Справочник по физике для поступающих в ВУЗы - Гаевой А.И.
Скачать (прямая ссылка):
Зная число Авогадро, можно подсчитать размеры молекул и их абсолютные массы. Рассмотрим это на примере. Так как киломоль (килограмм-атом) любого вещества содержит N молекул (атомов), масса одной молекулы (атома)
___
N '
где (л — масса киломоля (килограмм-атома). Например, масса одного атома углерода С18
Единицу массы, равную 1/12 массы атома углерода Си, называют атомной единицей массы. Согласно определению, атомная единица массы равна
і тс = °~2 — = 1,66 ¦ 10-27 кг.
Следовательно, масса любого атома равна 1,66 • 10~27 А кг, а масса і у любой молекулы равна 1,66 ¦ IO-27 M кг. fr
Чтобы иметь представление о линейных размерах атомов, рассмотрим такой пример. 1 кмоль воды занимает приблизительно объем V0 = 0,018 ж8, значит, на долю одной молекулы приходится объем
0,018 Ma ~ 6,02 • 10а* =
3 • 10-*» JUs.
Это объем не самой молекулы: он включает и пустое пространство, в котором она движется. Считая, что в Жидкостях молекулы расположены «близко» друг к другу, определим приближенно линейный размер молекулы воды:
d и Y3'10~ав м* к 3 • 10~10 м
111
Масса молекулы воды
Линейные размеры атомов приблизительно составляют 10~* см. Чтобы иметь представление, насколько мала эта величина, приведем следующие примеры. В 1 смя меди содержится столько атомов, что цепочка из них была бы длиной в 14 млрд. км, — эта величина больше чем в 90 раз превышает расстояние от Земли до Солнца.
Представление о размерах молекул дает н такой опыт. Разбавим 1 см8 синих чернил в 1 л воды, а затем отольем отсюда 1 см3 раствора н вновь разбавим в 1 л воды. Даже при таком разбавлении (в миллион раз) на глаз еще будет виден синеватый цвет воды.
В настоящее время только очень крупные молекулы, как, например, молекула альбумина (белок), имеющая размер 43 ¦ 10~8 см, могут быть сфотографированы при помощи электронного - микро-
§ 48. Взаимодействие молекул
Между молекулами любого тела на близких расстояния^ дей-Іггвуют силы взаимного притяжения. Вследствие этого, например, трудно отделить одну часть твердого тела от другой. Расколотые части твердого тела не соединяются потому,' что они не прилегают плотно одна к другой. Ho если соприкасаются между собой хорошо
(УОЮОООО
Рис. 40.
отполированные пластинки (например, плитки Иогансона, используемые на производстве), действие сил взаимного притяжения молекул хорошо заметно.
О существовании сил сцепления между молекулами можно судить также по тому, что для непосредственного отрывания смоченных'водой И сложенных вместе стеклянных пластинок одной от другой требуется значительное усилие. Об этом свидетельствует и факт слияния двух капель Жидкости при соприкосновении в одну. Силы сцепления в жидкостях, как и в твердых телах, значительны, ио жидкость изменяет свою форму лишь потому, что молекулы
112
легко смещаются одна относительно другой; это свойство жидкостей называется текучестью. Сжать жидкость так же трудно, как и твердое тело. Молекулярные' силы проявляются не только н притяжении, но и в отталкивании, чем объясняется сопротивление тел растяжению и сжатию. Связь между частицами в твердом теле похожа на связь, которая существует между шариками (рис. 40), соединенными при помощи пружин.
В газах молекулы удалены одна относительно другой на значительные расстояния, поэтому силы притяжения и отталкивания в них проявляются слабо.
Контрольные вопросы к главе «Основы молекулярно-кинетической теории строения вещества»
1) Что такое атом? Что такое молекула?
2) Каковы основные положения молекулярно-кинетической теории вещества?
3) Какими опытами подтверждается молекулярно-кинетическая теория вещества?
4) Каковы причины и особенности броуновского движения?
5) Скорость каких частиц больше — молекул жидкости или броуновских частиц? Почему?
6) Что называется диффузией и в каких веществах она происходит?
7) В чем состоит различие в движении молекул в твердых телах,
жидкостях и газах? -
8) Каковы линейные размеры молекул? Чем это подтвердить?
9) Что называется силами сцепления и в чбм они проявляются?
10) Какие примеры подтверждают наличие сил притяжения и сил отталкивания между молекулами?
11) Чем объясняется возможность сваривания и спаивания двух металлов между собой?
12) Какие опыты нлн явления доказывают наличие пустЫх пространств между молекулами?
Глава VIII. РАСШИРЕНИЕ ТЕЛ ПРИ НАГРЕВАНИИ § 49. Линейное расширение тел при нагревании
Твердое тело имеет при данной температуре определенные форму И размеры. С изменением температуры твердых тел нх форма и размеры изменяются. Обычно при нагревании твердые тела расширяются,
113
а при охлаждении сжимаются. Твердые тела различного химического состава при прочих одинаковых условиях по-разному изменяют свои размеры с изменением температуры.
Чтобы можно было находить линейные размеры тела при любой температуре и судить, какое из рассматриваемых тел больше (или меньше) изменяет свои линейные размеры прн изменении температуры, вводится особая величина — коэффициент линейного расшире-
