16.02 Фізика, 10 клас
Тема. Основні положення молекулярно-кінетичної теорії будови речовини. Маса та розміри атомів і молекул, стала Авогадро. Броунівський рух. Дифузія.
Опрацювати § 26-27. Законспектувати три положення МКТ, визначеня, формули, задачу.
Конспект з ВШО
Молекулярно-кінетична теорія (МКТ) розглядає речовину як сукупність частинок, що рухаються та взаємодіють між собою. Частинку речовини, що може рухатись незалежно від інших частинок середовища виключно під дією сил взаємодії з ними, будемо називати структурним елементом (це може бути молекула, атом, іон та ін.).
1. Всі речовини складаються із частинок – атомів, молекул, йонів. Між частинками є проміжки.
2. Частинки перебувають у безперервному хаотичному русі. Такий рух називається тепловим.
3. Між частинками діють сили притягання та відштовхування.
Молекула – найменша частинка речовини, яка має хімічні властивості цієї речовини та складається з атомів.
Йон – атом, який втратив, або приєднав електрони
Кількість речовини – кількість структурних елементів, що беруть участь у тепловому русі. Одиниця виміру кількості речовини – моль.
В одному молі будь-якої речовини міститься така ж кількість структурних елементів , як і кількість атомів у в 12 грамах карбону С12 .
ν=N/NА
Кількість атомів, що містяться у 12 грамах атомарного карбону С12, називається сталою Авогадро,
NА = 6,02·1023 1/моль.
Відносна атомна маса (Ar) – відношення маси даного атома m0 до 1/12 маси атома карбону С12.
1/12 маси атома карбону називається атомною одиницею маси (а.о.м.) й дорівнює 1,66·10-27 кг.
Відносні атомні маси елементів вказані у таблиці Менделєєва.
Відносна молекулярна маса (Mr) – відношення маси даної молекули m0 до 1/12 маси атома карбону С12.
Відносна молекулярна маса молекули дорівнює сумі відносних атомних мас атомів, що входять до складу молекули.
Молярна маса М – маса одного моля речовини.
M=m0·NA M=Mr·10-3 кг/моль
З основних положень молекулярно-кінетичної теорії знаємо, що всі тіла складаються з молекул, атомів чи йонів. Вони постійно хаотично рухаються. Такий рух називаємо тепловим. Що вища температура речовини, то більша швидкість теплового руху. Частинки з розміром меншим за 1 мкм, броунівські, наприклад, пилок чи сажа, які перебувають у рідинах чи газах, також рухаються безладно. Цей рух викликаний тим, що молекули середовища, що рухаються хаотично, стикаються з макрочастинками. Одна молекула не може зрушити з місця набагато більшу частинку пилку чи сажі, але таких зіткнень одночасно відбувається дуже багато. Якщо б частинку з усіх боків штовхала однакова кількість молекул, то вона б не рухалася. Проте молекули рухаються хаотично, а отже, зазвичай з одного боку зіткнень більше, ніж з іншого. Такі молекули штовхають макрочастинку, і вона починає рухатися. Такий рух називаємо броунівським.
Дифузія – це процес взаємного проникнення молекул однієї речовини між молекулами іншої речовини внаслідок теплового руху цих молекул. Вона відбувається як в рідинах та газах, так і в твердих тілах.
Дифузія в рідинах
Швидкість дифузії залежить від стану речовин, які беруть у ній участь. У рідинах і газах за кімнатної температури дифузія відбувається швидше, ніж в твердих тілах. Але в усіх речовинах дифузія відбувається швидше, якщо підвищити їхню температуру.
Осмос – це один з видів дифузії. Під час осмосу напівпроникна мембрана розділяє два середовища з різною концентрацією розчинених речовин. Із середовища з меншою концентрацією розчиненої речовини через мембрану проходить розчинник (часто вода), для того, щоб зробити різницю у концентрації по обидва боки меншою. Мембрана не дозволяє молекулам повернутися назад, тому з часом концентрація по обидві сторони мембрани стає однаковою.
Кожна молекула речовини рухається з різною швидкістю і має різну траєкторію, і після кожного зіткнення швидкість і траєкторія руху молекули змінюються. Тому вимірювання швидкості руху кожної молекули – це складне завдання, яке не має багато практичних застосувань. Інформацію про вплив руху молекул на процеси навколо можемо оцінити, якщо знатимемо середню швидкість теплового руху молекул. Уперше експериментально швидкість молекул виміряв німецький фізик Отто Штерн у 1920 році.
Додаткова інформація: Приклад броунівського руху макрочастинок під мікроскопом за посиланням:
https://www.youtube.com/watch?v=UUSL0NqcY6k&ab_channel=ForrestCharnock
Більше про осмос у деревах можна дізнатися за посиланням:
https://www.youtube.com/watch?v=wQhBKWwUVgE&ab_channel=TodayIFoundOut
Завдання для самостійної роботи: Осмос надзвичайно важливий для функціонування живих організмів. Зокрема, клітини під час осмосу наповнюються рідиною, що дозволяє їм зберігати форму та пружність. На жаль, цей процес дуже складно дослідити без спеціального обладнання. Тому ми пропонуємо виконати самостійно експеримент, що повторює процеси, які відбуваються в клітинах, але у більшому масштабі.
Для цього вам знадобляться цукерки з желе (наприклад, ведмедики), 3 склянки води та 3 столові ложки цукру та солі.
1) Гарячу воду розподіліть по склянках та додайте до однієї з них цукор, а до іншої – сіль. Розмішайте до повного зникнення залишку на дні. Якщо знадобиться, розігрійте для цього розчин повторно.
2) Дайте воді охолонути і, коли вона досягне кімнатної температури, покладіть у кожну склянку (з цукром, сіллю та без домішок) по 1 цукерці.
3) Залиште цукерки у воді на 24 години.
4) Виміряйте розмір цукерок після 24 годин у розчині.
Проаналізуйте результати. У якому випадку осмос відбувався найбільш інтенсивно? Чому? У якому напрямку він відбувався?
Описаний дослід можна знайти за посиланням:
https://www.youtube.com/watch?v=3vebCu3Qiu4&ab_channel=Children%27sDiscoveryMuseumofSanJose
Також на платформі Всеукраїнська школа онлайн (https://lms.e-school.net.ua) опрацювати уроки 10 і 11, розділу 3 Курсу "Фізика. 10 клас".
ДЗ. Опрацювати § 26-27. Виконати вправи 26 (2), 27 (2). Самостійну роботу можна відзняти на відео і подати як проект!!!
Коментарі
Дописати коментар