Hur är partiklar ordnade i fasta ämnen, vätskor och gaser? Vätskor. Molekylernas rörelse i vätskor Materiens gasformiga tillstånd arrangemanget av molekyler

Vätskan intar en mellanposition i egenskaper och struktur mellan gaser och fasta kristallina ämnen. Därför har den egenskaperna hos både gasformiga och fasta ämnen. I den molekylära kinetiska teorin är olika aggregattillstånd för ett ämne associerade med olika grader av molekylär ordning. För fasta ämnen, den s.k lång räckvidd ordning vid arrangemanget av partiklar, dvs. deras ordnade arrangemang, upprepande över långa avstånd. I vätskor, den sk kort räckvidd ordning vid arrangemanget av partiklar, dvs. deras ordnade arrangemang, som upprepas på avstånd, är jämförbart med interatomära. Vid temperaturer nära kristallisationstemperaturen är vätskestrukturen nära den hos ett fast ämne. Vid höga temperaturer, nära kokpunkten, motsvarar vätskans struktur det gasformiga tillståndet - nästan alla molekyler deltar i kaotisk termisk rörelse.

Vätskor, som fasta ämnen, har en viss volym, och som gaser tar de formen av kärlet där de är belägna. Gasmolekyler är praktiskt taget inte sammankopplade av krafterna från intermolekylär interaktion, och i detta fall är medelenergin för den termiska rörelsen hos gasmolekyler mycket större än den genomsnittliga potentiella energin på grund av attraktionskrafterna mellan dem, så gasmolekylerna sprids i olika riktningar och gasen upptar den volym som tillförs den. I fasta och flytande kroppar är attraktionskrafterna mellan molekyler redan betydande och håller molekylerna på ett visst avstånd från varandra. I det här fallet är medelenergin för den termiska rörelsen av molekyler mindre än den genomsnittliga potentiella energin på grund av krafterna från intermolekylär interaktion, och det räcker inte för att övervinna attraktionskrafterna mellan molekyler, så fasta ämnen och vätskor har en viss volym .

Trycket i vätskor ökar mycket snabbt med ökande temperatur och minskande volym. Den volymetriska expansionen av vätskor är mycket mindre än den för ångor och gaser, eftersom krafterna som binder molekyler i en vätska är mer betydande; samma anmärkning gäller termisk expansion.

Vätskors värmekapacitet ökar vanligtvis med temperaturen (om än något). Cp/CV-förhållandet är praktiskt taget lika med ett.

Teorin om vätska har inte utvecklats fullt ut hittills. Utvecklingen av ett antal problem i studiet av de komplexa egenskaperna hos en vätska tillhör Ya.I. Frenkel (1894–1952). Han förklarade den termiska rörelsen i en vätska med att varje molekyl svänger under en tid runt en viss jämviktsposition, varefter den hoppar till en ny position, som är på ett avstånd i storleksordningen av det interatomära avståndet från det initiala. Sålunda rör sig vätskans molekyler ganska långsamt genom hela vätskans massa. Med en ökning av vätskans temperatur ökar frekvensen av oscillerande rörelser kraftigt, och molekylernas rörlighet ökar.

Utifrån Frenkel-modellen går det att förklara en del särdrag vätskans egenskaper. Således har vätskor, även nära den kritiska temperaturen, en mycket högre viskositetän gaser, och viskositeten minskar med ökande temperatur (snarare än ökar, som i gaser). Detta förklaras av en annan karaktär av momentumöverföringsprocessen: den överförs av molekyler som hoppar från ett jämviktstillstånd till ett annat, och dessa hopp blir mycket vanligare med ökande temperatur. Diffusion i vätskor uppstår endast på grund av molekylära hopp, och det sker mycket långsammare än i gaser. Värmeledningsförmåga vätskor beror på utbytet av kinetisk energi mellan partiklar som oscillerar runt deras jämviktspositioner med olika amplituder; skarpa hopp av molekyler spelar ingen märkbar roll. Mekanismen för värmeledning liknar dess mekanism i gaser. En karaktäristisk egenskap hos en vätska är dess förmåga att ha fri yta(ej begränsad av solida väggar).

Molekylär fysik är lätt!

Interaktionskrafter hos molekyler

Alla molekyler av ett ämne interagerar med varandra genom krafter av attraktion och repulsion.
Bevis på molekylers interaktion: fenomenet vätning, motstånd mot kompression och sträckning, låg kompressibilitet av fasta ämnen och gaser, etc.
Anledningen till molekylernas interaktion är de elektromagnetiska interaktionerna mellan laddade partiklar i materia.

Hur förklarar man det?

En atom består av en positivt laddad kärna och ett negativt laddat elektronskal. Kärnans laddning är lika med den totala laddningen för alla elektroner, därför är atomen som helhet elektriskt neutral.
En molekyl som består av en eller flera atomer är också elektriskt neutral.

Betrakta interaktionen mellan molekyler med hjälp av exemplet med två orörliga molekyler.

Gravitationskrafter och elektromagnetiska krafter kan existera mellan kroppar i naturen.
Eftersom massorna av molekyler är extremt små, kan de försumbara krafterna av gravitationsinteraktion mellan molekyler ignoreras.

På mycket stora avstånd finns det heller ingen elektromagnetisk interaktion mellan molekyler.

Men med ett minskat avstånd mellan molekylerna börjar molekylerna orientera sig så att deras sidor som är vända mot varandra kommer att ha laddningar av olika tecken (i allmänhet förblir molekylerna neutrala), och attraktionskrafter uppstår mellan molekylerna.

Med en ännu större minskning av avståndet mellan molekylerna uppstår repulsiva krafter som ett resultat av interaktionen av negativt laddade elektronskal hos molekylernas atomer.

Som ett resultat påverkas molekylen av summan av attraktions- och repulsionskrafterna. På stora avstånd råder attraktionskraften (på ett avstånd av 2-3 molekylära diametrar, attraktionen är maximal), på korta avstånd, den frånstötande kraften.

Det finns ett sådant avstånd mellan molekyler där attraktionskrafterna blir lika med repulsionskrafterna. Denna position av molekylerna kallas positionen för stabil jämvikt.

Molekyler som ligger på avstånd från varandra och förbundna med elektromagnetiska krafter har potentiell energi.
I positionen för stabil jämvikt är den potentiella energin hos molekyler minimal.

I ett ämne interagerar varje molekyl samtidigt med många angränsande molekyler, vilket också påverkar värdet på molekylernas minsta potentiella energi.

Dessutom är ett ämnes alla molekyler i kontinuerlig rörelse, d.v.s. har kinetisk energi.

Således bestäms strukturen av ett ämne och dess egenskaper (fasta, flytande och gasformiga kroppar) av förhållandet mellan den minimala potentiella energin för interaktion mellan molekyler och den kinetiska energin för molekylernas termiska rörelse.

Fasta, flytande och gasformiga kroppars struktur och egenskaper

Kropparnas struktur förklaras av samspelet mellan kroppspartiklar och arten av deras termiska rörelse.

Fast

Fasta ämnen har en konstant form och volym och är praktiskt taget inkompressibla.
Den minsta potentiella energin för interaktion mellan molekyler är större än den kinetiska energin för molekyler.
Stark interaktion av partiklar.

Den termiska rörelsen av molekyler i ett fast ämne uttrycks endast av svängningar av partiklar (atomer, molekyler) runt positionen för stabil jämvikt.

På grund av de stora attraktionskrafterna kan molekyler praktiskt taget inte ändra sin position i ett ämne, vilket förklarar invariansen i volymen och formen av fasta ämnen.

De flesta fasta ämnen har ett rumsligt ordnat arrangemang av partiklar som bildar ett vanligt kristallgitter. Materiapartiklar (atomer, molekyler, joner) är belägna vid hörnen - kristallgittrets noder. Kristallgittrets noder sammanfaller med positionen för stabil jämvikt för partiklarna.
Sådana fasta ämnen kallas kristallina.

Flytande

Vätskor har en viss volym, men har inte sin egen form, de tar formen av kärlet där de är belägna.
Den minsta potentiella energin för interaktion mellan molekyler är jämförbar med den kinetiska energin hos molekyler.
Svag partikelinteraktion.
Den termiska rörelsen av molekyler i en vätska uttrycks av svängningar runt positionen för stabil jämvikt inom volymen som tillhandahålls till molekylen av dess grannar

Molekyler kan inte röra sig fritt genom hela volymen av ett ämne, men övergångar av molekyler till närliggande platser är möjliga. Detta förklarar vätskans flytbarhet, förmågan att ändra sin form.

I vätskor är molekylerna ganska starkt bundna till varandra av attraktionskrafter, vilket förklarar invariansen av vätskans volym.

I en vätska är avståndet mellan molekylerna ungefär lika med molekylens diameter. Med en minskning av avståndet mellan molekyler (komprimering av en vätska), ökar repulsiva krafter kraftigt, så vätskor är inkompressibla.

När det gäller deras struktur och karaktär av termisk rörelse intar vätskor en mellanposition mellan fasta ämnen och gaser.
Även om skillnaden mellan en vätska och en gas är mycket större än mellan en vätska och en fast substans. Till exempel, under smältning eller kristallisation, förändras en kropps volym många gånger mindre än under avdunstning eller kondensation.

Gaser har inte en konstant volym och upptar hela volymen av kärlet där de finns.
Den minsta potentiella energin för interaktion mellan molekyler är mindre än den kinetiska energin för molekyler.
Materiapartiklar samverkar praktiskt taget inte.
Gaser kännetecknas av en fullständig störning i arrangemanget och rörelsen av molekyler.

Molekyler och atomer i en fast kropp är ordnade i en viss ordning och form kristallgitter. Sådana fasta ämnen kallas kristallina. Atomerna svänger runt jämviktspositionen, och attraktionen mellan dem är mycket stark. Därför behåller fasta kroppar under normala förhållanden volym och har sin egen form.

Termisk jämvikt är tillståndet hos termodynamiska system som det spontant övergår till efter en tillräckligt lång tidsperiod under förhållanden av isolering från omgivningen.

Temperatur är en fysisk storhet som kännetecknar den genomsnittliga kinetiska energin för partiklarna i ett makroskopiskt system i ett tillstånd av termodynamisk jämvikt. I ett jämviktstillstånd har temperaturen samma värde för alla makroskopiska delar av systemet.

Grader Celsius(symbol: °C) är en vanlig temperaturenhet som används i International System of Units (SI) tillsammans med kelvin.

Medicinsk kvicksilvertermometer

Mekanisk termometer

Graden Celsius är uppkallad efter den svenske vetenskapsmannen Anders Celsius, som 1742 föreslog en ny skala för temperaturmätning. Noll på Celsiusskalan var smältpunkten för is och 100° var kokpunkten för vatten vid standardatmosfärstryck. (Inledningsvis tog Celsius temperaturen för smältande is som 100 °, och kokpunkten för vatten som 0 °. Och först senare "väntade" hans samtida Carl Linnaeus denna skala). Denna skala är linjär i intervallet 0-100° och fortsätter även linjärt i området under 0° och över 100°. Linjäritet är ett stort problem med exakta temperaturmätningar. Det räcker med att nämna att en klassisk termometer fylld med vatten inte kan märkas för temperaturer under 4 grader Celsius, eftersom vattnet börjar expandera igen i detta intervall.

Den ursprungliga definitionen av graden Celsius berodde på definitionen av standardatmosfärstryck, eftersom både kokpunkten för vatten och smältpunkten för is beror på trycket. Detta är inte särskilt bekvämt för att standardisera måttenheten. Därför reviderades definitionen av graden Celsius efter antagandet av kelvin K som basenhet för temperatur.

Enligt den moderna definitionen är en grad Celsius lika med en kelvin K, och nollpunkten på Celsiusskalan är inställd så att temperaturen på vattnets trippelpunkt är 0,01 °C. Som ett resultat förskjuts Celsius- och Kelvin-skalorna med 273,15:

26)Idealisk gas- en matematisk modell av en gas, där det antas att den potentiella energin för molekylers interaktion kan försummas i jämförelse med deras kinetiska energi. Attraktions- eller repulsionskrafterna verkar inte mellan molekyler, kollisioner av partiklar mellan sig och med kärlets väggar är absolut elastiska, och tiden för interaktion mellan molekyler är försumbart liten jämfört med den genomsnittliga tiden mellan kollisioner.

Var kär Boltzmann-konstanten (förhållandet mellan den universella gaskonstanten R till antalet Avogadro N A), i- antalet frihetsgrader för molekyler (i de flesta problem med idealgaser, där molekyler antas vara sfärer med liten radie, vars fysiska analog kan vara inerta gaser), och Tär den absoluta temperaturen.

Den grundläggande ekvationen för MKT förbinder de makroskopiska parametrarna (tryck, volym, temperatur) i ett gassystem med de mikroskopiska (molekylmassa, medelhastighet för deras rörelse).

Fysik. Molekyler. Arrangemang av molekyler i gasformigt, flytande och fast avstånd.

1. 
   
   
2. I det gasformiga tillståndet är molekylerna inte anslutna till varandra, de är belägna på stort avstånd från varandra. Brownsk rörelse. Gasen kan komprimeras relativt lätt.
   I en vätska är molekylerna nära varandra och vibrerar tillsammans. Nästan okomprimerbar.
   I ett fast ämne - molekylerna är ordnade i en strikt ordning (i kristallgitter), det finns ingen rörelse av molekylerna. Kompression kommer inte att ge efter.
3. Materiens struktur och kemins början:
   http://samlib.ru/a/anemow_e_m/aa0.shtml
   (utan registrering och SMS, i ett bekvämt textformat: du kan använda Ctrl+C)
4. Det går inte på något sätt att hålla med om att molekylerna i fast tillstånd inte rör sig.

   Rörelse av molekyler i gaser

   I gaser är avståndet mellan molekyler och atomer vanligtvis mycket större än molekylernas storlek, och attraktionskrafterna är mycket små. Därför har gaser inte sin egen form och konstant volym. Gaser komprimeras lätt eftersom de frånstötande krafterna på stora avstånd också är små. Gaser har egenskapen att expandera på obestämd tid och fylla hela volymen som de får. Gasmolekyler rör sig i mycket höga hastigheter, kolliderar med varandra, studsar av varandra i olika riktningar. Flera effekter av molekyler på kärlets väggar skapar gastryck.

   Rörelse av molekyler i vätskor

   I vätskor svänger molekyler inte bara runt jämviktspositionen, utan hoppar också från en jämviktsposition till nästa. Dessa hopp sker med jämna mellanrum. Tidsintervallet mellan sådana hopp kallas den genomsnittliga tiden för avgjort liv (eller genomsnittlig avslappningstid) och betecknas med bokstaven?. Relaxationstiden är med andra ord tiden för svängning runt en specifik jämviktsposition. Vid rumstemperatur är denna tid i genomsnitt 10–11 sekunder. Tiden för en svängning är 10-1210-13 s.

   Tiden för stabilt liv minskar med ökande temperatur. Avståndet mellan vätskemolekyler är mindre än molekylernas storlek, partiklarna ligger nära varandra och den intermolekylära attraktionen är stor. Arrangemanget av flytande molekyler är dock inte strikt ordnat i hela volymen.

   Vätskor, liksom fasta ämnen, behåller sin volym, men har inte sin egen form. Därför tar de formen av kärlet där de är belägna. En vätska har egenskapen flytande. På grund av denna egenskap motstår inte vätskan formförändring, den komprimerar lite och dess fysikaliska egenskaper är desamma i alla riktningar inuti vätskan (vätskeisotropi). Karaktären av molekylär rörelse i vätskor fastställdes först av den sovjetiske fysikern Yakov Ilyich Frenkel (1894-1952).

   Rörelse av molekyler i fasta ämnen

   Molekyler och atomer i en fast kropp är ordnade i en viss ordning och bildar ett kristallgitter. Sådana fasta ämnen kallas kristallina. Atomerna svänger runt jämviktspositionen, och attraktionen mellan dem är mycket stark. Därför behåller fasta kroppar under normala förhållanden sin volym och har sin egen form.

5. I gasformig-flytta slumpmässigt, skär in
   I flytande rörelse i linje med varandra
   I solid - rör dig inte.

Kinetisk energi hos en molekyl

I en gas utför molekylerna fri (isolerad från andra molekyler) rörelse, endast då och då kolliderar med varandra eller med kärlets väggar. Så länge molekylen är i fri rörelse har den bara kinetisk energi. Under kollisionen har molekylerna även potentiell energi. Således är den totala energin för en gas summan av de kinetiska och potentiella energierna för dess molekyler. Ju sällsynt gasen är, desto fler molekyler befinner sig vid varje tidpunkt i ett tillstånd av fri rörelse och har bara kinetisk energi. Följaktligen, när gasen försållas, minskar andelen potentiell energi i jämförelse med kinetisk energi.

Den genomsnittliga kinetiska energin för en molekyl i jämvikten för en idealgas har en mycket viktig egenskap: i en blandning av olika gaser är den genomsnittliga kinetiska energin för en molekyl för olika komponenter i blandningen densamma.

Till exempel är luft en blandning av gaser. Medelenergin för en luftmolekyl för alla dess komponenter under normala förhållanden, när luft fortfarande kan betraktas som en idealgas, är densamma. Denna egenskap hos idealgaser kan bevisas på grundval av allmänna statistiska överväganden. En viktig konsekvens följer av det: om två olika gaser (i olika kärl) är i termisk jämvikt med varandra, så är den genomsnittliga kinetiska energin för deras molekyler desamma.

I gaser är avståndet mellan molekyler och atomer vanligtvis mycket större än storleken på själva molekylerna, molekylernas interaktionskrafter är inte stora. Som ett resultat har gasen inte sin egen form och konstant volym. Gasen är lätt komprimerbar och kan expandera i det oändliga. Gasmolekyler rör sig fritt (translationsmässigt kan de rotera), bara då och då kolliderar med andra molekyler och väggarna i kärlet där gasen befinner sig, och de rör sig med mycket höga hastigheter.

Rörelse av partiklar i fasta ämnen

Fasta ämnens struktur skiljer sig fundamentalt från strukturen hos gaser. I dem är de intermolekylära avstånden små och molekylernas potentiella energi är jämförbar med den kinetiska. Atomer (eller joner, eller hela molekyler) kan inte kallas orörliga, de utför slumpmässiga oscillerande rörelser runt sina mittpositioner. Ju högre temperatur, desto större energi för svängningar, och därmed den genomsnittliga amplituden av svängningar. Termiska vibrationer av atomer förklarar också värmekapaciteten hos fasta ämnen. Låt oss överväga mer detaljerat partiklarnas rörelser i kristallina fasta ämnen. Hela kristallen som helhet är ett mycket komplext kopplat oscillerande system. Atomernas avvikelser från medelpositionerna är små, och därför kan vi anta att atomerna utsätts för verkan av kvasi-elastiska krafter som följer den linjära Hookes lag. Sådana oscillerande system kallas linjära.

Det finns en utvecklad matematisk teori om system som är föremål för linjära svängningar. Det bevisar ett mycket viktigt teorem, vars essens är följande. Om systemet utför små (linjära) sammankopplade svängningar, kan det genom att transformera koordinaterna formellt reduceras till ett system av oberoende oscillatorer (för vilka oscillationsekvationerna inte är beroende av varandra). Systemet med oberoende oscillatorer beter sig som en idealgas i den meningen att den senares atomer också kan anses vara oberoende.

Det är att använda tanken om gasatomernas oberoende som vi kommer fram till Boltzmanns lag. Denna mycket viktiga slutsats ger en enkel och tillförlitlig grund för hela teorin om fasta ämnen.

Boltzmanns lag

Antalet oscillatorer med givna parametrar (koordinater och hastigheter) bestäms på samma sätt som antalet gasmolekyler i ett givet tillstånd, enligt formeln:

Oscillatorenergi.

Boltzmanns lag (1) i teorin om en fast kropp har inga begränsningar, däremot är formel (2) för energin hos en oscillator hämtad från klassisk mekanik. I det teoretiska övervägandet av fasta ämnen måste man förlita sig på kvantmekaniken, som kännetecknas av en diskret förändring av energin hos en oscillator. Oscillatorenergins diskretitet blir obetydlig endast vid tillräckligt höga värden på dess energi. Detta innebär att (2) endast kan användas vid tillräckligt höga temperaturer. Vid höga temperaturer hos ett fast ämne, nära smältpunkten, innebär Boltzmanns lag lagen om enhetlig fördelning av energi över frihetsgrader. Om det i gaser, för varje frihetsgrad, i genomsnitt finns en mängd energi lika med (1/2) kT, så har oscillatorn en frihetsgrad, förutom kinetisk, har potentiell energi. Därför har en frihetsgrad i ett fast ämne vid en tillräckligt hög temperatur en energi lika med kT. Baserat på denna lag är det inte svårt att beräkna den totala inre energin hos ett fast ämne, och efter det, dess värmekapacitet. En mol av ett fast ämne innehåller NA-atomer, och varje atom har tre frihetsgrader. Därför innehåller mullvaden 3 NA-oscillatorer. Molenergi av en fast kropp

och den molära värmekapaciteten hos ett fast ämne vid tillräckligt höga temperaturer

Erfarenheten bekräftar denna lag.

Vätskor upptar en mellanposition mellan gaser och fasta ämnen. Molekyler av en vätska divergerar inte över långa avstånd, och vätskan under normala förhållanden behåller sin volym. Men till skillnad från fasta ämnen oscillerar molekyler inte bara, utan hoppar också från plats till plats, det vill säga de gör fria rörelser. När temperaturen stiger kokar vätskor (det finns en så kallad kokpunkt) och förvandlas till en gas. När temperaturen sjunker kristalliserar vätskor och blir fasta. Det finns en punkt i temperaturfältet där gränsen mellan gas (mättad ånga) och vätska försvinner (kritisk punkt). Mönstret för termisk rörelse hos molekyler i vätskor nära stelningstemperaturen är mycket likt beteendet hos molekyler i fasta ämnen. Till exempel är värmekapacitetskoefficienterna nästan desamma. Eftersom värmekapaciteten hos ett ämne under smältning ändras något, kan man dra slutsatsen att arten av rörelsen av partiklar i en vätska är nära rörelsen i ett fast ämne (vid smälttemperaturen). Vid uppvärmning förändras vätskans egenskaper gradvis, och den blir mer som en gas. I vätskor är den genomsnittliga kinetiska energin för partiklar mindre än den potentiella energin för deras intermolekylära interaktion. Energin för intermolekylär interaktion i vätskor och fasta ämnen skiljer sig obetydligt. Om vi ​​jämför fusionsvärmet och förångningsvärmet kommer vi att se att under övergången från ett aggregationstillstånd till ett annat är fusionsvärmet betydligt lägre än förångningsvärmet. En adekvat matematisk beskrivning av en vätskas struktur kan endast ges med hjälp av statistisk fysik. Till exempel, om en vätska består av identiska sfäriska molekyler, så kan dess struktur beskrivas av den radiella fördelningsfunktionen g(r), som ger sannolikheten att hitta vilken molekyl som helst på ett avstånd r från den givna, vald som referenspunkt . Experimentellt kan denna funktion hittas genom att studera diffraktionen av röntgenstrålar eller neutroner; det är möjligt att utföra datorsimuleringar av denna funktion med hjälp av newtonsk mekanik.

Den kinetiska teorin om vätska utvecklades av Ya.I. Frenkel. I denna teori betraktas vätskan, som i fallet med en fast kropp, som ett dynamiskt system av harmoniska oscillatorer. Men till skillnad från en fast kropp är jämviktspositionen för molekyler i en vätska tillfällig. Efter att ha svängt runt en position, hoppar vätskemolekylen till en ny position i närheten. Ett sådant hopp inträffar med energiförbrukning. Den genomsnittliga "fastställda livslängden" för en vätskemolekyl kan beräknas som:

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

där $t_0\ $ är perioden för svängningar runt en jämviktsposition. Energin som en molekyl måste ta emot för att förflytta sig från en position till en annan kallas aktiveringsenergin W, och den tid då molekylen är i jämviktspositionen kallas för ”satt liv”-tiden t.

För en vattenmolekyl, till exempel vid rumstemperatur, gör en molekyl cirka 100 vibrationer och hoppar till en ny position. Attraktionskrafterna mellan molekylerna i en vätska är stora för att bevara volymen, men molekylernas begränsade stillasittande liv leder till uppkomsten av ett sådant fenomen som fluiditet. Under partikeloscillationer nära jämviktspositionen kolliderar de kontinuerligt med varandra, därför leder även en liten kompression av vätskan till en skarp "härdning" av partikelkollisioner. Detta innebär en kraftig ökning av vätskans tryck på väggarna i kärlet där den komprimeras.

Exempel 1

Uppgift: Bestäm den specifika värmekapaciteten för koppar. Antag att koppartemperaturen är nära smältpunkten. (Molar massa av koppar $\mu =63\cdot 10^(-3)\frac(kg)(mol))$

Enligt Dulong och Petit lagen har en mol av kemiskt enkla ämnen vid temperaturer nära smältpunkten en värmekapacitet:

Specifik värmekapacitet för koppar:

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

Svar: Den specifika värmekapaciteten för koppar är $0,39\ \cdot 10^3\left(\frac(J)(kgK)\right).$

Uppgift: Förklara på ett förenklat sätt ur fysik synvinkel processen för upplösning av salt (NaCl) i vatten.

Grunden för den moderna teorin om lösningar skapades av D.I. Mendelejev. Han fann att under upplösning sker två processer samtidigt: fysikalisk - likformig fördelning av partiklar av den lösta substansen genom hela volymen av lösningen, och kemisk - interaktion av lösningsmedlet med den lösta substansen. Vi är intresserade av den fysiska processen. Saltmolekyler förstör inte vattenmolekyler. I det här fallet skulle det vara omöjligt att förånga vattnet. Om saltmolekyler fästes vid vattenmolekyler skulle vi få något nytt ämne. Och saltmolekyler kan inte tränga in i vattenmolekyler.

En jon-dipolbindning uppstår mellan Na+ och Cl-jonerna i klor och polära vattenmolekyler. Det visar sig vara starkare än jonbindningarna i saltmolekylerna. Som ett resultat av denna process försvagas bindningen mellan joner som finns på ytan av NaCl-kristaller, natrium- och klorjoner lösgörs från kristallen och vattenmolekyler bildar så kallade hydratiseringsskal runt dem. De separerade hydratiserade jonerna under inverkan av termisk rörelse är likformigt fördelade bland lösningsmedelsmolekylerna.