Cum sunt dispuse particulele în solide, lichide și gaze? Lichide. Mișcarea moleculelor în lichide Starea gazoasă a materiei aranjarea moleculelor

Lichidul ocupă o poziție intermediară în proprietăți și structură între gaze și substanțele cristaline solide. Prin urmare, are proprietățile substanțelor gazoase și solide. În teoria cinetică moleculară, diferite stări agregate ale unei substanțe sunt asociate cu diferite grade de ordine moleculară. Pentru solide, așa-numitele comanda pe termen lungîn aranjarea particulelor, adică aranjarea lor ordonată, repetându-se pe distanțe lungi. În lichide, așa-numitele comanda pe raza scurtaîn aranjarea particulelor, adică aranjarea lor ordonată, repetată la distanțe, este comparabilă cu cele interatomice. La temperaturi apropiate de temperatura de cristalizare, structura lichidului este apropiată de cea a unui solid. La temperaturi ridicate, aproape de punctul de fierbere, structura lichidului corespunde stării gazoase - aproape toate moleculele participă la mișcarea termică haotică.

Lichidele, ca și solidele, au un anumit volum, iar ca și gazele, ele iau forma vasului în care se află. Moleculele de gaz practic nu sunt interconectate de forțele interacțiunii intermoleculare și, în acest caz, energia medie a mișcării termice a moleculelor de gaz este mult mai mare decât energia potențială medie din cauza forțelor de atracție dintre ele, astfel încât moleculele de gaz se împrăștie în direcții diferite și gazul ocupă volumul care îi este furnizat. În corpurile solide și lichide, forțele de atracție dintre molecule sunt deja semnificative și țin moleculele la o anumită distanță unele de altele. În acest caz, energia medie a mișcării termice a moleculelor este mai mică decât energia potențială medie din cauza forțelor interacțiunii intermoleculare și nu este suficient să depășim forțele de atracție dintre molecule, astfel încât solidele și lichidele au un anumit volum. .

Presiunea în lichide crește foarte brusc odată cu creșterea temperaturii și scăderea volumului. Expansiunea volumetrică a lichidelor este mult mai mică decât cea a vaporilor și gazelor, deoarece forțele care leagă moleculele dintr-un lichid sunt mai semnificative; aceeași remarcă este valabilă pentru dilatarea termică.

Capacitatea termică a lichidelor crește de obicei cu temperatura (deși ușor). Raportul C p /C V este practic egal cu unu.

Teoria fluidului nu a fost complet dezvoltată până în prezent. Dezvoltarea unui număr de probleme în studiul proprietăților complexe ale unui lichid aparține lui Ya.I. Frenkel (1894–1952). El a explicat mișcarea termică într-un lichid prin faptul că fiecare moleculă oscilează un timp în jurul unei anumite poziții de echilibru, după care sare într-o nouă poziție, care se află la o distanță de ordinul distanței interatomice față de cea inițială. Astfel, moleculele lichidului se mișcă destul de lent în întreaga masă a lichidului. Odată cu creșterea temperaturii lichidului, frecvența mișcării oscilatorii crește brusc, iar mobilitatea moleculelor crește.

Pe baza modelului Frenkel, este posibil să explic câteva trăsături distinctive proprietățile lichidului. Astfel, lichidele, chiar și în apropierea temperaturii critice, au o mult mai mare viscozitate decât gazele, iar vâscozitatea scade cu creșterea temperaturii (mai degrabă decât crește, ca în gaze). Acest lucru se explică printr-o natură diferită a procesului de transfer de impuls: este transmis de molecule care sar de la o stare de echilibru la alta, iar aceste salturi devin mult mai frecvente odată cu creșterea temperaturii. Difuzieîn lichide se produce numai din cauza salturilor moleculare și are loc mult mai lent decât în ​​gaze. Conductivitate termică lichidele se datorează schimbului de energie cinetică între particulele care oscilează în jurul pozițiilor lor de echilibru cu amplitudini diferite; salturile ascuțite ale moleculelor nu joacă un rol vizibil. Mecanismul de conducere a căldurii este similar cu mecanismul său în gaze. O trăsătură caracteristică a unui lichid este capacitatea sa de a avea suprafata libera(nu este limitat de pereți solidi).

Fizica moleculară este ușoară!

Forțele de interacțiune ale moleculelor

Toate moleculele unei substanțe interacționează între ele prin forțe de atracție și repulsie.
Dovada interacțiunii moleculelor: fenomenul de umectare, rezistența la compresiune și întindere, compresibilitatea scăzută a solidelor și gazelor etc.
Motivul interacțiunii moleculelor este interacțiunile electromagnetice ale particulelor încărcate din materie.

Cum să explic?

Un atom este format dintr-un nucleu încărcat pozitiv și un înveliș de electroni încărcat negativ. Sarcina nucleului este egală cu sarcina totală a tuturor electronilor, prin urmare, în ansamblu, atomul este neutru din punct de vedere electric.
O moleculă constând din unul sau mai mulți atomi este, de asemenea, neutră din punct de vedere electric.

Luați în considerare interacțiunea dintre molecule folosind exemplul a două molecule imobile.

Între corpuri din natură pot exista forțe gravitaționale și electromagnetice.
Deoarece masele de molecule sunt extrem de mici, forțele neglijabile ale interacțiunii gravitaționale dintre molecule pot fi ignorate.

La distanțe foarte mari, nu există nicio interacțiune electromagnetică între molecule.

Dar, odată cu scăderea distanței dintre molecule, moleculele încep să se orienteze astfel încât părțile lor îndreptate una cu cealaltă vor avea sarcini de semne diferite (în general, moleculele rămân neutre), iar între molecule apar forțe atractive.

Cu o scădere și mai mare a distanței dintre molecule, forțele de respingere apar ca urmare a interacțiunii învelișurilor de electroni încărcate negativ ale atomilor moleculelor.

Ca urmare, molecula este afectată de suma forțelor de atracție și repulsie. La distante mari predomina forta de atractie (la distanta de 2-3 diametre moleculare, atractia este maxima), la distante scurte, forta de respingere.

Există o astfel de distanță între molecule la care forțele de atracție devin egale cu forțele de repulsie. Această poziție a moleculelor se numește poziția de echilibru stabil.

Moleculele situate la distanță unele de altele și conectate prin forțe electromagnetice au energie potențială.
În poziția de echilibru stabil, energia potențială a moleculelor este minimă.

Într-o substanță, fiecare moleculă interacționează simultan cu multe molecule învecinate, ceea ce afectează și valoarea energiei potențiale minime a moleculelor.

În plus, toate moleculele unei substanțe sunt în mișcare continuă, adică. au energie cinetică.

Astfel, structura unei substanțe și proprietățile acesteia (corpi solid, lichid și gazos) sunt determinate de raportul dintre energia potențială minimă de interacțiune a moleculelor și energia cinetică a mișcării termice a moleculelor.

Structura și proprietățile corpurilor solide, lichide și gazoase

Structura corpurilor este explicată prin interacțiunea particulelor corpului și prin natura mișcării lor termice.

Solid

Solidele au o formă și un volum constant și sunt practic incompresibile.
Energia potențială minimă de interacțiune a moleculelor este mai mare decât energia cinetică a moleculelor.
Interacțiune puternică a particulelor.

Mișcarea termică a moleculelor dintr-un solid este exprimată numai prin oscilații ale particulelor (atomi, molecule) în jurul poziției de echilibru stabil.

Datorită forțelor mari de atracție, moleculele practic nu își pot schimba poziția într-o substanță, ceea ce explică invarianța volumului și formei solidelor.

Majoritatea solidelor au un aranjament ordonat spațial de particule care formează o rețea cristalină obișnuită. Particulele de materie (atomi, molecule, ioni) sunt situate la vârfuri - nodurile rețelei cristaline. Nodurile rețelei cristaline coincid cu poziția de echilibru stabil al particulelor.
Astfel de solide se numesc cristaline.

Lichid

Lichidele au un anumit volum, dar nu au o formă proprie, ele iau forma vasului în care se află.
Energia potențială minimă de interacțiune a moleculelor este comparabilă cu energia cinetică a moleculelor.
Interacțiune slabă cu particule.
Mișcarea termică a moleculelor dintr-un lichid este exprimată prin oscilații în jurul poziției de echilibru stabil în volumul furnizat moleculei de vecinii săi.

Moleculele nu se pot mișca liber pe întregul volum al unei substanțe, dar sunt posibile tranzițiile moleculelor către locurile învecinate. Aceasta explică fluiditatea lichidului, capacitatea de a-și schimba forma.

În lichide, moleculele sunt destul de puternic legate între ele prin forțe atractive, ceea ce explică invarianța volumului lichidului.

Într-un lichid, distanța dintre molecule este aproximativ egală cu diametrul moleculei. Odată cu scăderea distanței dintre molecule (comprimarea unui lichid), forțele de respingere cresc brusc, astfel încât lichidele sunt incompresibile.

În ceea ce privește structura lor și natura mișcării termice, lichidele ocupă o poziție intermediară între solide și gaze.
Deși diferența dintre un lichid și un gaz este mult mai mare decât între un lichid și un solid. De exemplu, în timpul topirii sau cristalizării, volumul unui corp se modifică de multe ori mai puțin decât în ​​timpul evaporării sau condensării.

Gazele nu au un volum constant și ocupă întregul volum al vasului în care se află.
Energia potențială minimă de interacțiune a moleculelor este mai mică decât energia cinetică a moleculelor.
Particulele de materie practic nu interacționează.
Gazele se caracterizează printr-o dezordine completă în aranjarea și mișcarea moleculelor.

Moleculele și atomii unui corp solid sunt aranjați într-o anumită ordine și formă rețea cristalină. Astfel de solide se numesc cristaline. Atomii oscilează în jurul poziției de echilibru, iar atracția dintre ei este foarte puternică. Prin urmare, corpurile solide în condiții normale păstrează volumul și au propria lor formă.

Echilibrul termic este starea unui sistem termodinamic în care trece spontan după o perioadă de timp suficient de lungă în condiții de izolare de mediu.

Temperatura este o mărime fizică care caracterizează energia cinetică medie a particulelor unui sistem macroscopic în stare de echilibru termodinamic. Într-o stare de echilibru, temperatura are aceeași valoare pentru toate părțile macroscopice ale sistemului.

Grad Celsius(simbol: °C) este o unitate comună de temperatură utilizată în Sistemul Internațional de Unități (SI) împreună cu kelvinul.

Termometru medical cu mercur

Termometru mecanic

Gradul Celsius este numit după omul de știință suedez Anders Celsius, care în 1742 a propus o nouă scară pentru măsurarea temperaturii. Zero pe scara Celsius era punctul de topire al gheții, iar 100° era punctul de fierbere al apei la presiunea atmosferică standard. (Inițial, Celsius a luat temperatura de topire a gheții ca 100 °, iar punctul de fierbere al apei ca 0 °. Și abia mai târziu, contemporanul său Carl Linnaeus a „întors” această scară). Această scară este liniară în intervalul 0-100° și, de asemenea, continuă liniar în regiunea sub 0° și peste 100°. Linearitatea este o problemă majoră cu măsurători precise de temperatură. Este suficient sa mentionam ca un termometru clasic umplut cu apa nu poate fi marcat pentru temperaturi sub 4 grade Celsius, deoarece in acest interval apa incepe din nou sa se dilate.

Definiția originală a gradului Celsius depindea de definiția presiunii atmosferice standard, deoarece atât punctul de fierbere al apei, cât și punctul de topire al gheții depind de presiune. Acest lucru nu este foarte convenabil pentru standardizarea unității de măsură. Prin urmare, după adoptarea kelvin K ca unitate de bază a temperaturii, definiția gradului Celsius a fost revizuită.

Conform definiției moderne, un grad Celsius este egal cu un kelvin K, iar zeroul scalei Celsius este setat astfel încât temperatura punctului triplu al apei să fie de 0,01 °C. Ca urmare, scările Celsius și Kelvin sunt deplasate cu 273,15:

26)Gaz ideal- un model matematic al unui gaz, în care se presupune că energia potențială a interacțiunii moleculelor poate fi neglijată în comparație cu energia lor cinetică. Forțele de atracție sau de respingere nu acționează între molecule, ciocnirile particulelor între ele și cu pereții vasului sunt absolut elastice, iar timpul de interacțiune între molecule este neglijabil de mic în comparație cu timpul mediu dintre ciocniri.

Unde k este constanta Boltzmann (raportul constantei universale de gaz R la numărul lui Avogadro N / A), i- numărul de grade de libertate al moleculelor (în majoritatea problemelor despre gazele ideale, în care moleculele sunt presupuse a fi sfere cu rază mică, al căror analog fizic poate fi gaz inerte) și T este temperatura absolută.

Ecuația de bază a MKT conectează parametrii macroscopici (presiune, volum, temperatură) ai unui sistem de gaz cu cei microscopici (masa moleculară, viteza medie de mișcare a acestora).

Fizică. Molecule. Aranjarea moleculelor la distanță gazoasă, lichidă și solidă.

1. 
   
   
2. În stare gazoasă, moleculele nu sunt conectate între ele, ele sunt situate la mare distanță unele de altele. Mișcarea browniană. Gazul poate fi comprimat relativ ușor.
   Într-un lichid, moleculele sunt apropiate, vibrând împreună. Aproape incompresibil.
   Într-un solid - moleculele sunt aranjate într-o ordine strictă (în rețele cristaline), nu există mișcare a moleculelor. Compresia nu va ceda.
3. Structura materiei și începutul chimiei:
   http://samlib.ru/a/anemow_e_m/aa0.shtml
   (fără înregistrare și mesaje SMS, într-un format text convenabil: puteți folosi Ctrl+C)
4. Nu este în niciun caz posibil să fim de acord că în stare solidă moleculele nu se mișcă.

   Mișcarea moleculelor în gaze

   În gaze, distanța dintre molecule și atomi este de obicei mult mai mare decât dimensiunea moleculelor, iar forțele atractive sunt foarte mici. Prin urmare, gazele nu au propria lor formă și volum constant. Gazele sunt ușor comprimate deoarece forțele de respingere la distanțe mari sunt și ele mici. Gazele au proprietatea de a se extinde la nesfârșit, umplând întregul volum care le este furnizat. Moleculele de gaz se mișcă cu viteze foarte mari, se ciocnesc între ele, se ciocnesc unele de altele în direcții diferite. Numeroase impacturi ale moleculelor asupra pereților vasului creează presiunea gazului.

   Mișcarea moleculelor în lichide

   În lichide, moleculele nu numai că oscilează în jurul poziției de echilibru, dar sar și de la o poziție de echilibru la următoarea. Aceste salturi au loc periodic. Intervalul de timp dintre astfel de salturi se numește timpul mediu al vieții stabilite (sau timpul mediu de relaxare) și este notat cu litera?. Cu alte cuvinte, timpul de relaxare este timpul de oscilație în jurul unei poziții specifice de echilibru. La temperatura camerei, acest timp este în medie de 10-11 s. Timpul unei oscilații este de 10-1210-13 s.

   Timpul vieții stabilizate scade odată cu creșterea temperaturii. Distanța dintre moleculele lichide este mai mică decât dimensiunea moleculelor, particulele sunt aproape unele de altele, iar atracția intermoleculară este mare. Cu toate acestea, aranjarea moleculelor lichide nu este strict ordonată pe tot volumul.

   Lichidele, ca și solidele, își păstrează volumul, dar nu au propria lor formă. Prin urmare, ele iau forma vasului în care se află. Un lichid are proprietatea de fluiditate. Datorită acestei proprietăți, lichidul nu rezistă la schimbarea formei, se comprimă puțin, iar proprietățile sale fizice sunt aceleași în toate direcțiile din interiorul lichidului (izotropie a lichidului). Natura mișcării moleculare în lichide a fost stabilită pentru prima dată de fizicianul sovietic Iakov Ilici Frenkel (1894-1952).

   Mișcarea moleculelor în solide

   Moleculele și atomii unui corp solid sunt aranjați într-o anumită ordine și formează o rețea cristalină. Astfel de solide se numesc cristaline. Atomii oscilează în jurul poziției de echilibru, iar atracția dintre ei este foarte puternică. Prin urmare, corpurile solide în condiții normale își păstrează volumul și au propria lor formă.

5. În gazos-mutare aleatoriu, tăiați
   În lichid-mișcare în linie unul cu celălalt
   În solid - nu vă mișcați.

Energia cinetică a unei molecule

Într-un gaz, moleculele efectuează mișcare liberă (izolate de alte molecule), doar din când în când ciocnindu-se între ele sau cu pereții vasului. Atâta timp cât molecula se află în mișcare liberă, are doar energie cinetică. În timpul ciocnirii, moleculele au și energie potențială. Astfel, energia totală a unui gaz este suma energiilor cinetice și potențiale ale moleculelor sale. Cu cât gazul este rarefiat, cu atât mai multe molecule în fiecare moment sunt în stare de mișcare liberă, având doar energie cinetică. În consecință, atunci când gazul este rarefiat, ponderea energiei potențiale scade în comparație cu energia cinetică.

Energia cinetică medie a unei molecule în echilibrul unui gaz ideal are o caracteristică foarte importantă: într-un amestec de gaze diferite, energia cinetică medie a unei molecule pentru diferite componente ale amestecului este aceeași.

De exemplu, aerul este un amestec de gaze. Energia medie a unei molecule de aer pentru toate componentele sale în condiții normale, când aerul poate fi considerat încă un gaz ideal, este aceeași. Această proprietate a gazelor ideale poate fi demonstrată pe baza unor considerații statistice generale. Din aceasta rezultă o consecință importantă: dacă două gaze diferite (în vase diferite) sunt în echilibru termic între ele, atunci energiile cinetice medii ale moleculelor lor sunt aceleași.

În gaze, distanța dintre molecule și atomi este de obicei mult mai mare decât dimensiunea moleculelor în sine, forțele de interacțiune ale moleculelor nu sunt mari. Ca urmare, gazul nu are propria formă și volum constant. Gazul este ușor de compresibil și se poate extinde la infinit. Moleculele de gaz se mișcă liber (translațional, se pot roti), ciocnind doar ocazional cu alte molecule și cu pereții vasului în care se află gazul și se mișcă cu viteze foarte mari.

Mișcarea particulelor în solide

Structura solidelor este fundamental diferită de structura gazelor. În ele, distanțele intermoleculare sunt mici și energia potențială a moleculelor este comparabilă cu cea cinetică. Atomii (sau ionii, sau moleculele întregi) nu pot fi numiți imobili, ei efectuează mișcări oscilatorii aleatorii în jurul pozițiilor lor medii. Cu cât temperatura este mai mare, cu atât energia oscilațiilor este mai mare și, prin urmare, amplitudinea medie a oscilațiilor. Vibrațiile termice ale atomilor explică și capacitatea de căldură a solidelor. Să luăm în considerare mai detaliat mișcările particulelor din solidele cristaline. Întregul cristal în ansamblu este un sistem oscilator cuplat foarte complex. Abaterile atomilor de la pozițiile medii sunt mici și, prin urmare, putem presupune că atomii sunt supuși acțiunii unor forțe cvasi-elastice care se supun legii Hooke liniare. Astfel de sisteme oscilatorii se numesc liniare.

Există o teorie matematică dezvoltată a sistemelor supuse oscilațiilor liniare. Demonstrează o teoremă foarte importantă, a cărei esență este următoarea. Dacă sistemul efectuează oscilații mici (liniare) interconectate, atunci prin transformarea coordonatelor poate fi redus formal la un sistem de oscilatoare independente (pentru care ecuațiile de oscilație nu depind unele de altele). Sistemul de oscilatoare independente se comportă ca un gaz ideal în sensul că atomii acestuia din urmă pot fi considerați independenți și ei.

Utilizând ideea independenței atomilor de gaz ajungem la legea lui Boltzmann. Această concluzie foarte importantă oferă o bază simplă și de încredere pentru întreaga teorie a solidelor.

legea lui Boltzmann

Numărul de oscilatoare cu parametri dați (coordonate și viteze) se determină în același mod ca și numărul de molecule de gaz într-o stare dată, după formula:

Energia oscilatorului.

Legea lui Boltzmann (1) în teoria unui corp solid nu are restricții, cu toate acestea, formula (2) pentru energia unui oscilator este preluată din mecanica clasică. În considerarea teoretică a solidelor, este necesar să ne bazăm pe mecanica cuantică, care se caracterizează printr-o modificare discretă a energiei unui oscilator. Discretitatea energiei oscilatorului devine nesemnificativă numai la valori suficient de mari ale energiei sale. Aceasta înseamnă că (2) poate fi utilizat numai la temperaturi suficient de ridicate. La temperaturi ridicate ale unui solid, aproape de punctul de topire, legea lui Boltzmann implică legea distribuției uniforme a energiei pe grade de libertate. Dacă în gaze pentru fiecare grad de libertate, în medie, există o cantitate de energie egală cu (1/2) kT, atunci oscilatorul are un grad de libertate, pe lângă cinetică, are energie potențială. Prin urmare, pentru un grad de libertate într-un solid la o temperatură suficient de ridicată, există o energie egală cu kT. Pe baza acestei legi, nu este dificil să se calculeze energia internă totală a unui solid și, după aceasta, capacitatea sa de căldură. Un mol dintr-un solid conține atomi de NA și fiecare atom are trei grade de libertate. Prin urmare, molul conține 3 oscilatoare NA. Energia molară a unui corp solid

și capacitatea de căldură molară a unui solid la temperaturi suficient de ridicate

Experiența confirmă această lege.

Lichidele ocupă o poziție intermediară între gaze și solide. Moleculele unui lichid nu diverg pe distanțe lungi, iar lichidul în condiții normale își păstrează volumul. Dar, spre deosebire de solide, moleculele nu numai că oscilează, ci și sar din loc în loc, adică fac mișcări libere. Când temperatura crește, lichidele fierb (există așa-numitul punct de fierbere) și se transformă într-un gaz. Pe măsură ce temperatura scade, lichidele se cristalizează și devin solide. Există un punct în câmpul de temperatură în care granița dintre gaz (vapori saturati) și lichid dispare (punct critic). Modelul mișcării termice a moleculelor din lichide în apropierea temperaturii de solidificare este foarte asemănător cu comportamentul moleculelor din solide. De exemplu, coeficienții capacității termice sunt aproape aceiași. Deoarece capacitatea de căldură a unei substanțe în timpul topirii se modifică ușor, se poate concluziona că natura mișcării particulelor într-un lichid este apropiată de mișcarea într-un solid (la temperatura de topire). Când este încălzit, proprietățile lichidului se schimbă treptat și devine mai mult ca un gaz. În lichide, energia cinetică medie a particulelor este mai mică decât energia potențială a interacțiunii lor intermoleculare. Energia interacțiunii intermoleculare în lichide și solide diferă nesemnificativ. Dacă comparăm căldura de fuziune și căldura de evaporare, vom vedea că în timpul trecerii de la o stare de agregare la alta, căldura de fuziune este semnificativ mai mică decât căldura de vaporizare. O descriere matematică adecvată a structurii unui lichid poate fi dată doar cu ajutorul fizicii statistice. De exemplu, dacă un lichid este format din molecule sferice identice, atunci structura sa poate fi descrisă prin funcția de distribuție radială g(r), care dă probabilitatea de a găsi orice moleculă la distanța r de cea dată aleasă ca punct de referință. Experimental, această funcție poate fi găsită prin studierea difracției razelor X sau neutronilor; este posibil să se efectueze simulări pe computer ale acestei funcții folosind mecanica newtoniană.

Teoria cinetică a lichidului a fost dezvoltată de Ya.I. Frenkel. În această teorie, lichidul este considerat, ca și în cazul unui corp solid, ca un sistem dinamic de oscilatoare armonice. Dar, spre deosebire de un corp solid, poziția de echilibru a moleculelor într-un lichid este temporară. După ce oscilează în jurul unei poziții, molecula lichidă sare într-o nouă poziție situată în vecinătate. Un astfel de salt are loc cu cheltuirea energiei. Timpul mediu de „viață stabilită” al unei molecule lichide poate fi calculat astfel:

\[\left\langle t\right\rangle =t_0e^(\frac(W)(kT))\left(5\right),\]

unde $t_0\ $ este perioada de oscilații în jurul unei poziții de echilibru. Energia pe care o moleculă trebuie să o primească pentru a se deplasa dintr-o poziție în alta se numește energia de activare W, iar timpul în care molecula se află în poziția de echilibru se numește timpul t de „viață stabilită”.

Pentru o moleculă de apă, de exemplu, la temperatura camerei, o moleculă face aproximativ 100 de vibrații și sare într-o nouă poziție. Forțele de atracție dintre moleculele unui lichid sunt mari pentru a păstra volumul, dar viața sedentară limitată a moleculelor duce la apariția unui astfel de fenomen precum fluiditatea. În timpul oscilațiilor particulelor în apropierea poziției de echilibru, acestea se ciocnesc continuu unele cu altele, prin urmare, chiar și o mică compresie a lichidului duce la o „întărire” bruscă a ciocnirilor de particule. Aceasta înseamnă o creștere bruscă a presiunii lichidului pe pereții vasului în care este comprimat.

Exemplul 1

Sarcină: Determinați capacitatea termică specifică a cuprului. Să presupunem că temperatura cuprului este aproape de punctul de topire. (Masa molară a cuprului $\mu =63\cdot 10^(-3)\frac(kg)(mol))$

Conform legii Dulong și Petit, un mol de substanțe simple din punct de vedere chimic la temperaturi apropiate de punctul de topire are o capacitate termică:

Capacitatea termică specifică a cuprului:

\[C=\frac(c)(\mu )\to C=\frac(3R)(\mu )\left(1.2\right),\] \[C=\frac(3\cdot 8,31) (63\cdot 10^(-3))=0,39\ \cdot 10^3(\frac(J)(kgK))\]

Răspuns: Capacitatea termică specifică a cuprului este de 0,39 USD\ \cdot 10^3\left(\frac(J)(kgK)\right).$

Sarcină: Explicați într-un mod simplificat din punct de vedere al fizicii procesul de dizolvare a sării (NaCl) în apă.

Baza teoriei moderne a soluțiilor a fost creată de D.I. Mendeleev. El a descoperit că în timpul dizolvării, două procese au loc simultan: fizic - distribuția uniformă a particulelor de substanță dizolvată în volumul soluției și chimice - interacțiunea solventului cu solutul. Suntem interesați de procesul fizic. Moleculele de sare nu distrug moleculele de apă. În acest caz, ar fi imposibil să se evapore apa. Dacă moleculele de sare ar fi atașate la moleculele de apă, am obține o substanță nouă. Și moleculele de sare nu pot pătrunde în moleculele de apă.

O legătură ion-dipol are loc între ionii Na+ și Cl- ai moleculelor de clor și apă polară. Se dovedește a fi mai puternic decât legăturile ionice din moleculele de sare. Ca urmare a acestui proces, legătura dintre ionii aflați pe suprafața cristalelor de NaCl este slăbită, ionii de sodiu și clor se desprind din cristal, iar moleculele de apă formează în jurul lor așa-numitele învelișuri de hidratare. Ionii hidratați separați sub influența mișcării termice sunt distribuiți uniform între moleculele de solvent.