Справочное руководство по физике для поступающих в вузы и для самообразования - Яворский Б.М.
Скачать (прямая ссылка):
5°. Число атомов (молекул или других структурных единиц), содержащихся в одном моле (киломоле) вещества, называется постоянной Авогадро NA:
NA = 6,022- Ю23 моль"1 = 6,022- Ю26 кмоль"1.
6°. Объем одного моля (киломоля) называется молярным объемом V11:
V11 = Vn = р/р,
где i>=l/p есть удельный объем (11.3.1.6°), р — плотность вещества (1.2.3.7°), ц. — масса одного моля (киломоля) (молярная масса).
При нормальных условиях (г=0 °С, р=101 325 Н/м2= = 1 атм=760 мм рт. ст.) молярные объемы всех идеальных газов (11.2.1. Г) одинаковы: V,i=22,4 м3/кмоль=22,4 л/моль. (См. также закон Авогадро (11.3.3.6°).)
7°. Молярная масса \i=mNA, где т — масса одного структурного элемента (атома, молекулы, иона) *).
108 ОТДЕЛ II. ГЛ. 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ
Число п молей (кмолей) вещества с массой M n = M/u..
8°. Размеры атома определяются теми расстояниями от центра ядра, на которых находятся внешние валентные электроны или внешние заполненные электронные слои атома (VI.2.8.6°).
1.2. Броуновское движение
1°. Броуновским движением называют непрерывное хаотическое движение частиц, помещенных в жидкость или газ в такие условия, что сила тяжести не влияет на их
движение (взвешенные частицы).
2°. Причиной броуновского движения являются различные импульсы, с которыми молекулы жидкости (газа) со всех сторон действуют на броуновские частицы. В силу хаотичности движения молекул среды броуновская частица в любой момент времени испытывает неуравновешенное воздействие, которое непрерывно изменяется по величине и направлению. В результате этого частица находится в беспорядочном движении и перемещается по Рис 11.1.1 отрезкам сложной ломаной
линии (рис. П.1.1). Броуновское движение служит прямым экспериментальным доказательством существования молекул жидкости (газа) и хаотического характера их теплового движения.
3°. Характеристикой броуновского движения является средняя величина квадрата смещения частицы в произвольном направлении х2. Из-за хаотичности броуновского движения среднее смещение частицы х=0, ибо частица с равной вероятностью может двигаться в противоположных направлениях. При этом *V=0.
4Л Закономерности броуновского движения!
1.3. ДИФФУЗИЯ
109
а) оно продолжается неограниченно долго без каких-либо _видимых изменений;
б) х2 не зависит от вещества частиц, а зависит только от линейных размеров частиц и их геометрической формы;
в) X2 возрастает с ростом температуры и уменьшением вязкости жидкости (газа).
1.3. Диффузия
1°. Диффузией в простейшем случае называется процесс выравнивания плотностей (или концентраций) двух веществ при их смешении друг с другом. Взаимное проникновение веществ является результатом беспорядочного движения их частиц и изменения плотности вдоль какого-либо направления. В этом направлении и происходит диффузия. Диффузия наблюдается в газах, жидкостях и твердых телах.
Примеры диффузии:
а) Если в сосуд с раствором медного купороса осторожно налить воду, то резко обозначенная граница раздела между раствором и водой с течением времени исчезнет. Вода постепенно синеет, и через длительное время получается однородная по цвету жидкость.
б) Стратосфера является однородной смесью кислорода, азота, углекислого газа, паров воды и инертных газов. Если бы не было диффузии, то вследствие различной силы тяжести молекул этих газов (1.2.8.3°) все составные части стратосферы были бы расслоены.
в) Притертые и прижатые одна к другой пластинки золота и свинца за пять лет «срастаются» за счет взаимного проникновения частиц на глубину примерно в один миллиметр.
2°. Мерой диффузии является масса AM вещества, про-диффундировавшего за единицу времени через единицу площади поверхности соприкосновения веществ. Величина AM тем больше, чем больше изменяется плотность (или концентрация) на единице длины вдоль направления, в котором происходит диффузия.
3°. Диффузия ускоряется с повышением температуры. Например, в горячей воде сахар и соль растворяются быстрее, чем в холодной, в основном благодаря диффузии. Убыстрение диффузии связано с тем, что при повышении температуры возрастают скорости движения молекул (11.2.2.4°).
ПО ОТДЕЛ п. ГЛ. 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ
*) Существуют еще силы квантовой природы, которые не рассматриваются в элементарном курсе физики.
1.4. Силы взаимодействия между молекулами
Г. Между молекулами любого вещества одновременно действуют силы взаимного притяжения и отталкивания (межмолекулярное взаимодействие). Существование устойчивых жидких и твердых тел связано с силами межмолекулярного взаимодействия. Опыт с двумя кусками свинца, которые, будучи притерты друг к другу свежими срезами, выдерживают значительное растягивающее усилие, доказывает существование сил притяжения. Относительно малая сжимаемость жидкостей и способность твердых тел сопротивляться деформации сжатия (II.7.2.Г) подтверждают наличие сил отталкивания между молекулами.
2°. Ядра и электроны атомов, входящих в молекулы, испытывают электрические силы взаимодействия, хотя молекула в целом электрически нейтральна. Молекулу по ее электрическим свойствам можно приближенно рассматривать как электрический диполь (111.1.4.6°). Между соседними электрическими диполями происходит электрическое взаимодействие (111.1.4.7°). Поэтому силы межмолекулярного взаимодействия имеют электрическое происхождение *). Разделение сил взаимодействия между молекулами на «силы притяжения» и «силы отталкивания» условно. Принято считать силы притяжения отрицательными, а силы отталкивания положительными.
