БҮЛЭГ 4. Бодисын бүтцийн талаарх АНХНЫ МЭДЭЭЛЛИЙН АНГИ.
Энэ сэдвээр тулгамдсан асуудлуудыг шийдвэрлэх нь оюутнуудад анхны ойлголтыг хөгжүүлэхэд тусална молекулын бүтэцбодисууд.
Даалгавруудад юуны өмнө дараахь баримтуудыг анхаарч үзэх шаардлагатай. шинжлэх ухааны тайлбарЭнэ нь бие махбодь нь жижиг тоосонцор - молекулуудаас бүрддэг гэсэн санааг зайлшгүй хүргэдэг.
Дараа нь молекулуудын хэмжээ, тэдгээрийн шинж чанар, хөдөлгөөн, харилцан үйлчлэлийн талаархи ойлголтыг өгөх хэд хэдэн асуудлыг шийдэх хэрэгтэй. хангалтгүйн улмаас математикийн сургалтоюутнууд, ихэнх даалгавар өндөр чанартай байх ёстой.
Туршилтын асуудалд мөн ихээхэн анхаарал хандуулах хэрэгтэй. Нарийн төвөгтэй биш туршилтын даалгаварОюутнууд үүнийг гэртээ ч хийж болно.
Бодисын молекулын бүтцийн талаархи олж авсан мэдээллийг дараа нь хатуу, шингэн ба тэдгээрийн хоорондын ялгааг тайлбарлахад ашигладаг хийн төлөвүүдбодисууд.
1. Молекулуудын оршихуй. Молекулын хэмжээ
Молекулуудын гэрэл зургийг ашиглан олж авсан даалгаврын тусламжтайгаар молекулууд ба тэдгээрийн хэмжээсийн талаархи анхны ойлголтыг тодруулах, гүнзгийрүүлэх нь ашигтай байдаг. электрон микроскоп.
Асуудлыг шийдэж байна нарийн төвөгтэй бүтэцмолекулууд, сонголттой. Гэхдээ танилцуулах төлөвлөгөөнд, ялангуяа сурлагын өндөр үзүүлэлттэй ангиудад молекулууд ямар байгааг харуулсан 2-3 асуудлыг авч үзэж болно. нарийн төвөгтэй бодисуудилүү зүйлээс бүрдэнэ нарийн ширхэгтэй тоосонцор- атомууд.
Чанартай зэрэгцэн та молекулын үнэмлэхүй ба харьцангуй хэмжээг тооцоолох энгийн тооцоололд асуудал гаргаж болно.
43. Зураг 11-д бөөмийн гэрэл зургийг үзүүлэв хатуу, электрон микроскоп ашиглан олж авсан. Аль нь
Цагаан будаа. 11. (скан харах)
Энэ гэрэл зураг дээр үндэслэн хатуу биетийн бүтцийн талаар дүгнэлт хийж болох уу? Зурган дээр заасан масштабыг ашиглан нэг ширхэгийн хэмжээг тодорхойл - молекул.
Шийдэл. Бүх молекулууд ижил, хатуу биед байрладаг гэдгийг анхаарч үзэх хэрэгтэй тодорхой дарааллаармөн ийм нягт савлагаатай байх бөгөөд тэдгээрийн хооронд зөвхөн бага зэргийн цоорхой үлдэх болно.
Молекулуудын диаметрийг тодорхойлохын тулд заасан 0.00017 см зайд тэдгээрийн тоог (50) тоолж, молекулын диаметр нь ойролцоогоор 0.000003 см болохыг тооцоолно.
Энэ бол аварга молекул гэдгийг оюутнуудад хэл. Жишээлбэл, усны молекулын диаметр нь зуу дахин бага байдаг.
44. Оптик микроскоп нь 0,00003 см орчим хэмжээтэй биетүүдийг ялгах боломжийг олгодог. Ийм микроскопоор зуу, мянга, сая молекулын диаметртэй усны дусал харагдах боломжтой юу? Усны молекулын диаметр нь ойролцоогоор
Тиймээс оптик микроскопоор та зөвхөн усны молекулын диаметрээс дор хаяж 1000 дахин том усны дуслыг харж болно. Усны молекулуудыг оптик микроскопоор харах боломжгүй.
45. Хэвийн даралт ба 0°С температурт агаар дахь молекулын тоо . Нэг хийн молекулын диаметр нь ойролцоогоор 0.00000003 см гэж үзвэл эдгээр бүх молекулуудыг үл үзэгдэх утсан дээр чанга бэхлэх боломжтой бол "бөмбөлгүүдийг" хэр урт болохыг тооцоол.
Хариулах. 8 сая км.
46(д). Хоёр туршилтын хоолойг доош нь доош нь доош нь доош нь усанд хийж, тэдгээрийн дотор батерейны шонтой холбосон нүцгэн утсыг байрлуулж, хийн бөмбөлгийг ажиглаж, тэдгээрийн найрлагыг шатаж буй хэлтэрхий ашиглан шалгана. Хийнүүд хаанаас ирсэн бэ?
Шийдэл. Туршилтын нэг хоолойд хуваагдсан хэсгүүд тод шатаж, нөгөө хуруу шилэнд гялалзах үед нэг хоолойд хүчилтөрөгч, нөгөө хоолойд устөрөгч байсан гэж дүгнэв.
Усны молекул задрах явцад хий үүссэн гэж тэд тайлбарлав. Үүний үр дүнд молекулын шинж чанар нь жижиг хэсгүүдэд хуваагдахад хадгалагдахгүй. Усны уурыг маш өндөр температурт халаахад ус нь хүчилтөрөгч, устөрөгч болон задардаг гэдгийг оюутнуудад хэлж болно.
Ийм жижиг бөөмсийг бид шууд хэмжиж чадахгүй нь ойлгомжтой. Бид энгийн тооцоолол хийх замаар молекулуудын хэмжээг тодорхойлох туршилт хийх болно. Та мэдээж газрын тосны бүтээгдэхүүнээс (тосолгооны тос, дизель түлш гэх мэт) үүссэн нимгэн өнгөт хальсыг усны гадаргуу дээр харсан байх. Нимгэн хальсны өнгө нь дээд талаас туссан гэрлийн туяаны хэт байрлалаас үүсдэг доод гадаргуукино - энэ үзэгдлийг гэрлийн интерференц гэж нэрлэдэг. Үүнтэй ижил шалтгаанаар савангийн хөөс нь солонгын бүх өнгөөр гялалздаг.
Та физикийн хичээл дээр интерференцийн үзэгдлийг судлах болно. Одоо бид киноны зузааныг сонирхож байна - энэ нь хэр зузаан болохыг та бодож байсан уу? Киноны зузааныг тодорхойлох нь маш энгийн: та түүний эзлэхүүнийг гадаргуугийн талбайд хуваах хэрэгтэй. Эртний далайчид хүртэл ургамлын тос нь усны гадаргуу дээр асгавал энэ нь маш том газар тархдаг болохыг анзаарсан (тэр үед шуурганы үеэр далайг ийм байдлаар "тайвшруулах" боломжтой гэсэн хачирхалтай санаа гарч ирсэн). Усан дээрх тосон толбоны талбайг хэмжсэн анхны хүн бол Америкийн нэрт эрдэмтэн, дипломатч Бенжамин Франклин (1706-1790) байсан бөгөөд түүний дүрс нь зуун долларын дэвсгэрт дээр байдаг. Түүний маш алдартай шинэ бүтээл- аянгын саваа (эсвэл аянгын саваа). 1774 онд Франклин Англи, АНУ-ын хооронд үүссэн өөр нэг зөрчилдөөнийг шийдвэрлэхээр Европ руу аялав. Хэлэлцээрээс чөлөөт цагаараа тэрээр усны гадаргуу дээр газрын тосны хальсыг туршиж үзсэн. Түүний гайхшралыг нэг халбага ургамлын тосжижиг цөөрмийн бүх гадаргуу дээр тархсан. Хэрэв та ус руу ургамлын бус тос асгаж, харин наалдамхай биш машины тос байвал толбо нь тийм ч том биш байх болно: нэг дусал нь ойролцоогоор 20 см диаметртэй тойрог үүсгэдэг ойролцоогоор 300 см3, нэг дуслын эзэлхүүн нь ойролцоогоор 0.03 см3 байна. Тиймээс киноны зузаан нь 0.03 см1 / 300 см3 = 0.0001 см = 0.001 мм - 1 мкм байна. Миллиметрийн мянганы нэг нь маш бага утга юм.
Гэхдээ машины тосны молекулууд усан дээгүүр нэг давхаргад тархдаг гэсэн баталгаа бидэнд бий юу? Эцсийн эцэст, зөвхөн энэ тохиолдолд хальсны зузаан нь молекулуудын хэмжээтэй тохирч байх болно. Бидэнд тийм баталгаа байхгүй, яагаад гэдгийг эндээс харж болно. Хөдөлгүүрийн тосыг бүрдүүлдэг молекулуудыг гидрофобик гэж нэрлэдэг (Грек хэлнээс "гидрофобик" - "уснаас айдаг"). Тэд бие биедээ маш сайн "наалддаг" боловч усны молекулуудтай маш дургүй байдаг. Хэрэв машины тостой төстэй бодисыг усны гадаргуу дээр асгавал түүн дээр хэдэн зуун, бүр хэдэн мянган молекулын давхаргаас бүрдэх нэлээд зузаан (молекулын стандартаар) хальс үүсгэдэг. Ийм тооцоолол нь өөрөө сонирхолтой байдгаас гадна гайхалтай зүйлтэй практик ач холбогдол. Жишээлбэл, өнөөдрийг хүртэл газрын тос үйлдвэрлэсэн газраас хэдэн мянган километрийн зайд тээвэрлэж буй асар том цистернүүдийн ослоос зайлсхийх боломжгүй юм. Ийм ослын улмаас их хэмжээнийамьд организмд хортой нөлөө үзүүлэх тос. Газрын тос нь машины тостой харьцуулахад илүү наалдамхай байдаг тул хальс нь байдаг усны гадаргууЭнэ нь арай зузаан байж магадгүй юм. Ийнхүү нэгэн ослын үеэр 500 км3 талбайг хамарсан 120 мянган тонн газрын тос асгарчээ. Энгийн тооцооноос харахад ийм хальсны дундаж зузаан нь 200 микрон байна. Киноны зузаан нь газрын тосны төрөл, усны температураас хамаарна: хүйтэн далайд тос өтгөрч, хальс нь зузаан, дулаан далайд тос нь наалдамхай чанар багатай, нимгэн байдаг. Гэхдээ ямар ч байсан далайд хэдэн арван мянган тонн нефть унасан том танк осолдсон нь гамшиг. Эцсийн эцэст хэрэв бүх асгарсан тос тархвал нимгэн давхарга, дараа нь асар том талбайн толбо үүсдэг бөгөөд ийм хальсыг арилгах нь туйлын хэцүү байдаг.
Зөвхөн нэг давхарга молекул үүсэхээр бодисыг усан дээгүүр тарааж (ийм хальсыг мономолекул гэж нэрлэдэг) боломжтой юу? Энэ нь боломжтой болох нь харагдаж байна, гэхдээ та машины тос эсвэл газрын тосны оронд өөр бодис авах хэрэгтэй. Ийм бодисын молекулууд нь нэг төгсгөлд гидрофилик (өөрөөр хэлбэл "усанд дуртай") бүлэг атомууд, нөгөө төгсгөлд нь гидрофобик байх ёстой. Ийм молекулуудаас бүрдсэн бодисыг усны гадаргуу дээр байрлуулбал юу болох вэ? Усанд уусах гэж оролдсон молекулуудын гидрофил хэсэг нь молекулыг ус руу татдаг бол уснаас "айдаг" гидрофобик хэсэг нь устай харьцахаас зайлсхийх болно. Ийм харилцан "үл ойлголцол" -ын үр дүнд молекулууд (хэрэв банз ашиглан хажуу талаас бага зэрэг "дарагдсан" бол) зурагт үзүүлсэн шиг усны гадаргуу дээр эгнэнэ. 3.1: тэдгээрийн гидрофиль төгсгөлүүд нь усанд орж, гидрофобик төгсгөлүүд нь гадагшаа наалддаг.
\6666666666ы/
Цагаан будаа. 3.1. Гадаргуугийн идэвхт бодисын молекулууд ус-агаарын заагт ингэж чиглэж, 1916 онд ийм давхаргын бүтцийн онолыг бүтээсэн Америкийн химич, физикч Ирвинг Лангмюрын (1881-1957) нэрээр нэрлэгдсэн "Лангмюрийн шон"-ыг бүрдүүлдэг. шингэний гадаргуу
Ийм байдлаар ажилладаг бодисыг гадаргуугийн идэвхт бодис гэж нэрлэдэг. Үүнд, жишээлбэл, саван болон бусад зүйлс орно угаалгын нунтаг; наранцэцгийн тосны нэг хэсэг болох олейны хүчил; далдуу модны тосны нэг хэсэг болох пальмитийн спирт ба халимны тос. Усны гадаргуу дээр ийм бодис тархах нь машины тосноос хамаагүй нимгэн хальс үүсгэдэг. Энэ үзэгдэл удаан хугацааны туршид мэдэгдэж байсан, ижил төстэй туршлага 18-р зуунд хийгдсэн. Гэхдээ зөвхөн дотор XIX сүүл- 20-р зууны эхээр Английн физикч Жон Уильям Рэйлей (1842-1919), Германы физикч Вильгельм Конрад Рентген (1845-1923) болон бусад олон эрдэмтдийн хийсэн туршилтын үр дүнд үүнийг харуулсан. хальсны зузаан нь бие даасан молекулуудын хэмжээтэй харьцуулж болохуйц жижиг хэмжээтэй байж болно.
Эдгээр туршилтуудын нэгэнд Английн химич Нейл Кенсингтон Адам бидэнд танил болсон бодисын ихэнх молекулууд 1 нм хэмжээтэй байдаг. Тиймээс устөрөгчийн молекулуудын диаметр нь ойролцоогоор 0.2 нм, иод - 0.5 нм, этилийн спирт- 0.4 нм; хөнгөн цагааны ионуудын радиус нь 0.06 нм, натри - 0.10 нм, хлорид - 0.13 нм, хлор - 0.18 нм, иод - 0.22 нм. Гэхдээ молекулуудын дунд аварга том биетүүд бас байдаг бөгөөд тэдгээрийн хэмжээ нь молекулын стандартаар үнэхээр одон орон юм. Тиймээс дээд амьтан, ургамлын эсийн цөмд удамшлын молекулууд байдаг - дезоксирибонуклеины хүчил (ДНХ). Тэдний урт нь 2,000,000 нм, өөрөөр хэлбэл 2 мм-ээс хэтэрч болно!
Энэ хэсгийг дуусгахад - Богино өгүүллэг 1908 онд Францын эрдэмтэн Жан Перриний молекулуудыг жинлэхдээ ашигласан ухаалаг (хамгийн үнэн зөв биш) аргын тухай. Та бүхний мэдэж байгаагаар агаарын нягтрал нь өндрөөр буурдаг. Мөн дотор XIX эхэн үезуунд Францын эрдэмтэн Пьер Лаплас өөр өөр өндөрт даралтыг тооцоолох боломжийг олгодог томьёог боловсруулсан. Энэ томьёоны дагуу 6 км тутамд атмосферийн даралт хоёр дахин буурдаг. Энэ үнэ цэнэ нь мэдээжийн хэрэг хүч чадлаас хамаарна хүндийн хүч, түүнчлэн агаарын молекулуудын масс. Хэрэв агаар нь азот, хүчилтөрөгч биш, харин маш хөнгөн устөрөгчийн молекулуудаас бүрддэг бол (тэдгээр нь хүчилтөрөгчийн молекулуудаас 16 дахин хөнгөн) атмосферийн даралтын хоёр дахин бууралт 6 км-ийн өндөрт биш, харин ойролцоогоор 16 дахин ажиглагдах болно. илүү, өөрөөр хэлбэл 100 орчим км. Эсрэгээр, хэрэв молекулууд маш хүнд байсан бол агаар мандал дэлхийн гадаргуу дээр "дарагдсан" бөгөөд даралт нь өндрөөс хурдан буурах болно.
Ингэж дүгнэж байна. Молекулын оронд Перрин усанд түдгэлзүүлсэн жижиг бөмбөлөг gummigut будагч бодис хэрэглэхээр шийджээ. Тэрээр ойролцоогоор 1 микрон диаметртэй ижил хэмжээтэй бөмбөлөг бүхий суспенз (эмульс) бэлтгэхийг оролдсон. Дараа нь тэр эмульсийн дусал дуслыг микроскопоор байрлуулж, микроскопын боолтыг босоо чиглэлд хөдөлгөж, янз бүрийн өндөрт байгаа бохьны бөмбөгний тоог тоолжээ. Лапласын томъёо нь эмульсийн хувьд нэлээд тохиромжтой болох нь тогтоогдсон: 6 мкм өсөлт тутамд харах талбар дахь бөмбөлгүүдийн тоо хоёр дахин багасдаг. 6 км нь 6 микроноос яг тэрбум дахин том учраас Перрин хүчилтөрөгч, азотын молекулууд бохьноос хэд дахин хөнгөн (мөн тэдгээрийн массыг туршилтаар аль хэдийн тодорхойлох боломжтой) гэж дүгнэжээ.
Усны молийн масс:
Хэрэв шингэн дэх молекулууд нягт савлагдсан бөгөөд тэдгээр нь тус бүр нь шоо хэмжээтэй шоо хэлбэртэй байвал V 1хавиргатай г, Тэр .
Нэг молекулын эзэлхүүн: , энд: V мнэг залбирал, Н А- Авогадрогийн дугаар.
Нэг моль шингэний эзэлхүүн: , энд: М-түүний молийн масс нь түүний нягт юм.
Молекулын диаметр:
Тооцоолоход бидэнд: 
Хамаатан садан молекулын массхөнгөн цагаан Mr = 27. Үндсэн молекулын шинж чанарыг тодорхойлох.
1. Хөнгөн цагааны молийн масс: M=Mr. 10 -3 М = 27 . 10 -3
Молекулуудын концентрацийг олоорой, гели (M = 4.10 -3 кг / моль) үед хэвийн нөхцөл(p=10 5 Pa, T=273K), тэдгээрийн язгуур дундаж квадрат хурд ба хийн нягт.Хэмжээ хоёр дахин ихэсвэл агаарын бөмбөлөг усны ямар гүнээс дээш хөвөх вэ? Бөмбөлөг дэх агаарын температур хэвээр байгаа эсэхийг бид мэдэхгүй. Хэрэв энэ нь ижил байвал өгсөх үйл явцыг тэгшитгэлээр тодорхойлно pV=const . Хэрэв энэ нь өөрчлөгдвөл тэгшитгэл болно.
pV/T=const
Температурын өөрчлөлтийг үл тоомсорловол бид том алдаа гаргасан эсэхээ үнэлье. p 1 V 1 =p 2 V 2, Хаана: х 1- гүн дэх бөмбөлөг дэх агаарын даралт h (p 1 = p atm. + rgh), p 2- гадаргуугийн ойролцоох бөмбөлөг дэх агаарын даралт. p 2 = p atm.
 |
(p atm + rgh)V =p atm 2V; ;
|
Агаарыг дээрээс нь доош нь эргүүлсэн шилэнд хийнэ. Асуудал нь шил нь зөвхөн тодорхой гүнд живж эхэлдэг болохыг харуулж байна. Хэрэв тодорхой эгзэгтэй гүнээс бага гүнд гарвал дээшээ хөвөх болно (шил нь босоо байрлалд хатуу байрлаж, хазайдаггүй гэж үзвэл).
Шилэн дээш хөвж, доошоо живэх түвшин нь шилэнд янз бүрийн талаас үйлчлэх хүчний тэгш байдалаар тодорхойлогддог.
Шилэн дээр босоо чиглэлд үйлчлэх хүч нь доош чиглэсэн таталцлын хүч, дээш чиглэсэн хөвөх хүч юм.
Хөвөгч хүч нь шилийг байрлуулсан шингэний нягт ба түүгээр нүүлгэсэн шингэний эзэлхүүнтэй холбоотой байдаг.
Шилэн дээр үйлчлэх таталцлын хүч нь түүний масстай шууд пропорциональ байна.
Асуудлын агуулгаас харахад шил живэх тусам дээшээ чиглэсэн хүч буурдаг. Шингэн нь бараг шахагдах боломжгүй, гадаргуу болон зарим гүн дэх усны нягт ижил байдаг тул хөвөх хүчний бууралт нь зөвхөн шилжсэн шингэний хэмжээ багассанаас л тохиолдож болно.
Шилэн дэх агаар шахагдсанаас болж нүүлгэн шилжүүлсэн шингэний хэмжээ буурч, улмаар даралт ихэссэнтэй холбоотой байж болно. Хэрэв бид үр дүнгийн хэт өндөр нарийвчлалыг сонирхохгүй бол шилийг дүрэх үед температурын өөрчлөлтийг үл тоомсорлож болно. Холбогдох үндэслэлийг өмнөх жишээнд өгсөн болно.
Хийн даралт ба түүний эзэлхүүний хоорондын хамаарал тогтмол температурБойл-Мариоттын хуулиар илэрхийлсэн.
Шингэний даралт үнэндээ гүн нэмэгдэх тусам бүх чиглэлд, тэр дундаа дээшээ жигд дамждаг.
Гидростатик даралтшингэний нягт ба түүний өндөртэй шууд пропорциональ (дүрх гүн).
гэж бүртгэгдсэн анхны тэгшитгэлШилний тэнцвэрийн төлөв байдлыг тодорхойлсон тэгшитгэл, асуудлын дүн шинжилгээ хийх явцад олсон илэрхийлэлүүдийг дараалан орлуулж, үүссэн тэгшитгэлийг хүссэн гүнд нь шийдвэрлэхийн тулд бид тоон хариултыг олж авахын тулд мэдэх хэрэгтэй гэсэн дүгнэлтэд хүрсэн. усны нягтрал, атмосферийн даралт, шилний масс, түүний хэмжээ, хурдатгалын утгууд Чөлөөт уналт.
Гүйцэтгэсэн бүх аргументуудыг дараах байдлаар харуулж болно.
Асуудлын текстэнд өгөгдөл байхгүй тул бид өөрсдөө тохируулах болно.
Өгөгдсөн:
Усны нягт r=10 3 кг/м 3.
Агаар мандлын даралт 10 5 Па.
Шилний хэмжээ 200 мл = 2 00. 10 -3 л = 2. 10 -4 м 3.
Шилний масс 50 г = 5 байна. 10-2 кг.
Таталцлын хурдатгал g = 10 м/с 2 .
Тоон шийдэл:
|
Бөмбөлөг хөөрөх асуудлыг, живэх шилний асуудалтай адил статик асуудал гэж ангилж болно.
Бөмбөлөг нь эдгээр биед хэрэглэж, дээш доош чиглэсэн хүчний тэгш байдал алдагдмагц шил живэхтэй адилаар дээшилж эхэлнэ. Бөмбөлөг яг л шил шиг доош чиглэсэн таталцлын хүч, дээш чиглэсэн хөвөх хүчний нөлөөнд автдаг.
Хөвөх хүч нь бөмбөгийг тойрсон хүйтэн агаарын нягттай холбоотой. Энэ нягтыг Менделеев-Клапейроны тэгшитгэлээс олж болно.
Таталцлын хүч нь бөмбөгний масстай шууд пропорциональ байна. Бөмбөгний масс нь эргээд бүрхүүлийн масс ба доторх халуун агаарын массаас бүрдэнэ. Халуун агаарын массыг Менделеев-Клапейроны тэгшитгэлээс олж болно.
Схемийн хувьд үндэслэлийг дараах байдлаар харуулж болно.
Тэгшитгэлээс бид хүссэн хэмжээ, тооцоог илэрхийлж болно боломжит утгуудавах шаардлагатай тоон шийдэлхэмжигдэхүүнүүдийн бодлого, эдгээр хэмжигдэхүүнийг үүссэн тэгшитгэлд орлуулж, тоон хэлбэрээр хариултыг ол.
Хаалттай саванд 200 г гелий агуулагддаг. Хий хийдэг хэцүү үйл явц. Түүний параметрийн өөрчлөлтийг үнэмлэхүй температуртай харьцуулсан эзлэхүүний графикт тусгасан болно.1. Хийн массыг SI-д илэрхийл.
2. Энэ хийн харьцангуй молекул масс хэд вэ?
3. Энэ хийн молийн масс хэд вэ (SI-д)?
4. Саванд агуулагдах бодисын хэмжээ хэд вэ?
5. Саванд хэдэн хийн молекул байдаг вэ?
6. Энэ хийн нэг молекулын масс хэд вэ?
7. 1-2, 2-3, 3-1 хэсгүүдэд байгаа процессуудыг нэрлэнэ үү.
8. 1,2, 3, 4 цэгүүд дэх хийн эзэлхүүнийг мл, л, м 3-аар тодорхойлно.
9. Хийн температурыг 1,2, 3, 4 цэгүүдэд 0 С, К температурт тодорхойлно.
10. 1, 2, 3, 4-р цэгүүд дэх хийн даралтыг мм-ээр тодорхойлно. Hg Урлаг. , атм, Па.
11. Зураг энэ үйл явцүнэмлэхүй температур ба даралтын график дээр.
12. Энэ үйл явцыг даралт ба эзэлхүүний харьцааны график дээр дүрсэл.
Шийдвэрлэх заавар:
1. Нөхцөл байдлыг харна уу.
2. Элементийн харьцангуй молекул жинг үелэх систем ашиглан тодорхойлно.
3. M=M r·10 -3 кг/моль.
7. х=const - изобар; В=const-isochoric; Т=const - изотерм.
8. 1 м 3 = 10 3 л; 1 л = 10 3 мл. 9. T=t+ 273. 10. 1 атм. = 10 5 Па = 760 мм м.у.б. Урлаг.
8-10. Та Менделеев-Клапейроны тэгшитгэлийг ашиглаж болно, эсвэл хийн хуульБойл-Мариотт, Гей-Люссак, Чарльз.
Асуудлын хариултууд
| м = 0.2 кг | |||||||
| M r = 4 | |||||||
| M = 4 10 -3 кг / моль | |||||||
| n = 50 моль | |||||||
| N = 3 10 25 | |||||||
| м =6.7 10 -27 кг | |||||||
| 1 - 2 - изобар | |||||||
| 2 - 3 - изохорик | |||||||
| 3 - 1 - изотерм | |||||||
| № | мл | л | м 3 | ||||
| 2 10 5 | 0,2 | ||||||
| 7 10 5 | 0,7 | ||||||
| 7 10 5 | 0,7 | ||||||
| 4 10 5 | 0,4 | ||||||
| № | 0 С | TO | |||||
| № | ммМУБ. | атм | Па | ||||
| 7.6 10 3 | 10 6 | ||||||
| 7.6 10 3 | 10 6 | ||||||
| 2.28 10 3 | 0.3 10 6 | ||||||
| 3.8 10 3 | 0.5 10 6 | ||||||
 |
 |
||||||
Kikoin A.K. Молекулын хэмжээг тодорхойлох энгийн арга // Квант. - 1983. - No 9. - С.29-30.
"Квант" сэтгүүлийн редакцийн зөвлөл, редакторуудтай тусгайлан тохиролцсоны дагуу
IN молекулын физикгол " тэмдэгтүүд"Энэ бол дэлхийн бүх бодисыг бүрдүүлдэг молекулууд, төсөөлшгүй жижиг хэсгүүд юм. Олон үзэгдлийг судлахын тулд тэдгээр нь ямар молекул болохыг мэдэх нь чухал гэдэг нь ойлгомжтой. Ялангуяа тэдний хэмжээ хэд вэ.
Хүмүүс молекулуудын тухай ярихдаа тэдгээрийг ихэвчлэн жижиг, уян хатан, хатуу бөмбөлөг гэж боддог. Тиймээс молекулуудын хэмжээг мэдэх нь тэдний радиусыг мэддэг гэсэн үг юм.
Хэдийгээр жижиг хэмжээтэй ч гэсэн молекулын хэмжээ, физикчид тэдгээрийг тодорхойлох олон аргыг боловсруулж чадсан. Физик 9 эдгээрийн хоёрын тухай өгүүлдэг. Зарим (маш цөөхөн) шингэний шинж чанарыг ашиглан нэг молекул зузаантай хальс хэлбэрээр тархдаг. Нөгөө талаар бөөмийн хэмжээг нарийн төвөгтэй төхөөрөмж - ионы проектор ашиглан тодорхойлно.
Молекулын (эсвэл атомын) радиусыг тооцоолох маш энгийн боловч энэ нь тухайн бодисын молекулууд нь хатуу биет байх үед үндэслэдэг шингэн төлөв, бие биентэйгээ нягт зэргэлдээ гэж үзэж болно. Энэ тохиолдолд ойролцоогоор тооцооллын хувьд бид эзлэхүүнийг тооцож болно Взарим масс мбодисууд нь энгийн байдаг нийлбэртэй тэнцүү байнаагуулагдах молекулуудын хэмжээ. Дараа нь бид эзлэхүүнийг хуваах замаар нэг молекулын эзэлхүүнийг авна Вмолекулын тоогоор Н.
Бие дэх молекулуудын тоо жин мтэнцүү, мэдэгдэж байгаачлан, \(~N_a \frac(m)(M)\), энд М- бодисын молийн масс НА нь Авогадрогийн тоо юм. Тиймээс эзлэхүүн ВНэг молекулын 0 нь тэгшитгэлээс тодорхойлогддог
\(~V_0 = \frac(V)(N) = \frac(V M)(m N_A)\) .
Энэ илэрхийлэл нь бодисын эзлэхүүнийг масстай харьцуулсан харьцааг агуулдаг. Урвуу хамаарал \(~\frac(m)(V) = \rho\) нь бодисын нягт, тиймээс
\(~V_0 = \frac(M)(\rho N_A)\) .
Бараг ямар ч бодисын нягтыг хүн бүрт хүртээмжтэй хүснэгтээс олж болно. Моляр массмэдэж байгаа эсэхийг тодорхойлоход хялбар химийн томъёободисууд.
\(~\frac(4)(3) \pi r^3 = \frac(M)(\rho N_A)\) .
Үүнээс бид молекулын радиусын илэрхийлэлийг олж авна.
\(~r = \sqrt (\frac(3M)(4 \pi \rho N_A)) = \sqrt (\frac(3)(4 \pi N_A)) \sqrt (\frac(M)(\rho) )\) .
Эдгээр хоёр үндэсийн эхнийх нь тогтмол, ≈ 7.4 10 -9 моль 1/3-тай тэнцүү тул томъёо rдүр эсгэдэг
\(~r \ойролцоогоор 7.4 \cdot 10^(-9) \sqrt (\frac(M)(\rho)) (m)\) .
Жишээлбэл, энэ томъёогоор тооцоолсон усны молекулын радиус нь тэнцүү байна r B ≈ 1.9 · 10 -10 м.
Молекулуудын радиусыг тодорхойлох тайлбарласан арга нь яг үнэн зөв байж чадахгүй, учир нь бөмбөлгүүдийг бие биентэйгээ харьцаж байсан ч тэдгээрийн хооронд зай завсаргүй байрлуулах боломжгүй юм. Нэмж дурдахад, молекул-бөмбөгний ийм "баглаа боодол" нь молекулын хөдөлгөөн хийх боломжгүй болно. Гэсэн хэдий ч дээр дурдсан томъёог ашиглан молекулуудын хэмжээг тооцоолох нь бусад аргуудын үр дүнтэй бараг давхцах үр дүнг өгдөг бөгөөд энэ нь харьцуулшгүй илүү нарийвчлалтай юм.
тухай яримаар байна чухал зүйлсЦэвэрлэгээний систем зардаг компаниудын вэбсайт дээр ховорхон тайлбарлагддаг боловч гэр бүл эсвэл ажилдаа шүүлтүүр сонгохдоо бидний юу ярьж байгааг ойлгох нь илүү тааламжтай байдаг. Энэхүү тойм нь заримыг харуулж байна чухал талууд, шүүлтүүрийг сонгохдоо үүнийг анхаарч үзэх хэрэгтэй.
Микрон ба нанометр гэж юу вэ?
Хэрэв та усны шүүлтүүр хайж байсан бол "микрон" гэсэн нэртэй тааралдсан байх. Хэзээ бид ярьж байнамеханик хайрцагны тухайд та "нэгж нь 10 микрон ба түүнээс дээш хэмжээтэй бохирдуулагчийн бүдүүн хэсгүүдийг шүүдэг" гэх мэт хэллэгүүдийг олонтаа харж болно. Гэхдээ 10 микрон хэд вэ? 10 микрон багтаамжтай хайрцаг ямар бохирдлыг нэвтрүүлэхийг мэдмээр байна. Мембрануудын тухайд (урсгал шүүлтүүр эсвэл урвуу осмос байгаа эсэх) өөр нэр томъёог ашигладаг - нанометр, энэ нь бас илэрхийлэхэд хэцүү хэмжээтэй байдаг. Нэг микрон нь 0.001 миллиметр, өөрөөр хэлбэл, хэрэв бид нэг миллиметрийг 1000 хэсэгт хуваах юм бол бид яг 1 микрон авах болно. Нанометр нь 0.001 микрон бөгөөд энэ нь үндсэндээ миллиметрийн саяны нэг юм. Ийм жижиг тоонуудыг илэрхийлэхэд хялбар болгох үүднээс микрон, нанометр гэсэн нэрсийг бий болгосон.
Микроныг ихэвчлэн полипропилен эсвэл нүүрстөрөгчийн хайрцагнаас гаргаж авсан шүүлтүүрийн гүнийг, нанометрийг хэт шүүлтүүр эсвэл урвуу осмос мембранаар үүсгэсэн шүүлтүүрийн түвшинг илэрхийлэхэд ашигладаг.
Усны шүүлтүүрүүдийн хооронд ямар ялгаа байдаг вэ?
Шүүлтүүрийн үндсэн 3 төрөл байдаг: урсдаг, хэт шүүлтүүртэй мембран (мембран) бүхий урсгалтай, урвуу осмос шүүлтүүрүүд. Эдгээр системүүдийн гол ялгаа нь юу вэ? Урсгал шүүлтүүрийг үндсэн цэвэршүүлэлт гэж үзэж болно, учир нь энэ нь усыг ундны нөхцөлд цэвэршүүлэх нь ховор байдаг - өөрөөр хэлбэл бусад хоёр төрлийн шүүлтүүрээс ялгаатай нь дараа нь урсгал усХэрэглэхийн өмнө буцалгах шаардлагатай (Үл хамаарах зүйл бол Арагон, Аквален, Экомикс агуулсан системүүд). Мембран шүүлтүүрүүд - хэт шүүлтүүрийн мембран бүхий шүүлтүүрүүд нь усыг бүх төрлийн бохирдуулагчаас цэвэршүүлдэг боловч усны давсны тэнцвэрийг хэвээр үлдээдэг - өөрөөр хэлбэл байгалийн кальци, магни болон бусад эрдэс бодисууд усанд үлддэг. Урвуу осмос систем нь усыг эрдэс бодис, бактери, давс гэх мэт бүрэн цэвэршүүлдэг - шүүлтүүрийн гаралтын хэсэгт ус нь хачирхалтай нь зөвхөн усны молекулуудыг агуулдаг.
Хлор бол усыг бохирдуулагч бодисуудаас хамгийн төвөгтэй нь юм.
Ихэвчлэн мембраны системтэй уснаас бохирдуулагчийг зайлуулахын тулд мембраны нүх нь элементийн хэмжээнээс бага байх ёстой. Гэсэн хэдий ч энэ нь хлортой ажиллахгүй, учир нь түүний молекулын хэмжээ нь усны молекулын хэмжээтэй тэнцүү бөгөөд хэрэв та мембраны нүхийг хлорын хэмжээнээс бага болговол ус дамжин өнгөрөх боломжгүй болно. аль аль нь. Энэ бол ийм парадокс юм. Тиймээс урвуу осмосын бүх системүүд нь уснаас хлорыг сайтар цэвэрлэдэг нүүрстөрөгчийн хайрцагтай байдаг. Анхаарна уу, учир нь гол " толгой өвдөх"Украины ус бол яг хлор, хэрэв та урвуу осмос худалдаж авахыг хүсвэл урьдчилсан шүүлтүүрт хоёр нүүрстөрөгчийн хайрцаг бүхий системийг сонгох хэрэгтэй - энэ нь цэвэршүүлэх чанарыг илтгэнэ.
Өгөгдсөн мэдээлэл танд хэрэгтэй байсан гэж найдаж байна. Нэмэлт мэдээлэлвэб сайтаас олж болно
