2. Նյութի կառուցվածքի
մոլեկուլային-կինետիկ տեսության
հիմքում ընկած են հետևյալ երեք
դրույթները.
Նյութը կազմված է մասնիկներց`
ատոմներից և մոլեկուլներից,
Ատոմները և մոլեկուլները անընդհատ,
քաոսային(ջերմային) շարժման մեջ են,
Նյութի մասնիկները փոխազդում են
իրար հետ:
3. Բոլոր նյութերի հատկությունները
որոշվում են դրանց մասնիկների`
ատոմների և մոլեկուլների
շարժմամբ և փոխազդեցությամբ:
Մարմնի մասնիկների
գոյության, ինչպես և նրանց
անընդհատ, քաոսային շարժման
ամենահամոզիչ ապացույցներից
են դիֆուզիայի երևույթը և
բրոունյան շարժումը:
4. Ատոմների և մոլեկուլների չափերը:
Ատոմների և մելեկուլների չափերի մասին
գաղափար կազմելու համար կատարենք հեըևյալ
պարզ փորձը, որնառաջարկել է անգլիացի
նշանավոր ֆիզիկոս Ջոն Ռելեյը:Եթե ջրի
մակերևույթին կաթեցնենք ջրում չլուծվող որևէ
հեղուկի, օրինակ` յուղի մի կաթիլ, որի V ծավալը
հայտնի է, ապա այն կտարածվի ջրի
մակերևույթին` առաջացնելով թաղանթ: Չափելով
թաղանթի S մակերեսը` կարելի է գնահատել
թաղանթի հաստությունը, որի ամենափոքր
հնարավոր արժեքն էլ հենց կլինի թաղաթի
մասնիկների չափը` d=V/S:
5. Օգտվելով փորձի արդյունքներից
(V=0,1մմ3 ծավալով յուղի կաթիլի
թաղանթի մակերեսը` S=0,5մ2)`
մասնիկի չափի համար ստանում ենք
d=2x10-10մ արժեքը: Փոքր
մեծությունների չափերը հարմար է
արտահայտել անգստրեմով(Å) կամ
նանոմետրով(նմ):
1 Å=10-8սմ=10-10մ
1նմ=10-9մ=10 Å
6. Մոլեկուլբերի թիվը:
Քանի որ մոլեկուլների չափերը չափազանց փոքր
են,ապա մակրոսկոպաան ծավալում նրանց թիվը
հսկայական է:Գնահատենք 1կգ ջրում
պարունակվող մոլեկուլների թիվը:ջրի մոլեկուլի
տրամագիծը մոտավորապես՝ 3Å=3*10-10մ է,
ուստի 10-3 մ է ուստի որն զբաղեցնում է 1կգ
ջուրը,կպարունակի 10-3 մ3/(3*10-10մ )3=3,7*1025
մասնիկ:Համեմատության համար նշենք,որ ներկայումս
երկրի բնակչոեթյան թիվը մոտ ւ միլիարդ է այքան մոլոեկուլ պարունակում
է մոտ 10-16 ջուրը:
Մոլկուլների զանգվածը:
Գիտենալով 1կգ ջրում պարունակվող մոլեկուլների
թիվը(3,7x1025)` կարելի է գնահատել ջրի մեկ մոլեկուլի
զանգվածը`
7. Նյութի քանակ: Ավոգադրոյի հաստատուն
Հարաբերական մոլեկուլային զանգված:
Ինչպես տեսանք մոլեկուլի զանգվածի օրինակով ,մոլեկուլներ
զանգվածները չափազանց փոքր են:Հաշվարկները կատարելիս
հարմար է օգտագորխել որ թե բրանց բացարձակ արժեքները այլ
ընտրելընտրել զանգվածի համապատասխան միավոր և մոլեկուլի
զանգվածն արտահայտել այդ միավորով: Որպես Մոլեկուլների
զանգվածների միավոր,
ընդունված է ածխածնի ատոմի զանգվածի 1/12
մասը, որը հայտնի որպես «զանգվածի ատոմային
միավոր»(զ.ա.մ.): Նյութի հարաբերական
մոլեկուլային զանգված`Mr, անվանում են տվյալ
նյութի մոլեկուլի զանգվածի և ածխածնի ատոմի
զանգվածի 1/12 մասի(1 զ.ա.մ.) հարաբերությունը`
8. Նյութի քանակ:
Տվյալ մարմնի մեջ նյութի պարունակությունը կախված է այդ
մարմնի մասնիկների թվից, որքան շատ են մոլեկուլները կամ
ատոմները, այնքան ավելի շատ նյութ է պարունակում տվյալ
մարմինը: Մակրոսկոպական մարմնում մոլեկուլների թիվը
չափազանց փոքր է, ուստի` նպատակահարմար է ընտրել
մասնիկների որոշակի չափ և նրա միջոցով արտահայտել
մասնիկների թիվը տվյալ մարմնում: Որպես այդպիսի չափ
ընդունված է 1,012 կգ ածխածնում պարունակվող ատոմների
թիվը`NA-ն(Ավոգադրոյի հաստատուն): Նյութի քանակ` ν(նյու)
անվանում են տվյալ մարմնում պարունակվող մոլեկուլների N
թվի և Ավոգադրոյի NA հաստատունի հարաբերությունը`
9. Գիտենալով նյութի քանակը ν , կարող ենք հաշվել
մարմնում պարունակվող մոլեկուլների թիվը N= νNA:
Միավորների ՄՀ--ում որպես նյութի քանակի միավոր
ընդունված է մոլը: Մեկ մոլը նյութի այն քանակն է, որը
պարունակում է Ավոգադրոյի հաստատունին հավասար
թվով մոլեկուլ: Մոլը ՄՀ--ի հիմնական միավոր է:
Ավոգադրոյի NA հաստատունի արժեքը որոշելու համար
անհրաժեշտ է ածխածնի մեկ մոլի զանգվածը բաժանել
ածխածնի մեկ ատոմի m1c զանգվածին: Ճշգրիտ
չափումների համաձայն` m1c =1,995 x 1026մոլ-1
հետևաբար`
10. Մոլային զանգված: Մոլային զանգված է կոչվում մեկ մոլ նյութի զանգվածը:
Այն արտահայտվում է Ավոգադրոյի հաստատունի միջոցով: Եթե տվյալ
նյութի մոլեկուլի զանգվածը m1 է, իսկ մեկ մոլում մոլեկուլների թիվը`
Na, ապա մոլային զանգվածը`
11. Մոլային ծավալ:
Մոլային ծավալը մեկ մոլ նյութի
զբաղեցրած ծավալն է: Այն կարելի է
արտահայտել նյութի խտության և M
մոլային զանգվածի միջոցով`:
Միավորների ՄՀ--ում մոլային ծավալն
արտահայտվում է մ3/մոլ միավորով:
Եթե նյութի ծավալը V է, ապա նյութի
քանակը կարելի է արտահայտել V-ի և
VM մոլային ծավալի միջոցով
`
12. Բրոունյան շարժում:
Մոլեկուլների գոյության և նրանց քաոսային շարժման
ամենահամազիչ ապացույցներից մեկը բրոունյան
շարժումն է, որն առաջին անգամ դիտել է Ռոբերտ Բրոունը:
Մանրադիտակով ուսումնասիրելով ջրի կաթիլը` Բրոունը
ուշադրություն է դարձրել դրա մեջ լողացող գետնամուշկի
սերմերի անկանոն, երբեք չդադարող շարժմանը:
Անընդհատ և համասեռ թվացող լուծույթի կաթիլը
մանրադիտակի տակ բոլորովին այլ տեսքով է
ներկայանում, դիտվում են տարբեր չափերով և անկանոն
ձևերով կտորներ, որոնք լողում են անգույն հեղուկում: Այդ
կտորները ոչ թե մոլեկուլներ են, այլ մասնիկներ են որոնց
անվանում են բրոունյան:
http://www.mathnet.am/%D5%B6%D5%A5%D6%80%D5%A2%D5%A5%D5%BC%D5
%B6%D5%B8%D6%82%D5%B4/finish/5-/26-.html
13. Դիֆուզիա:
Մոլեկուլների և ատոմների երբեք չդադարող քաոսային
շարժման համոզիչ ապացույցներից մեկն էլ դիֆուզիայի
երևույթն է, երբ տարբեր նյութեր ինքնաբերաբար, այսինք`
առանց արտաքին գործոնների ազդեցության, միախառնվում
են:
Եթե ջրով լցված բաժակի մեջ զգուշությամբ կաթեցնենք
սննդային ներկանյութի մի կաթիլ, ապա կտեսնենք, որ ջուրն
աստիճանաբար ներկվում է: Այս պրեցեսը կարող է տևել
ժամեր, և արդյունքում կառաջանա միագույն ներկված
համասեռ հեղուկ: Ներկանյութը խառնվում է ջրին
ինքնաբերաբար` առանց արտաքին միջամտության:
Դիֆուզիան գազերում կատարվում է ավելի արագ, քան
հեղուկներում: Օրինակ օծանելիքի հոտի տարածումը
սենյակում, ծխի տարածումը օդում և այլն:
http://www.mathnet.am/%D5%B6%D5%A5%D6%80%D5%A2%D5%A5%D5%BC%D5
%B6%D5%B8%D6%82%D5%B4%D5%B6%D5%A5%D6%80/finish/5-/30-.html
14. Դիֆուզիայի երևույթը բացատրվում է
նյութերի մոլեկուլների քաոսային
շարժմամբ: Մի նյութի
մոլեկուլները, շարժվելով քաոսային ձևով և
բախվելով միմյանց, թափանցում են մյուս
նյութի միջմոլեկուլային
տարածությունները, որը հանգեցնում է
նյութերի փոխադարձ ներթափանցման և, ի
վերջո, համասեռ խառնուրդի առաջացման:
Դիֆուզիայի արագությունը կախված է
ներթափանցող նյութերի խտությունից:
Դիֆուզիայի արագությունը կախված է նաև
նյութի ագրեգատային վիճակից:
Ջերմաստիճանի բարձրացմանը
16. Մոլեկուլների փոխազդեցությունը
Ատոմների և մոլեկուլների փոխազդեցության ուժերի
գոյության ամենահամոզիչ ապացույցը հեղուկ և
պինդ մարմինների գոյությունն է:Եթե մարմնի
մոլեկուլներն իրար ձգեին որոշակի ուժերով
ապա,բոլոր նյութերը, անկախ ֆիզիկական
պայմաններից,կլինեին միայն գազային
վիճակում:Ձգողության ուժերի շնորհիվ
է, որ մոլեկուլները <<կապվում>> են միմյանց հետ՝
առաջացնելով հեղուկ ևպինդ մարմիններ:
Սակայն եթե մոլեկուլները փոխազդեն միայն
ձգողության ուժերով,ապա յուրաքանչյուր
մարմին,ի վերջո,կընդուներ իրար կիպ սեղմված
մոլեկուլներից կազմված
գնդի տեսք:Հետևաբար՝ փոքր
հառավորություններում մոլեկուլների միջև գործում
են նաև վանողության ուժեր,որոնք խոչըմդոտում են
նրանց էլ ավելի մեձեցմանը
17. Գազային, հեղուկ և պինդ մարմինների կառուցվածքը
Գազեր:
Գազերում ատոմների և մոլեկուլների միջև
հեռավորությունները զգալիորեն գերազանցում են
գազի մոլեկուլների չափերը: Հայտնի է, որ նորմալ
պայմաններում օդի յուրաքանչյուր 1մ3-ում
պարունակվում է մոտ 2,7x1025 մոլեկուլ:
Յուրաքանչյուր մոլեկուլին բաժին ընկնող
ծավալը` V0=1մ3/2,7x1025≈3.7x10-26մ3:
Եթե V0 ծավալը ներկայացնենք որպես a կող ունեցող
խորանարդ(V0 ≈ a3),ապա մոլեկուլների a միջին
հեռավորության համար կստանանք` ≈ 3,3x10-9մ, որն
ավելի քան 10 անգամ գերազանցում է մոլեկուլների
չափերը:
18. Հեղուկներ:
Հեղուկների խտությունը
զգալիորեն գերազանցում գազերի խտությունը:
Պատճառն այն է, որ հեղուկի մոլեկուլներն
իրար շատ մոտ են, որն էապես ազդում է
մոլեկուլների շարժման վրա:
Քանի որ հեղուկում մոլեկուլներն իրար շատ մոտ
են, ապա դրանց ավելի մոտեցնելը հանգեցնում է
մոլեկուլների էլեկտրոնային թաղանթների
վերադրման և հզոր վանողության ուժերի ի հայտ
գալուն: Սա է պատճառը, որ ի տարբերություն
գազերի, հեղուկները շատ քիչ են սեղմվում և ունեն
որոշակի սեփական ծավալ:
19. Պինդ մարմիններ
Ի տարբերություն հեղուկների` պինդ
մարմիններն ունեն և որոշակի ծավալ, և
որոշակի ձև: Պինդ մարմինների խտությունը
քիչ է տարբերվում հեղուկների խտությունից:
Եթե տարածության մեջ մասնիկների
հավասարակռության դիրքերը մտովի
միացնենք ուղիղներով, ապա կստանանք
բյուրեղի տարածական կամ բյուրեղային ցանց:
Ներքին կանոնավոր կառուցվածք ունեցող
պինդ մարմինները կոչվում են բյուրեղներ:
