Основные положения МКТ

Главное положение молекулярно-кинетической теории молекул

• Все природные вещества могут находиться в жидком, твердом или газообразном состоянии, в зависимости от внешних условий и особенностей.
• Все вещества образуются из частиц, которые в свою очередь состоят из атомов.
• Элементарные молекулы могут быть представлены сложным строением, а именно, наличие в своем составе нескольких молекул.
• Молекулы и атомы – это электрически нейтральные частицы. Они в конкретных определенных условиях способны приобретать дополнительный электрический заряд частиц и далее переходить в ионы положительного или отрицательного значения.
• Движение атомов и молекул, всегда происходит в непрерывном процессе.
• Частицы с электрической природой силы всегда, имеют свойство, взаимодействовать друг с другом.

Основное положение и суть молекулярно кинетической теории подтверждает Броуновское движение молекул. Также данное движение опытно обосновывает основное положение. Тепловое движение частиц осуществляется с молекулами, которые являются взвешенными в жидкой и газообразной среде вещества.

Опытное обоснование основных положений молекулярно кинетической теории

В 1827 году ученый Р. Броун сделал открытие, относительно движения, которое было обусловлено ударами беспорядочного типа и перемещениями молекул частиц. Данный процесс осуществлялся хаотично, и удары не могли уравновешивать друг друга. Следовательно, что скорость Броуновской частицы не может быть постоянным значением. Ей свойственно постоянное изменение, а движение направления имеет зигзагообразную форму, которая отображена на рисунке 1.

О броуновском движении неоднократно упоминал еще А. Эйнштейн в 1905 году. Его теория нашла подтверждение в практических опытах Ж. Перрена в период с 1908 по 1911 годов.

Из теории Эйнштейна есть следующее свойство: квадрат смещения < r 2 > броуновской частицы относительно первоначального положения, усредненное по многим броуновским частицам, является пропорциональным относительно времени наблюдения равным t.

Выражение, которое обозначается как < r 2 > = D t характеризует диффузионный закон. Относительно теории имеем, что D будет монотонно возрастать при процессе увеличения температурных показателей.

Движение в хаотичном порядке будет происходить при наличии диффузии.

Такой процесс в основном происходит достаточно быстротечно, и в газообразной среде.

Используя примеры диффузии с различными по плотности составами, можно получить смесь однородного типа.

При расположении в одном сосуде двух химических веществ: кислорода O₂ и водорода H ₂Р₂ с перегородкой, будет происходить следующая реакция. Если удалить перегородку, газы постепенно будут смешиваться, тем самым образуя опасную химическую смесь.

Такой процесс возможен, если водород находится сверху, а кислород внизу.

В жидкой среде, также могут протекать процессы взаимопроникновения, однако это происходит значительно медленней.

При растворении твердого тела, сахара, в воде, то можно получить однородный раствор. Следовательно, он будет являться наглядным примером диффузионных процессов в жидком веществе.

Для реальных условий перемешивание в жидкости или газообразной среде замаскировано быстрыми процессами движения и преобразования.

Например: возникновение и образование конвекционных потоков.

Для диффузии твердых тел отличительной чертой является замедленное действие при перемещении.

Если поверхность взаимодействия металлов почистить, то можно рассмотреть следующий момент. При истечении большого временного периода, в каждом из металлов могут образовываться атомы других металлов.

Два движения, диффузное и броуновское, в науке принято считать равными друг для друга.

При взаимопроникновении частиц любых двух веществ, движение осуществляется беспорядочно и хаотично. Следовательно, наблюдается хаотичное тепловое перемещение молекул.

Принцип и применение Броуновского движения

Силы, которые действуют между двумя молекулами, всегда зависят от расстояния между ними же.

Молекулы имеют в своем составе, как положительные, так и отрицательные частицы. Если расстояния между молекулами большое, то будут преобладать межмолекулярное притяжение. Когда будет наблюдаться обратный эффект, а именно малые расстояния, то силы будут иметь отталкивающий характер.

На выше расположенном рисунке, можно наблюдать зависимость силы F и потенциальной энергии Ер, также взаимодействие между молекулами от расстояния от центра их расположения.

Если расстояние равно r = 0, то взаимодействующую сила обращается в нулевой показатель. Такое расстояние условно принимают в качестве показателя диаметра молекулы. При r = r₀ потенциальная энергия взаимодействия принимает минимальный числовой показатель..

Чтобы отдалить две молекулы с расстоянием r 0 , следует сообщить E 0 , называемую энергией связи или глубиной потенциальной ямы.

С учетом того, что молекулы имеют малые размеры и параметры, простые одноатомные могут быть размером 10^–10 м. Более сложные способны достигать размеров в несколько сот раз более.

При увеличении показателей температуры, будет увеличивается кинетическая энергия всего теплового движения. Когда температура низкая, то средняя кинетическая энергия, будет оказывать наиболее меньшее значение глубины потенциальной ямы E₀. Данный момент указывает, что все молекулы перетекают в жидкое или твердое вещество с расстоянием, имеющим средний показатель.

Когда температура начинает повышаться, то средняя кинетическая энергия молекулы существенно превышает E₀. Следовательно, молекулы начинают процесс разлета и образуют вещество газообразного типа.

В твердых телах молекулы двигаются беспорядочно около фиксированных центров, то есть, положений равновесия. В пространстве может быть распределены нерегулярным образом (у аморфных тел) или с образованием упорядоченных объемных структур (кристаллических тел).

Агрегатные состояния, которые могут приобретать вещества

Свободный процесс теплового движения молекулярных частиц, будет просматриваться в жидкой среде. Это происходит по причине отсутствия привязки их к центрам, и позволяет перемещаться по всему заданному объему.

Такой характер движения, объясняется текучестью вещества.

Если молекулы находятся близко, возможно образование упорядоченных структур с несколькими молекулами. Такое явление получило название ближнего порядка. Данный порядок более распространен, для тел кристаллического строения.

В газовой среде расстояние между молекулами намного больше, чем в иной среде. Поэтому действующие силы имеют малые показатели, а их движения происходят вдоль прямой, при этом оживая очередного соударения друг с другом.

Значение 10 ^{– 8} является средним показателем для расстояния между молекулами воздуха в нормальных условиях. Так как, взаимодействие сил слабое, газы расширяются и способны наполнить любой сосуд и разного объема. Когда их взаимодействие стремится к нулю, то говорят о представлении идеального газа в среде.

Кинетическая модель для идеального газового вещества

В молекулярной кинетической теории состав и количество веществ всегда принимается пропорциональным общему числу частиц.