinetic ay pinatutunayan ng maraming mga eksperimento at isang malaking bilang ng mga pisikal na phenomena.

Ang pagkakaroon ng mga gaps sa pagitan ng mga molekula ay sumusunod, halimbawa, mula sa mga eksperimento sa paghahalo ng iba't ibang mga likido: ang dami ng isang pinaghalong ay palaging mas mababa kaysa sa kabuuan ng mga volume ng mga pinaghalong likido.

Narito ang ilan sa mga patunay ng random (magulong) paggalaw ng mga molekula:

a) ang pagnanais ng gas na sakupin ang buong dami na ibinigay dito (pamamahagi ng mabahong gas sa buong silid);

b) Brownian motion - ang random na paggalaw ng pinakamaliit na particle ng bagay na nakikita sa isang mikroskopyo, na nasa suspensyon at hindi matutunaw dito. Ang paggalaw na ito ay nangyayari sa ilalim ng impluwensya ng magulong epekto ng mga molekulang nakapalibot sa likido, na nasa patuloy na magulong paggalaw;

c) pagsasabog - mutual na pagtagos ng mga molekula ng magkadugtong na mga sangkap. Sa panahon ng pagsasabog, ang mga molekula ng isang katawan, na patuloy na gumagalaw, ay tumagos sa mga puwang sa pagitan ng mga molekula ng isa pang katawan na nakikipag-ugnayan dito at nagpapalaganap sa pagitan nila. Ang pagsasabog ay nagpapakita ng sarili sa lahat ng mga katawan - sa mga gas, likido at solido - ngunit sa iba't ibang antas.

Ang pagsasabog sa mga gas ay maaaring maobserbahan kung ang isang sisidlan na may mabahong gas ay binuksan sa loob ng bahay. Pagkaraan ng ilang sandali, ang gas ay kumakalat sa buong silid.

Ang pagsasabog sa mga likido ay mas mabagal kaysa sa mga gas. Halimbawa, ibuhos natin ang isang solusyon ng tansong sulpate sa isang baso, at pagkatapos, maingat na magdagdag ng isang layer ng tubig at iwanan ang baso sa isang silid na may pare-pareho ang temperatura at kung saan hindi ito napapailalim sa pagyanig. Pagkaraan ng ilang oras, makikita natin ang paglaho ng matalim na hangganan sa pagitan ng vitriol at tubig, at pagkatapos ng ilang araw ang mga likido ay maghahalo, sa kabila ng katotohanan na ang density ng vitriol ay mas malaki kaysa sa density ng tubig. Ito rin ay nagkakalat ng tubig na may alkohol at iba pang mga likido.

Ang pagsasabog sa mga solido ay mas mabagal kaysa sa mga likido (mula sa ilang oras hanggang ilang taon). Ito ay makikita lamang sa mga well ground body, kapag ang mga distansya sa pagitan ng mga ibabaw ng mga ground body ay malapit sa mga distansya sa pagitan ng mga molekula (10 -8 cm). Sa kasong ito, tumataas ang rate ng pagsasabog sa pagtaas ng temperatura at presyon.

Katibayan ng puwersang pakikipag-ugnayan ng mga molekula:

a) pagpapapangit ng mga katawan sa ilalim ng impluwensya ng puwersa;

b) pagpapanatili ng anyo ng mga solidong katawan;

c) ang pag-igting sa ibabaw ng mga likido at, bilang isang resulta, ang kababalaghan ng basa at capillarity.

Mayroong parehong kaakit-akit at salungat na puwersa sa pagitan ng mga molekula. Ang mga puwersang ito ay electromagnetic sa kalikasan.

Isaalang-alang natin ang iba't ibang mga kaso ng magkaparehong pag-aayos ng mga molekula at ipakita kung aling mga puwersa ang nananaig. Ipakilala natin ang sumusunod na notasyon:

r - Distansya sa pagitan ng mga molekula.

d ay ang diameter ng molekula

F np – puwersa ng grabidad

F om – saway na puwersa

→ - magsikap

Dahil dito

r→∞=>F=0(maikling saklaw ang mga puwersa)

r> d(≈2-3 diameter)=>F np > F om

r→d=>F np →0