Глава 8. § 56. Основные положения молекулярно-кинетической теории. Размеры молекул — с. 191
§ 56. Вопрос 1. Какие измерения надо произвести, чтобы оценить размеры молекулы оливкового масла?
Нужно получить на воде мономолекулярный слой масла и измерить два параметра: объём V капли масла и площадь S пятна, на которую она растеклась при максимальном расплывании.
Объём капли находят, например, по массе и плотности или по числу капель в известном объёме. Площадь пятна определяют по границам, проявленным тальком, обычно измеряя диаметр пятна.
Толщина слоя равна диаметру молекулы: d = V/S. Например, для V = 1 мм³ = 10⁻⁹ м³ и S = 0,6 м² получаем d ≈ 1,7·10⁻⁹ м.
Ответ: измерить объём капли V и площадь пятна S, тогда размер молекулы d = V/S.
Объём капли находят, например, по массе и плотности или по числу капель в известном объёме. Площадь пятна определяют по границам, проявленным тальком, обычно измеряя диаметр пятна.
Толщина слоя равна диаметру молекулы: d = V/S. Например, для V = 1 мм³ = 10⁻⁹ м³ и S = 0,6 м² получаем d ≈ 1,7·10⁻⁹ м.
Ответ: измерить объём капли V и площадь пятна S, тогда размер молекулы d = V/S.
§ 56. Вопрос 2. Если бы атом увеличился до размеров макового зёрнышка (0,1 мм), то размеров какого тела при том же увеличении достигло бы зёрнышко?
Диаметр атома примерно 10⁻¹⁰ м (10⁻⁸ см). Увеличение k = 10⁻⁴ м / 10⁻¹⁰ м = 10⁶ раз.
Зёрнышко при таком же увеличении станет размером D = 10⁻⁴ м · 10⁶ = 100 м, то есть порядка футбольного поля или крупного здания.
Ответ: около 100 м.
Зёрнышко при таком же увеличении станет размером D = 10⁻⁴ м · 10⁶ = 100 м, то есть порядка футбольного поля или крупного здания.
Ответ: около 100 м.
§ 56. Вопрос 3. Перечислите известные вам доказательства существования молекул, не упомянутые в тексте.
Известно много доказательств:
1) диффузия в газах, жидкостях и твёрдых телах (запах духов, растворение сахара в чае, взаимное проникновение металлов при плотном контакте);
2) броуновское движение мелких частиц в жидкости и газе;
3) сжимаемость газов и малая сжимаемость жидкостей: между частицами есть промежутки;
4) уменьшение объёма смеси воды и спирта по сравнению с суммой объёмов компонентов: молекулы одного вещества входят в промежутки между молекулами другого;
5) дифракция рентгеновских лучей на кристаллах, электронная микроскопия и ионный проектор, показывающие упорядоченное расположение атомов;
6) законы кратных отношений в химии: вещества соединяются порциями, соответствующими целому числу атомов.
Ответ: диффузия, броуновское движение, сжимаемость, дифракция рентгеновских лучей и другие.
1) диффузия в газах, жидкостях и твёрдых телах (запах духов, растворение сахара в чае, взаимное проникновение металлов при плотном контакте);
2) броуновское движение мелких частиц в жидкости и газе;
3) сжимаемость газов и малая сжимаемость жидкостей: между частицами есть промежутки;
4) уменьшение объёма смеси воды и спирта по сравнению с суммой объёмов компонентов: молекулы одного вещества входят в промежутки между молекулами другого;
5) дифракция рентгеновских лучей на кристаллах, электронная микроскопия и ионный проектор, показывающие упорядоченное расположение атомов;
6) законы кратных отношений в химии: вещества соединяются порциями, соответствующими целому числу атомов.
Ответ: диффузия, броуновское движение, сжимаемость, дифракция рентгеновских лучей и другие.
§ 56. Вопрос 4. Чему равна относительная молекулярная масса воды?
Формула воды H₂O. Относительные атомные массы: водорода ≈ 1, кислорода ≈ 16.
Mr = 2·1 + 16 = 18 (точнее 2·1,008 + 15,999 ≈ 18,015).
Молярная масса воды при этом M = 10⁻³·Mr = 0,018 кг/моль.
Ответ: Mr(H₂O) ≈ 18.
Mr = 2·1 + 16 = 18 (точнее 2·1,008 + 15,999 ≈ 18,015).
Молярная масса воды при этом M = 10⁻³·Mr = 0,018 кг/моль.
Ответ: Mr(H₂O) ≈ 18.
§ 56. Вопрос 5. Перенесите в тетрадь и заполните таблицу.
Основные формулы МКТ
Количество вещества (через число частиц)
Количество вещества (через массу тела)
Масса одной молекулы
Концентрация молекул
Основные формулы МКТ
Количество вещества (через число частиц)
Количество вещества (через массу тела)
Масса одной молекулы
Концентрация молекул
Количество вещества через число частиц: ν = N/N_A, где N — число молекул в теле, N_A = 6,02·10²³ моль⁻¹ — постоянная Авогадро (единица — моль).
Количество вещества через массу тела: ν = m/M, где m — масса тела, M — молярная масса (кг/моль). Отсюда число молекул N = νN_A = N_A·m/M.
Масса одной молекулы: m₀ = M/N_A (или m₀ = m/N). Единица — кг.
Концентрация молекул: n = N/V, число молекул в единице объёма, единица — м⁻³. Через плотность: n = ρN_A/M.
Количество вещества через массу тела: ν = m/M, где m — масса тела, M — молярная масса (кг/моль). Отсюда число молекул N = νN_A = N_A·m/M.
Масса одной молекулы: m₀ = M/N_A (или m₀ = m/N). Единица — кг.
Концентрация молекул: n = N/V, число молекул в единице объёма, единица — м⁻³. Через плотность: n = ρN_A/M.