Параграф 1 Физика 8 класс Пёрышкин | Конспект

Основные положения молекулярно-кинетической теории строения вещества

Все вещества состоят из частиц (молекул, атомов), между которыми существуют промежутки.

Все вещества, будь то твердые, жидкие или газообразные, состоят из мельчайших частиц — молекул и атомов. Между этими частицами существуют промежутки, размер которых различен в зависимости от состояния вещества. В твердых телах частицы расположены наиболее плотно, в жидкостях — на несколько большем расстоянии, а в газах — на значительном расстоянии друг от друга. Эти промежутки обеспечивают способность молекул и атомов свободно двигаться и изменять свое положение в пространстве. Молекулы связаны силами притяжения и отталкивания, что определяет их поведение в различных условиях. Силы взаимодействия наиболее сильны в твердых телах и уменьшаются в жидкостях и газах. Таким образом, расположение и поведение молекул обусловливают физические свойства вещества.

Все частицы вещества находятся в непрерывном хаотическом (беспорядочном) движении.

Молекулы и атомы находятся в постоянном движении, которое называется хаотическим или беспорядочным. В твердых телах это движение проявляется в виде колебаний частиц около их равновесных положений. В жидкостях и газах молекулы перемещаются более свободно, сталкиваясь друг с другом и изменяя траектории своего движения. Явление броуновского движения, открытое в XIX веке, наглядно демонстрирует это хаотичное движение. Мелкие частицы, взвешенные в жидкости, перемещаются под воздействием ударов молекул, что подтверждает наличие хаотического движения частиц. Энергия молекул зависит от температуры: при ее повышении скорость движения частиц увеличивается. Именно поэтому нагрев приводит к изменению состояния вещества, например, к плавлению или испарению.

Частицы вещества взаимодействуют друг с другом силами притяжения и отталкивания.

Силы взаимодействия между частицами определяют их поведение и взаимное расположение. В твердых телах силы притяжения преобладают, что обеспечивает сохранение формы и объема. В жидкостях силы притяжения также велики, но молекулы могут свободно скользить друг относительно друга, обеспечивая текучесть. В газах силы взаимодействия минимальны, что приводит к большому расстоянию между молекулами и их высокой подвижности. При малых расстояниях между молекулами возникают силы отталкивания, препятствующие их сближению. Эти силы играют ключевую роль в определении плотности, твердости и упругости вещества. Взаимодействие частиц также объясняет возникновение теплового расширения и сжатия при изменении температуры.

Экспериментальные подтверждения основных положений МКТ.

Одним из первых экспериментальных подтверждений МКТ является броуновское движение, наблюдаемое в жидкостях. Французский ученый Жан Перрен, изучая это явление, смог определить размеры молекул и доказать их существование. Он наблюдал движение мельчайших частиц пыльцы в воде и определил, что их хаотическое перемещение вызывается ударами молекул воды. Вторая важная экспериментальная работа была связана с исследованием диффузии — процесса самопроизвольного проникновения молекул одного вещества в другое. Явление диффузии наблюдается как в газах, так и в жидкостях, подтверждая постоянное движение молекул. Также эксперименты по изучению расширения тел при нагревании подтвердили влияние теплового движения частиц на изменение объема вещества. Таким образом, экспериментальные данные стали основой для подтверждения теоретических положений МКТ.

Определение массы и размеров молекул.

Первое точное определение массы молекул было проведено Жаном Перреном в начале XX века. Он использовал метод наблюдения за броуновским движением и определил массу самого легкого атома — водорода. Масса атома водорода составила 1,6 × 10⁻²⁴ г, что стало важным шагом в развитии молекулярной физики. Зная массу атома водорода, ученые смогли вычислить относительные массы других атомов и молекул. Оказалось, что даже небольшие объемы вещества состоят из огромного числа атомов и молекул. Это открытие позволило рассчитать размеры и массу сложных молекул, таких как молекулы ДНК. Размеры молекул зависят от их состава и структуры, варьируясь от 10⁻⁸ до 10⁻¹⁰ м.