Практическая работа №5

Тема «Основы молекулярно-кинетической теории. Газовые законы»

Цель: научиться решать задачи и отвечать на вопросы по молекулярно-кинетической теории и газовым законам.

Порядок выполнения работы

• повторить основные положения и понятия МКТ, газовые законы
• подготовиться и устно ответить на тест «Основы молекулярно–кинетической теории»
• самостоятельно решить задачи по вариантам

Теория

1. Основные положения МКТ.

1. Все тела состоят из молекул, между которыми есть промежутки.
2. Молекулы находятся в состоянии непрерывного хаотического движения.
3. Между молекулами действуют силы взаимного притяжения и отталкивания.

Основные понятия МКТ.

Атом-это мельчайшая частица химического элемента.

Молекула-это мельчайшая частица химического вещества.

Молекулы состоят из атомов.

Относительная атомная масса-это отношение массы атома к 1/12 части массы атома углерода

А - безразмерная величина. Она показывает, сколько нуклонов (протонов и нейтронов) находится в ядре атома. Определяется по таблице Менделеева.

Относительная молекулярная масса определяется как сумма относительных масс атомов составляющих молекулу

М=А1+А2+...

Моль - это количество вещества, в котором содержится столько же молекул, сколько их содержится в 12 граммах углерода.

Молярная масса - это масса одного моля вещества. Чтобы найти массу моля надо относительную молекулярную массу умножить на 10-3 кг/моль.

µ = M ∙10 - 3кг/моль

Число Авогадро - это число молекул в моле.

NА ≈ 6 ∙ 10 23 моль-1.

Чтобы найти массу молекулы, нужно молярную массу разделить на число Авогадро.

m0 = µ / ΝА

Чтобы определить количество вещества, нужно массу вещества разделить на молярную массу.

ν = m / µ

Чтобы найти количество молекул, нужно количество вещества умножить на число Авогадро.

Ν = ν ∙ ΝА

2. Идеальный газ. Основное уравнение МКТ. Газовые законы.

Идеальный газ- это газ, размерами молекул которого и силами их взаимодействия можно пренебречь.

Его состояние характеризуется тремя макроскопическими параметрами: объем, давление, температура. Объем газа равен объему сосуда, в котором он находится.

Давление газа обусловлено тем, что огромное количество молекул ударяется о стенки сосуда. Оно зависит от массы молекул, их скорости и концентрации. Основное уравнение МКТ имеет вид:

(1). Так как средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул равна:

, то (1) можно записать так: (2)

Опытным путем было установлено, что при тепловом равновесии отношение давления к концентрации для всех газов одинаково. То есть отношение

​ постоянная Больцмана ​k=⋅10−23​ Дж/К.

(3)

Из этого уравнения следует, что давление газа пропорционально концентрации молекул и абсолютной температуре. Используя запись этого уравнения, через среднюю кинетическую энергию частицы ​E​ можно получить соотношение между средней кинетической энергией и температурой:

(4)
Абсолютная температура является величиной, прямо пропорциональной средней кинетической энергии теплового движения частиц.

Для скорости частицы можно записать формулу:

(5) R = 8,31 Дж/моль∙К –газовая постоянная

Температура определяет скорость движения молекул. Измерение температуры производят при помощи термометров. Обычно мы используем шкалу Цельсия. За ноль он принял температуру таяния льда, а за 1000 температуру кипения воды. В физике – шкалу Кельвина. За ноль Кельвин принял самую низкую температуру, при которой прекращается тепловое движение молекул. Она соответствует -2730С.

Что бы выразить температуру в Кельвинах, нужно к температуре, выраженной в градусах Цельсия прибавить 273.

Если для данной массы газа один из параметров не изменяется, то выполняются следующее законы:

Задача 1. Найти не указанные в таблице значения физических величин.

Задача 2. В сосуде объемом V находиться газ с концентрацией частиц n или числом частиц N, движущихся со средней квадратичной скоростью υ или имеющие среднюю кинетическую энергию частиц Ек. Масса одной частицы m0. Определите величины под знаком «?»

Задача 3.

В сосуде находиться газ при температуре Т и давлении Р с концентрацией частиц n, движущихся со средней квадратичной скоростью υ или имеющие среднюю кинетическую энергию частиц Ек. Определите величины под знаком «?»

Задача 4. Используя данные таблицы решить задачу на газовые законы или уравнение Клапейрона.

Задача 5. Решить задачу, используя уравнение Менделеева-Клапейрона.