Основные положения молекулярно- кинетической теории (МКТ) Размеры молекул. Масса молекул. Количество вещества Диффузия. Броуновское движение. Строение. - презентация

1 Основные положения молекулярно- кинетической теории (МКТ) Размеры молекул. Масса молекул. Количество вещества Диффузия. Броуновское движение. Строение вещества

2

3

4 Частицы молекулы атомы электроны ядро нейтроны протоны

5 3D - модель атома гелия (Не)

6 Диффузия – это проникновение молекул одного вещества в межмолекулярное пространство другого.

7 Причина: удары молекул жидкости о частицу не компенсируют друг друга Характер движения зависит от вида жидкости, размера и формы частиц, температуры. Броуновское движение - это беспорядочное непрерывное движение мельчайших частиц твердого тела в следствие ударов молекул жидкости или газа. Характер движения зависит от вида жидкости, размера и формы частиц, температуры. Характер движения зависит от - вида жидкости, - размера и формы частиц, - температуры. Р. Броун 1827 г.

8

9 Подсчитаем приблизительное число молекул в капле воды массой 1 г и, следовательно объемом 1 см 3.

10 Вычислим массу одной молекулы воды. В 1 г воды содержится 3,7·10 22 молекул.

11 Относительной молекулярной (или атомной) массой вещества М r называют отношение массы молекулы (или атома) m 0 данного вещества к 1/12 массы атома углерода m 0C M r (Н 2 О) = 2·1+16=18 (а.е.м.) Вычислим M r воды Н 2 О (для этого воспользуемся таблицей Менделеева)Менделеева Атомная единица массы (а.е.м.) 1,66· кг

12 Один моль – это количество вещества, в котором содержится столько же молекул или атомов, сколько атомов содержится в углероде массой 12 г. 1 моль любого вещества содержится одно и то же число атомов или молекул. Это число атомов обозначают N A и называют постоянной Авогадро в честь итальянского ученого (XIX в.). N A = 6·10 23 моль -1

13 Количество вещества ν равно отношению числа молекул N в данном теле к постоянной Авогадро N A, т. е. к числу молекул в 1 моль вещества:

14 Молярной массой М вещества называют массу вещества, взятого в количестве 1 моль. M = m 0 N A Масса т любого количества вещества равна произведению массы одной молекулы на число молекул в теле: m = m 0 N

15

16 Строение вещества. Агрегатные состояния тел.

17 Основное уравнение МКТ 1. Изменение импульса молекулы при ударе о стенку: __ = _______ 2. Число молекул: __ = _______ 3. Средняя за секунду сила, действующая на стенку: __ = ______

18 4. Таким образом давление газа на стенку: P = = _______ Это уравнение, выведенное впервые немецким физиком Р. Клаузиусом, называется основным уравнением молекулярно-кинетической теории идеального газа. Оно устанавливает связь между микроскопическими параметрами и макроскопическими (измеряемыми) величинами.

19 Учитывая, что - средняя кинетическая энергия молекулы газа, получим:

20 Давление идеального газа прямо пропорционально средней кинетической энергии поступательного движения молекул, содержащихся в единице объема газа.

21 Задача 1. Каково давление азота, если средняя квадратичная скорость его молекул 500 м/с, а его плотность 1,36 кг/м 3 ?

22

23 Задача 2. Имеются два одинаковых сосуда. В одном из них находится кислород, а в другом азот. Число молекул каждого газа и средние квадраты их скоростей одинаковы. Давление кислорода равно 32 кПа. Чему равно давление азота?

24

25 К макроскопическим параметрам относят: ___ (________), ___ (_________) Тепловое равновесие – это … Температура характеризует степень … Температуру измеряют при помощи … Стр Шкалу цельсия ( С) определяют по двум точкам: …

26 Стр Опыт: Выводы: При 0С: При 100С:

27 Абсолютный нуль – минимальный предел температуры тела во Вселенной. 0 К (Кельвин) = -273С Найдём коэффициент «к»:

28 k = … k – постоянная Больцмана Имеем с одной стороны: С другой: Отсюда: Средняя кинетическая энергия молекул газа пропорциональна абсолютной температуре.

29 Задача. Дано:Решение: Ответ: шт.

30 Д/З: §65,66, вопросы, Упр.12 (3,4) письменно в тетради.

31 Опрос по итогам урока: 1. Как изменится средняя квадратичная скорость движения молекул при увеличении температуры в 4 раза? 2. Какие молекулы в атмосфере движутся быстрее: молекулы азота или кислорода? Почему? 3. Чему равен абсолютный нуль по шкале Цельсия? 4. Как связаны объём, давление и число молекул различных газов при тепловом равновесии?

32 Стр Экспериментальное подтверждение формулы: опыт Штерна (1920 г.)

33 А - … B - … C - … D - … О - …

34 Задача.

35 Опрос по итогам урока: 1. Как изменится средняя квадратичная скорость движения молекул при увеличении температуры в 4 раза? 2. Какие молекулы в атмосфере движутся быстрее: молекулы азота или кислорода? Почему? 3. Чему равен абсолютный нуль по шкале Цельсия? 4. Как связаны объём, давление и число молекул различных газов при тепловом равновесии?

36 Установим связь между параметрами газа: V, T, P Допущение: газ идеальный (разреженный, взаимодействия молекул нет) - уравнение состояния идеального газа

37 Следствие: - уравнение Клапейрона R – универсальная газовая постоянная Задача , 928

38 Д/З: §68, вопросы, Упр.12 (3), упр 13(6) письменно в тетради.

39 1 вариант: 2 вариант:

40 1 вариант:

41 2 вариант:

42 Газовые законы – количественные зависимости между _______ газа при ________третьего. Изопроцессы – процессы, протекающие при ______________ одного из параметров.

43 ПроцессИзотер- мический Изобар- ный Изохор- ный Параметры T=constP=constV=const Закон P 1 V 1 =P 2 V 2 График изменения параметров ИзотермаИзобараИзохора Изопроцессы

44 Изотермический процесс (закон Бойля- Мариотта) – процесс изменения состояния определенной массы газа при постоянной __________________. Р. Бойль Закон экспериментально получен в: 1662 г. Р. Бойлем; 1676 г. Э. Мариоттом.

45 Изобарический процесс (закон Гей-Люсака) – процесс изменения состояния определенной массы газа при постоянном __________________. ГЕЙ-ЛЮССАК Жозеф Луи

46 Изохорический процесс (закон Шарля) – процесс изменения состояния определенной массы газа при постоянном __________________. Закон экспериментально получен в 1787 г.

47 Решение задач Домашнее задание: §69, вопросы, упр. 13 (3) письменно P (V) и V(T)

48 Физический диктант 1 вариант2 вариант

49 Испарение - ______________________ В жидкости: T E мол V мол покидают жидкость Конденсация - __________________

50 Вопросы: 1.Почему жирный суп долго остывает? 2.Почему запотевают очки, когда человек с мороза входит в комнату? 3. Как по внешнему виду отличить в бане трубу с холодной водой от трубы с горячей?

51 Динамическое равновесие - состояние, при котором _______ Насыщенный пар – пар, _______ Концентрация ________ насыщенного _____ при постоянной ________ не зависит от его ____ Т. к. p=nkT, то давление ________ пара _____________ от занимаемого им объёма. Давление насыщенного пара (p н.п. ) – такое давление пара, при котором ______ находится в равновесии со своим _________.

52 Критическая температура – максимальная _____, при которой _____ превратиться в __ P н.п. при 100С равно Па (760 мм.рт.ст.) Давление смеси: Компоненты

53

54 Домашнее задание: §70, вопросы, пример стр. 201 разобрать

55 Изменение агрегатных состояний вещества ГЖТ ИспарениеПлавление КонденсацияКристаллизация Возгонка (сублимация) Десублимация

56 Испарение. Конденсация. Кипение. Парообразование – явление превращения жидкости в пар. И. - парообразование с поверхности жидкости, сопровождающееся поглощением энергии. Зависит от: Температура (tC - И.) Площадь поверхности жидкости Род жидкости К. - парообразование по всему объёму жидкости при определенной tC (температуре кипения). Во время кипения температура не меняется! (t=const)

57 При испарении вылетают только быстрые молекулы, способные преодолеть притяжение других молекул, температура понижается (tC). tкип зависит от давления окружающей среды и наличия примесей. Внутри пузырька – насыщенный пар, т.е. давление Pпар= Рводы. t Pпар Vпузырь Fa всплывает Примеры: «Дуем на чай», «мокрому холодно». Примеры: «Соль кладут после закипания», «в горах вода кипит при 80 С».

58 Конденсация – явление превращения пара в жидкость с выделением теплоты Q. Примеры: роса, облака, окна потеют.

59 §Влажность воздуха Зачем о ней знать? Книги Ткани ПродуктыЭлектро- приборы и др. Влажность воздуха – это содержание водяных паров в атмосфере. За 1 год с поверхности Земли испаряется миллиардов тонн воды! Парциальное давление воды P – давление, производимое водяными парами в общем атмосферном давлении.

60 Абсолютная влажность – количество водяных паров в единице объёма (плотность вод. паров) Относительная влажность – отношение абсол. влажности ρ к плотности ρ 0 насыщенного пара при данной температуре, выраженной в %. P – парциальное давление P 0 – давление насыщенного пара. P 0 и ρ 0 находят по таблице

61 Насыщенный пар – пар, находящийся в динамическом равновесии со своей жидкостью: Точка росы tp – температура, при которой пар становится насыщенным. Влажность определяют: Гигрометр Психрометр Таблица 8 (стр.373)

62 Кочкина Е.Г. МАОУ «МСОШ 20» г. Миасс Кристаллические и аморфные тела

63 Пространственная структура с регулярным, периодически повторяющимся расположением частиц Кристаллическая решетка

64 «Моно»- один. Монокристалл - твердое тело, частицы которого образуют единую кристаллическую решетку Примером монокристаллов являются широко распространенные шестигранные кристаллы кварца. Реже встречаются кристаллы алмаза, турмалина и др. Все они имеют характерную форму многогранников h ttp:// /…

65 Анизотропия -зависимость физических свойств вещества от направления В плоскости А частиц много, они расположены близко друг к другусильное взаимодействие. В плоскости В частиц меньше, расстояние между ними большевзаимодействуют частицы плоскости между собой слабо

66 Графит и алмаз состоят из углерода …

67 Сапфир (корунд) содержит примеси титана и железа На сапфирах формируют микросхемы

68 Уступая среди природных минералов только алмазу, сапфир обладает исключительно высокой твердостью- 9 баллов по шкале твердости из возможных 10. С помощью порошков из сапфира можно сверлить, полировать, точить камень и металл

69 Алмаз – самое твердое творение природы Около 80% всех добываемых алмазов применяется в промышленности

70 Благодаря своей твердости алмазы используются для обработки сверхтвердых материалов, при разведке и добыче полезных ископаемых. До 1430 года бриллианты не использовались в качестве украшений. Законодательницей моды на них стала француженка Агнесса Сорель. …

71 Среди драгоценных камней рубин занимает по своей прочности второе место после алмаза Некоторые образцы рубина, отличающиеся особой чистотой окраски, ценятся даже дороже алмазов такого же веса …

72 Благодаря своей высокой твердости, рубин широко применяется в промышленности. С помощью рубина можно получить интенсивный красный пучок света в миллионы раз ярче солнечного. Лазеры на рубине используются в научных исследованиях для зондирования атмосферы …

73 Кристалл изумруда Окраска зависит от содержания оксида хрома … …

74 Месторождения изумрудов немногочисленны. В древнем мире добыча велась только в Египте. Одними из лучших считаются в наше время копи в горах Копи в горах Колумбии, которые испанские завоеватели захватили в 16 веке. …

75 Кристаллы изумруда достигают иногда значительной величины. Так, на Урале был найден экземпляр 20х20х15 см. …

76 Поликристалл - твердое тело, состоящее из беспорядочно ориентированных монокристаллов … В природе чаще встречаются беспорядочно сросшиеся между собой монокристаллы. Примерами поликристаллов являются: каменная соль (рис. 1), кварц (рис. 2), сахар, лед, железо, медь.

77 Среди тел, которые принято считать твердыми потому, что они сохраняют форму и объем и обладают прочностью, есть и такие, которые существенно отличаются от кристаллов. Частицы в них расположены в таком же беспорядке, как и в жидкости. К аморфным телам относятся стекло, смола, канифоль, пластмасс. …

78 КристаллыАморфные тела Частицы расположены упорядоченно, строго определенным образом Нет порядка в расположении частиц. Частицы совершают «перескоки» Плавление при определенной температуре Не имеют определенной температуры плавления АнизотропныИзотропны Имеют характерную форму многогранников Не имеют правильной огранки

79 Кристаллические тела Кварц, алмаз, турмалин Аморфные тела Стекло, каучук, смолы, пластмассы Композиты Дерево, бетон, кость

80 Жидкие кристаллы вещества, обладающие одновременно свойствами как жидкостей (текучесть), так и кристаллов (анизотропия). По структуре они представляют собой жидкости, похожие на желе, состоящие из молекул вытянутой формы, определённым образом упорядоченных во всем объёме этой жидкости Внешнее состояние жидких кристаллов при нагревании может изменяться от твердого до жидкокристаллического и полностью переходить в жидкую форму при дальнейшем повышении температуры.

81 Применение жидких кристаллов Подбирая состав жидкокристаллического вещества, создают индикаторы для разных диапазонов температуры и для различных конструкций. Например, жидкокристаллический индикатор на коже больного быстро диагностирует скрытое воспаление и даже опухоль. С помощью жидких кристаллов обнаруживают пары вредных химических соединений и опасные для здоровья человека гамма- и ультрафиолетовое излучения. На основе жидких кристаллов созданы измерители давления, детекторы ультразвука. Но самая многообещающая область применения жидкокристаллических веществ информационная техника. В настоящее время цветные жидкокристаллические экраны используются в сотовых телефонах, мониторах и телевизорах. Они обладают малой толщиной, малой потребляемой мощностью, высоким разрешением и яркостью. …

82 Первый в мире минералогический заповедник был создан по инициативе B. И. Вернадского, H. M. Федоровского и A. E. Ферсмана на Урале (в Ильменских горах, около города Миасс) в первые годы Советской власти …

83 Площадь заповедника 303,7 км² Длина Ильменского хребта с севера на юг 41 км. Самая высокая вершина гора Ильментау (747,3 м) Гидрологическая сеть Заповедника составляет 9 % от территории В заповеднике озёр 30 Самое глубокое озеро Большой Кисегач 34 м Самая длинная речка Б. Черемшанка 9,8 км Минералы, горные породы Минералов 264 Впервые в мире открыты в Ильменах 16 Горные породы свыше 70 Копи свыше 400

84 Россия, год 1842, 8 октября. На прииске Царево - Александровский близ города Миасс, что на Южном Урале, найден самородок золота весом 36 кг 16 г. Ныне "Большой треугольник" - так назвали уникальный экземпляр - можно увидеть в Алмазном фонде Московского Кремля. Он считается самым крупным, из сохранившихся в мире. На сколько градусов он нагреется, если получит Дж тепла? Удельная теплоемкость золота 0,13 кДж/(кг К). Ответ: на 4 °С. …

85 В 1813 году на одном из притоков уральской реки "Исети", где разрабатывались бедные золотоносные кварцевые жилы, малолетняя девчушка Катя Богданова нашла большой самородок платины и принесла его приказчику. Какова масса платинового самородка, найденного на Урале в 1904 г., если для его нагревания на 20 °С потребовалось бы Дж энергии? Удельная теплоемкость платины 0,14 кДж/(кг * К). Ответ: 8,395 кг.

86 1.На какие три вида по характеру расположения частиц делят твердые тела? Чем определяется принадлежность твердых тел к одному из этих видов? 2.В чем отличие моно- и поликристаллов? 3.Какие тела относят к аморфным? 4.Древесина анизотропна. Является ли она кристаллическим телом? 5.Возникла ли бы профессия стеклодува, если бы стекло было кристаллическим телом, а не аморфным?

87 1.Кубик из стекла и кубик, вырезанный из монокристалла кварца, опущены в горячую воду. Сохранят ли кубики свою форму? 2.Кубик, вырезанный из монокристалла может превратиться в параллелепипед. Почему это возможно? 3.Можно десять тысяч раз уронить железный таз, а фарфоровую вазу уронить нельзя ни разу. Ведь на десять тысяч раз нужно десять тысяч ваз. Почему? …

88

89

90 Задача:

91 Домашнее задание: §73, §74, вопросы