Учебное пособие по физике. Часть II. Молекулярно-кинетическая теория, страница 13

t=(r-r_a)/v≈r/v

υ- искомая скорость

r_А- радиус поверхности А ( r_А≤r )

Поскольку линейная скорость поверхности В равна ωr , то

t=l/(ω×r)

l/(ω×r)=r/v

v=(ω×r²)/l

ω и rпри исполнении опыта постоянны, измерив l можно найти  v.

В одном из опытов скорость поступательного движения висмута оказалась около 500м/с. В аналогичных опытах атомы серебра двигались со скоростью 600м/с. При комнатной температуре молекулы кислорода и азота движутся со скоростью 500м/с, а молекулы водорода 1600-2000м/с. Эти цифры запоминать не надо. Надо запомнить, что они имеют порядок сотен метров в секунду. Ту же скорость имеет дробь при вылете из дула охотничьего ружья.

Теоретически распределение молекул по их скоростям впервые определил в 1960г. английский физик Дж. Максвелл. ΔN - число молекул Чем выше температура, тем больше скорость передвижения молекул. Из экспериментов по определению скоростей поступательного движения и из теоретического рассмотрения этого вопроса Максвеллом были получены три важных вывода:

1 не смотря на хаотичность движения молекул, их распределение по скоростям носит характер определённой закономерности  (распределение Максвелла)

2 среди молекул газа имеются как очень быстрые, так и очень медленные, но больше всего молекулы движутся с какими-то средними скоростями.

3 распределение молекул по скоростям зависит от температуры (чем больше температура, тем больше скорость)

Рисунок 2– График зависимости V от ΔM/ΔV

Число, масса и размеры молекул.

Реальные молекулы имеют сложную форму, и следовательно различные размеры по разным направлениям. Если для простоты принять, что молекула имеет форму шара, то речь будет идти о её диаметре, который можно определить, используя свойство маслянистых веществ растекаться по поверхности жидкости. Растёк по поверхности образует очень тонкую плёнку, толщина которой приблизительно равна d молекул вещества. Основная трудность этого способа заключается в том, чтобы взять очень мало маслянистого вещества. В противном случае оно покроет всю поверхность воды в несколько слоёв молекул. Поэтому для опыта берут маслянистую жидкость, разведенную в каком-нибудь летучем веществе, например, в спирте. Пятно обычно имеет форму почти правильного круга

S=πd²/4

Разделив объём на площадь, узнаем толщину слоя или приблизительно диаметр молекулы. На практике измерять массы молекул и атомов в килограммах и граммах оказалось неудобным.

Новые единицы

Атомной единицей массы называется 1/12 масса изотопа углерода С¹². Изотопами называются атомы одного и того же химического элемента отличающегося только своей массой. Масса молекулы (атома ), выраженная в атомных единицах массы, называется относительной молекулярной (атомной) массой.

Она показывает во сколько раз масса молекулы вещества больше 1/12 изотопа углерода С¹².

Атомная единица массы составляет 1,660×10^-27кг.

Масса молекулы в килограммах      m=m_отн×1,660×10^{-27 кг}

M_отн.Н=2,01594  водород

M_отн.N=28,0134  азот

Очень удобно пользоваться такими порциями газа, в которых содержится одинаковое количество молекул. Молем (грамм-молекулой) называется количество вещества, масса которого в граммах равна его относительной молекулярной массе.

Часто пользуются понятием киломоля  1киломоль=1000 молей

Количество молекул в одном киломоле вещества называется числом Авогадро и обозначается N_A. Один киломоль газа при нормальных условиях имеет объём 22,4 м³

Закон Авогадро: В равных объёмах различных газов при одинаковом давлении и температуре содержится одинаковое число молекул.

Число молекул газа в единице объёма при нормальных условиях называется числом Лошмидта и обозначается n_л .

Осмысление и систематизация знаний

Основные положения молекулярно-кинетической теории	Опытные обоснования	Количественные характеристики
1 Все вещества состоят из огромного числа весьма маленьких частиц – молекул, между которыми имеются межмолекулярные промежутки. 2 Молекулы находятся в непрерывном хаотическом движении. 3 Между молекулами существуют силы притяжения и отталкивания.	Броуновское движение (опыт Перрена). Опыт Штерна. Опыт по изменению числа молекул. Опыт по изучению диффузий.	Размеры молекул, масса молекул, скорость движения, длина свободного пробега.