Постоянная Авогадро и постоянная Лошмидта.

Стр 1 из 40Следующая ⇒

Количество вещества в граммах, численно равное его относительной молекулярной массе называется молем. Масса 1 моля называется молярной массой:

m = m_отн [г/моль] = m_отн × 10^-3 [кг/моль].

В моле любого вещества содержится одинаковое количество молекул, оно называется числом Авогадро. Число Авогадро можно найти, если молярную массу разделить на массу одной молекулы:

Из химии известно, что моль любого газа при нормальных условиях занимает объем 22, 4 л = 22, 4 × 10^{-3 м3}. Число молекул в единице объема газа, при нормальных условиях называется числом Лошмидта. Его можно найти, если число молекул в моле разделим на объем который он занимает.

Длина свободного пробега молекул. Понятие вакуума.

Расстояние, которое пролетает молекула между соседними столкновениями, называется длинной свободного пробега молекулы. Поскольку различные пробеги могут отличаться друг от друга, то говорят о средней длине свободного пробега:

Если - количество пробегов, равное числу столкновений в единицу времени, то в числителе путь, пройденный молекулой в единицу времени, т.е. скорость .

Если число молекул в единице объема меньше числа Лошмидта, то говорят о разрежении газа. Если длина свободного пробега определяется размерами сосуда, то говорят, что в сосуде высокий вакуум, который необходим для работы многих технических установок, телевизионных и рентгеновских трубок, радиоламп. Вакуум - это не абсолютно пустое пространство, там всегда присутствуют гравитационные и электромагнитные поля.

Давление газа. Манометры.

Молекулы газа, ударяясь о стенки сосуда, оказывают на них давление

Паскалем называют давление при котором на площадь в 1 м² действует сила в 1 Н. Некоторые вне системные единицы давления:

1) Техническая атмосфера - давление создаваемое силой в 1 кг на площадь 1 см².

1 ат = 1 кг/см² = 9, 8 × 10⁴ ПА » 10⁵ ПА

2) Миллиметр ртутного столбика – это давление производимое столбиком ртути, высотой 1 мм на горизонтальную поверхность:

1 мм рт.ст.= 133 ПА

3) Физическая атмосфера – 1 атм = 760 мм рт.ст.= 1, 013 × 10⁵ ПА » 10⁵ПА. Это давление называется нормальным.

Приборы для измерения давления – манометры. Они бывают металлические и жидкостные. Главная деталь металлического манометра - изогнутая трубка, соединенная со стрелкой; давление во все стороны одинаково, но площадь внешней поверхности больше, чем площадь внутренней поверхности, поэтому на внешнюю поверхность действует большая сила и трубка разгибается; стрелка показывает величину давления. Жидкостный манометр представляет собой «U» трубку в которой находится ртуть или окрашенная жидкость; в сообщающихся сосудах уровень жидкости должен быть одинаковым, но если давление не одинаково в трубках, то уровень жидкости смещается. Давление определяется по разности уровней жидкости в коленах манометра.

Закон Дальтона.

В природе и технике часто имеем дело со смесью нескольких газов. Точное исследование давления смеси газов было произведено английским химиком Джоном Дальтоном в 1809 году. Давление, которое имел бы каждый из газов, составляющих смесь, если бы удалить остальные из объема, занимаемого смесью, называют парциальным давлением этого газа (парциальный (латинское) - частичный). Закон Дальтона: Давление смеси газов равно сумме их парциальных давлений - . P – давление смеси, - парциальное давление i-го компонента смеси. При больших давления закон Дальтона не выполняется.

ЗАДАЧИ К БЛОКУ 2

1. Воздух легко сжимается, например, под поршнем велосипедного насоса. Можно ли воздух сжать до сколь угодно малого объема?

Ответ: Нет, так как сами молекулы имеют объем и занимают часть пространства. Хотя объем молекул мал, но он не равен нулю.

2. Почему пленка масляного пятна на воде имеет хотя и очень малую, но вполне определенную толщину?

Ответ: Масляная пленка на воде не может растекаться до толщины равной диаметру одной молекулы, который имеет вполне определенную величину – порядка 10^{-9 м.}

3. Лес, ржаное поле, воинская колонна или рой пчел кажутся на далеком расстоянии сплошными телами. С помощью какого прибора можно издали обнаружить, что они состоят из отдельных более мелких тел (деревьев, стеблей и т.д.) расположенных на некотором расстоянии друг от друга?

Ответ: Назначение данной задачи - пояснить (прибегнув к аналогии), что твердые и жидкие тела, кажущиеся из-за ограниченных возможностей человеческого зрения сплошными, в действительности имеют “зернистое” строение, что в ряде случаев можно наглядно установить с помощью специальных приборов.

4. Определите относительную массу молекулы углекислого газа, ее массу в килограммах и молярную массу углекислого газа.

m_отн= 12 + 16 × 2 = 44 а. е. м.; m = 44 × 1, 660 × 10^{-27 кг = 72}× 10^{-27 кг.}

m = 44 × 10^-3 кг/моль

Задача: Определим массу молекулы водорода (кг), а также число молекул в 10 г водорода.

1 способ: Относительная масса молекулы водорода равна 2 а.е.м., а ее масса в (кг)

m₁ = 2 × 1, 660 × 10^{-27 кг = 3, 32}× 10^{-27 кг, имеющая масса водорода m = 10 г = 10}× 10^{-3 кг.}

Значит, число молекул найдем, разделив массу данного газа на массу его одной молекулы:

Ответ: 3, 01 × 10²⁴ молекул.

2 способ: Молярная масса водорода равна m = 2 г/моль, масса вещества m = 10 г. Значит, в данном веществе содержится число молей: . В одном моле находится число Авогадро молекул: N_А = 6, 02 × 10²³молек/моль, а в 5-ти молях:

Ответ: 3, 01 × 10²⁴ молекул

БЛОК 3

Свойства идеального газа

1. Идеальный газ. Основное уравнение молекулярной кинетической теории.

2. Зависимость давления газа от температуры при постоянном объеме.

3. Абсолютная температура, абсолютный нуль.

4. Уравнение Больцмана.

5. Объединенный газовый закон.

6. Уравнение Клайпейрона-Менделеева.

7. Изохорический процесс.

8. Изобарический процесс.

9. Изотермический процесс.

Л.С. Жданов §4.1.–4.4.; 5.1.–5.8./ Г.Я. Мякишев Физика: Учеб. для 10 кл. §6–14/ В.В. Жилко Физика: Учеб. для 11 кл. §17–22, 36–40/Сборник задач под ред. Гладковой 2.44, 2.60, 3.1.–3.9, 3.13.–3.19.

12 3 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒