Реши задание на изображении
Суммирование молекулярных чисел
Следует упомянуть, что текст на странице 7 начинается с обсуждения числа молекул, подчёркивая, что даже в очень малых масштабах число молекул в любом макроскопическом теле огромно. Но изображение обрывается сразу после этого, поэтому не следует пытаться выдумывать какие-либо вычисления. Лучше сначала привести большое число, а затем изложить основные моменты.
Краткий конспект: введение в молекулярную физику
1. Механическое и тепловое движение
- Механическое движение — изменение положения тела в пространстве относительно других тел с течением времени.
- В механике тела рассматривают как сплошные, не учитывая их внутреннее строение.
- Тепловое движение — беспорядочное, хаотическое движение атомов и молекул вещества.
- При столкновениях молекулы постоянно изменяют скорость и направление движения.
- Тепловое движение зависит от температуры: при нагревании оно становится интенсивнее.
2. Тепловые явления
Тепловые явления — явления, вызванные хаотическим движением атомов и молекул.
Примеры:
- нагревание и охлаждение тел;
- плавление и затвердевание;
- испарение и конденсация;
- расширение тел при нагревании;
- изменение механических свойств веществ.
При нагревании:
\[ \text{твёрдое тело} \rightarrow \text{жидкость} \rightarrow \text{газ}. \]
При охлаждении происходят обратные превращения.
Температура влияет не только на размеры тел, но и на их свойства. Например, при сильном охлаждении резина становится хрупкой, а после нагревания снова приобретает упругость.
3. Значение тепловых явлений
Тепловые явления важны:
- для жизни растений, животных и человека;
- для изменения времён года и явлений природы;
- в технике;
- при работе тепловых двигателей, холодильников и других устройств.
4. Макроскопические тела
Макроскопические тела — тела, состоящие из огромного числа атомов и молекул и имеющие размеры, значительно превышающие размеры частиц.
Примеры:
- стакан воды;
- камень;
- песчинка;
- газ в баллоне;
- стальной стержень;
- Земля.
5. Молекулярно-кинетическая теория
Молекулярно-кинетическая теория объясняет тепловые явления и свойства тел на основе представлений о строении вещества.
Она рассматривает вещество как совокупность отдельных частиц и связывает движение этих частиц со свойствами тел.
Основные положения:
- Все вещества состоят из частиц: атомов, молекул и других элементарных частиц.
- Частицы непрерывно и хаотически движутся.
- Частицы взаимодействуют друг с другом.
6. Молекулярно-кинетическая теория и термодинамика
- Термодинамика изучает тепловые явления, не рассматривая молекулярное строение вещества.
- Она использует измеряемые величины: температуру, давление, объём и другие.
- Законы термодинамики установлены опытным путём и справедливы для различных веществ.
- Молекулярно-кинетическая теория является более подробным объяснением тепловых явлений.
- Обе теории дополняют друг друга.
Большой вклад в развитие молекулярно-кинетической теории внёс М. В. Ломоносов, который рассматривал теплоту как движение частиц вещества.
7. Размеры молекул
Размеры молекул очень малы. Их можно оценить с помощью опыта с каплей оливкового масла.
Капля масла объёмом
\[ V=1\ \text{мм}^3=0{,}001\ \text{см}^3 \]
растекается по поверхности воды площадью примерно
\[ S=0{,}6\ \text{м}^2=6000\ \text{см}^2. \]
Если считать, что образовался слой толщиной в одну молекулу, то:
\[ V=Sd, \]
откуда
\[ d=\frac{V}{S}. \]
Подставим значения:
\[ d=\frac{0{,}001}{6000}\ \text{см} \approx 1{,}7\cdot10^{-7}\ \text{см}. \]
Размер молекулы оливкового масла примерно равен
\[ \boxed{1{,}7\cdot10^{-7}\ \text{см}}. \]
Размеры атомов имеют порядок
\[ 10^{-8}\ \text{см}, \]
поэтому молекулы и атомы невозможно увидеть невооружённым глазом, но современные приборы позволяют получать их изображения.
Обсуждение
3 сообщенияКонспект
Это продолжение текущего запроса на конспект.
Конспект: масса молекул, количество вещества и постоянная Авогадро
1. Масса молекулы
Массы отдельных молекул очень малы. Например, в \(1\ \text{г}\) воды содержится примерно
\[ N\approx 3{,}7\cdot10^{22} \]
молекул. Поэтому масса одной молекулы воды:
\[ m_{\mathrm{H_2O}}=\frac{1}{3{,}7\cdot10^{22}}\text{ г} \approx 2{,}7\cdot10^{-23}\text{ г}. \]
2. Относительная молекулярная масса
Относительная молекулярная масса \(M_r\) — это отношение массы молекулы вещества к \(1/12\) массы атома углерода.
\[ M_r=\frac{m_0}{\frac{1}{12}m_{0\mathrm C}}. \]
Относительная молекулярная масса — безразмерная величина.
Она равна сумме относительных атомных масс всех атомов, входящих в состав молекулы.
Например, для углекислого газа:
\[ M_r(\mathrm{CO_2})=12+2\cdot16=44. \]
Для воды:
\[ M_r(\mathrm{H_2O})=2\cdot1+16=18. \]
3. Количество вещества
Количество вещества \(\nu\) характеризует число молекул или атомов в теле. Единица измерения количества вещества — моль.
Один моль — это такое количество вещества, в котором содержится столько же частиц, сколько атомов содержится в \(0{,}012\ \text{кг}\) углерода.
4. Постоянная Авогадро
Постоянная Авогадро \(N_A\) — число частиц в одном моле вещества:
\[ N_A\approx 6{,}02\cdot10^{23}\ \text{моль}^{-1}. \]
Связь количества вещества с числом частиц:
\[ \nu=\frac{N}{N_A}, \]
где \(N\) — число молекул или атомов.
Отсюда:
\[ N=\nu N_A. \]
Например, в \(2{,}5\) моль вещества содержится:
\[ N=2{,}5\cdot6{,}02\cdot10^{23} \approx1{,}5\cdot10^{24} \]
частиц.
5. Молярная масса
Молярная масса \(M\) — масса вещества, взятого в количестве \(1\) моль.
\[ M=m_0N_A. \]
Связь молярной массы с относительной молекулярной массой:
\[ M=10^{-3}M_r\ \text{кг/моль}. \]
Или, если молярная масса выражена в граммах на моль:
\[ M=M_r\ \text{г/моль}. \]
Например:
\[ M(\mathrm{CO_2})=44\ \text{г/моль}. \]
6. Основные формулы
Масса вещества:
\[ m=\nu M. \]
Количество вещества:
\[ \boxed{\nu=\frac{m}{M}}. \]
Число частиц:
\[ \boxed{N=\nu N_A=N_A\frac{m}{M}}. \]
Главное
- \(M_r\) — относительная молекулярная масса, без единиц измерения.
- \(M\) — молярная масса, измеряется в \(\text{г/моль}\) или \(\text{кг/моль}\).
- \(N_A=6{,}02\cdot10^{23}\ \text{моль}^{-1}\).
- \(\nu\) измеряется в молях.
- Основные формулы:
\[ \nu=\frac{m}{M},\qquad N=\nu N_A,\qquad m=\nu M. \]
