Молекулярно-кінетична теорія дає можливість зрозуміти, чому речовина може перебувати в газоподібному, рідкому і твердому станах.
Гази. У газах відстань між атомами або молекулами в середньому у багато разів більше розмірів самих молекул (Рис.8.5). Наприклад, при атмосферному тиску обсяг судини в десятки тисяч разів перевищує обсяг знаходяться в ньому молекул.
Гази легко стискуються, при цьому зменшується середня відстань між молекулами, але форма молекули не змінюється (ріс.8.6).
Молекули з величезними швидкостями - сотні метрів в секунду - рухаються в просторі. Стикаючись, вони відскакують один від одного в різні боки подібно більярдним кулям. Слабкі сили тяжіння молекул газу не здатні утримати їх один біля одного. Тому гази можуть нео граніченно розширюватися. Вони не зберігають ні форми, ні об'єму.
Численні удари молекул об стінки посудини створюють тиск газу.
Рідини. Молекули рідини розташовані майже впритул один до одного (ріс.8.7), тому молекула рідини поводиться інакше, ніж молекула газу. У рідинах існує так званий ближній порядок, т. Е. Впорядковане розташування молекул зберігається на відстанях, рівних декільком молекулярним діаметрам. Молекула коливається біля свого положення рівноваги. стикаючись з сусідніми молекулами. Лише час від часу вона робить черговий «стрибок», потрапляючи в нове положення рівноваги. У цьому положенні рівноваги сила відштовхування дорівнює силі тяжіння, т. Е. Сумарна сила взаємодії молекули дорівнює нулю. Час осілого життя молекули води, т. Е. Час її коливань близько одного певного положення рівноваги при кімнатній температурі, так само в середньому 10 -11 с. Час же одного коливання значно менше (10 -12 -10 -13 с). З підвищенням температури час осілого життя молекул зменшується.
Характер молекулярного руху в рідинах, вперше встановлений совєтським фізиком Я.І.Френкеля, дозволяє зрозуміти основні властивості рідин.
Молекули рідини знаходяться безпосередньо один біля одного. При зменшенні обсягу сили відштовхування стають дуже великі. Цим і пояснюється мала стисливість рідин.
Як відомо, рідини текучі, т. Е. Зберігають свою форму. Пояснити це можна так. Зовнішня сила помітно не змінює числа перескоків молекул в секунду. Але переходи молекул з одного осілого положення в інше відбуваються переважно в напрямку дії зовнішньої сили (ріс.8.8). Ось чому рідина тече і приймає форму посудини.
Тверді тіла. Атоми або молекули твердих тіл, на відміну від атомів і молекул рідин, коливаються близько певних положень рівноваги. З цієї причини тверді тіла зберігають не тільки обсяг, але і форму. Потенційна енергія взаємодії молекул твердого тіла істотно більше їх кінетичної енергії.
Є ще одна важлива відмінність між рідинами і твердими тілами. Рідина можна порівняти з натовпом людей, де окремі індивідууми неспокійно товчуться на місці, а тверде тіло подібно стрункою когорти тих же індивідуумів, які хоча і не стоять по стійці смирно, але витримують між собою в середньому певні відстані. Якщо з'єднати центри положень рівноваги атомів або іонів твердого тіла, то вийде правильна просторова решітка, яка називається кристалічною.
На малюнках 8.9 і 8.10 зображені кристалічні решітки кухонної солі і алмазу. Внутрішній порядок в розташуванні атомів кристалів приводить до правильних зовнішнім геометричним формам.
На малюнку 8.11 показані якутські алмази.
У газу відстань l між молекулами багато більше розмірів молекулr0: 'l >> r0.
У рідин і твердих телl≈r0. Молекули рідини розташовані безладно і час від часу перескакують з одного осілого положення в інше.
У кристалічних твердих тіл молекули (або атоми) розташовані строго впорядковано.
.
1. Газ здатний до необмеженого розширення. Чому існує атмосфера у Землі?
2. Чим відрізняються траєкторії руху молекул газу, рідини та твердого тіла? Намалюйте приблизні траєкторії молекул речовин, що знаходяться в цих станах.
Г.Я.Мякішев, Б.Б.Буховцев, Н.Н.Сотскій, Фізика 10 клас
Збірник конспектів уроків по всім класами, домашнє завдання, скачати реферати з фізики. книги і підручники згідно календарного планування з фізики для 10 класу
Якщо у вас є виправлення або пропозиції до даного уроку, напишіть нам.
Якщо ви хочете побачити інші коригування та побажання до уроків, дивіться тут - Освітній форум.