Развитие представлений о природе теплоты. Основные положения МКТ. Диффузия. Броуновское движение.

Развитие представлений о природе теплоты. Основные положения МКТ. Диффузия. Броуновское движение. Строение газообразных, жидких и твердых тел. Характер движения и взаимодействия частиц вещества. Масса и размеры молекул (атомов). Количество вещества. Постоянная Авогадро. Температура. Тепловое равновесие. Шкала Цельсия . г. Москва, Восточный округ.АНО ОО "Русская Международная Школа" . (Ловцова Анжелика Фёдоровна-учитель физики и астрономии).

I. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ МКТ

• МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА – Р.Ф., изучающий строение

и свойства вещества

• МАКРОСКОПИЧЕСКОЕ ТЕЛО – тело, состоящее из огромного

числа частиц

• ТЕПЛОВОЕ ДВИЖЕНИЕ – беспорядочное движение частиц,

из которых состоит тело

• ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ - явления, связанные с изменением

температуры

• МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ (МКТ) – теория,

цель которой научиться объяснять свойства макротел и

тепловых процессов на основе представления о том,

что все вещества состоят из частиц,

которые движутся и взаимодействуют друг с другом.

ОПЫТНОЕ ОБОСНОВАНИЕ МКТ:

1.ВЕЩЕСТВА СОСТОЯТ ИЗ ЧАСТИЦ - ВЕЩЕСТВО ДИСКРЕТНО:

1. Наблюдение молекул, их фотографирование с помощью ионного проектора, электронного микроскопа (опыт Рэлея – вычисление толщины мономолекулярного слоя)

2. Распространение запаха

3. Испарение жидкости и твёрдых тел

4. Дробление веществ

5. Растворение веществ в воде и других растворителях

6. Опыт Бриджмена: заключённое в стальной сосуд масло под высоким давлением просачивается сквозь стенки сосуда

7. Смешивание жидкостей (

8.Агрегатные состояния вещества (Г,Ж,Т)

9.Зависимость объема от температуры

Электронный микроскоп

70 000

Атомы можно увидеть в самые современные электронные микроскопы!

углерод

никель

золото

платина

Ионный микроскоп

Сканирующий электронно-ионный микроскоп.

Ионный микроскоп  JEM-ARM200F

Ионный микроскоп - электронно-оптический прибор, в котором изображение создается ионным пучком от термоионного или газоразрядного ионного источника.

1.ВЕЩЕСТВА СОСТОЯТ ИЗ ЧАСТИЦ:

Молекула

Атом

Элементарные

частицы

Электроны Протоны

Нейтроны

Размеры атома

D ≈ 10 -10 м

ХАРАКТЕРИСТИКИ МОЛЕКУЛ:

ИЗМЕРЕНИЕ РАЗМЕРОВ МОЛЕКУЛ

ХАРАКТЕРИСТИКИ МОЛЕКУЛ:

• Относительная молекулярная масса
• Количество вещества
• 1 моль
• Молярная масса
• Постоянная Авогадро

Относительная молекулярная масса вещества ( М r ) :

отношение массы молекулы (или атома) m o данного вещества к 1/12 массы атома углерода m oc .

[ М r ] = 1аем

Определяют по таблице Менделеева.

М r (CO 2 ) = 12 + 2 ∙ 16 = 44 аем

М r (Н 2 О) = 2 ∙ 1 + 16 = 18 аем

ν

Количество вещества ( ) -

СФВ, определяющая число молекул (атомов, ионов) в данном теле

1 моль- количество вещества, в котором

содержится столько же молекул (атомов),

сколько их содержится в 0,012 кг углерода.

АВОГАДРО АМЕДЕО (ИТАЛИЯ)

Постоянная Авогадро – число Авогадро N A - число частиц в одном моле вещества

Ф.с. постоянной Авогадро:

число Авогадро показывает, что в одном моле любого вещества содержится 6,02∙10 23 молекул.

1776 – 1856 гг

МОЛЯРНАЯ МАССА ( М) -

масса вещества, взятого в количестве 1 моль.

[M] = 1кг/моль

Связь молярной массы с молекулярной:

М = 10 -3 М r кг/моль

Например:

М (CO 2 ) = 44 ∙10 -3 кг/моль.

М(Н 2 О) = 18 ∙10 -3 кг/моль.

ХАРАКТЕРИСТИКИ ВЕЩЕСТВА:

• Масса вещества:

• Количество вещества :
• Число молекул :
• Плотность:
• Концентрация:
• Масса молекулы:

ОПЫТНОЕ ОБОСНОВАНИЕ МКТ:

2.ЧАСТИЦЫ ДВИЖУТСЯ НЕПРЕРЫВНО И БЕСПОРЯДОЧНО:

1. Испарение Ж и Т

2. Давление Г на стенки сосуда

3. Стремление Г занять весь предоставленный объем

4. Текучесть Ж

5. Диффузия

6. Броуновское движение

Выясним движутся ли молекулы?

Рассмотрим опыт с раствором медного купороса и воды

Через

несколько дней

нет четкой

границы.

В начале

эксперимента

граница четкая

Через 2 – 3 недели

граница исчезла.

Жидкость однородна .

2.ЧАСТИЦЫ ДВИЖУТСЯ НЕПРЕРЫВНО И БЕСПОРЯДОЧНО:

• Диффузия – процесс проникновения молекул одного вещества между молекулами другого вследствие хаотичного движения.

Особенности:

наблюдается в Г, Ж, Т

зависит от температуры ( t ° C )

имеет направленный характер (от порядка к беспорядку)

необратимый процесс

ПРИМЕНЕНИЕ : дыхание, питание, распространение запахов, засолка,

квашение, цементация, однородность атмосферы

2.ЧАСТИЦЫ ДВИЖУТСЯ НЕПРЕРЫВНО И БЕСПОРЯДОЧНО:

Броуновское движение – тепловое движение частиц, взвешенных в жидкости или газе .

• 1827 г. – Р.Броун (Англия) – открытие, наблюдение и описание

1905 г. – А. Эйнштейн (США) – теория

1908-1911 г. – Ж. Перрен (Франция) –

опытное обоснование

БРОУНОВСКОЕ ДВИЖЕНИЕ

Броуновская частица не является молекулой

БРОУНОВСКОЕ ДВИЖЕНИЕ

Броуновская частица не является молекулой

БРОУНОВСКОЕ ДВИЖЕНИЕ

• Особенности : непрерывно, хаотично, не зависит от плотности вещества, зависит от температуры, массы, вязкости среды.

• Причины: отсутствие компенсации ударов со стороны молекул среды в результате их непрерывного, беспорядочного движения

ОПЫТНОЕ ОБОСНОВАНИЕ МКТ:

3.ЧАСТИЦЫ ВЗАИМОДЕЙСТВУЮТ ДРУГ С ДРУГОМ:

• Силы взаимодействия (притяжение и отталкивание молекул)

1. Деформация тела

2. Сохранение формы твёрдого тела

3. Поверхностное натяжение жидкости

4. Сливание двух капель ртути

5. Смачивание и несмачивание твёрдого тела

3.ЧАСТИЦЫ ВЗАИМОДЕЙСТВУЮТ ДРУГ С ДРУГОМ:

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ (притяжение и отталкивание)

• одновременно
• короткодействующие
• отвечают за порядок и состояние вещества

Г

Т

Ж

АГРЕГАТНЫЕ СОСТОЯНИЯ ВЕЩЕСТВА

ФАЗОВЫЙ ПЕРЕХОД -переход системы

из одного агрегатного состояния в другое,

сопровождается скачкообразным

изменением ФВ или симметрии системы

АГРЕГАТНЫЕ СОСТОЯНИЯ ВЕЩЕСТВА

Состояние

Особенности

Твердые тела

(Т)

Расстояние между

частицами

Жидкости

(Ж)

Взаимодействие частиц

Газы

(Г)

Движение частиц

Порядок и характер расположения частиц

Отличительные признаки

Условия существования

Состояние

Особенности

Твердые тела

(Т)

Расстояние между

частицами

Жидкости

(Ж)

Взаимодействие частиц

Газы

(Г)

Движение частиц

Порядок и характер расположения частиц

Порядок!

Стройные ряды!

Колебания!

Отличительные признаки

Условия существования

Тесновато!

Перескок!

Топтание на месте!

Прочность

Сохранение Ф. V

Хаос! Простор!

Беспорядок!

Текучесть

Малая сжимаемость

Сохранение V

Неограниченное расширение (летучесть)

Легкая сжимаемость

Не сохраняют Ф , V

агрегатное

состояние

газ

свойства

Не имеет собственной формы и постоянного объема; сжимаемость; неограниченно расширяется, заполняя весь предоставленный объем

жидкость

расположение молекул

движение молекул

Расстояние между молекулами значительно больше размеров молекул

Сохраняет объем; принимает форму сосуда; текучесть; малая сжимаемость

твердые тела

взаимодействие молекул

Свободное

Сохраняют объем; имеют собственную форму; малая сжимаемость

Расстояние между молекулами меньше размеров молекул

Частицы не связаны или весьма слабо связанны силами взаимодействия

Колеблются около положения равновесия, совершают перескоки из одного положения равновесия в другое.

Расположены в определенном порядке, т.е. образуют кристаллическую решетку.

Взаимодействуют в основном с соседними молекулами; межмолекулярные притяжения велики.

Колебательные движения около положения равновесия

Взаимодействуют с соседними молекулами; силы притяжения велики.

Используемые источники.

• Учебник по физике (авт.Б. Б. Буховцев, Г. Я. Мякишев).
• https://school55.site/ громцева-егэ-2023-физика-100-баллов/
• https://phys-ege.sdamgia.ru/test?theme=381
• Сивухин, Д. В. Общий курс физики: Термодинамика. Молекулярная

физика / Д. В. Сивухин. – Москва: Физматлит, 2016. – 248с.

Сивухин, Д. В. Сборник задач по общему курсу физики

«Термодинамика и молекулярная физика» / Д. В. Сивухин. – Москва:

Физматлит, 2017. – 251с.

Спасибо за внимание.