Как найти число молекул в теле физика

Основные положения МКТ. Масса и размер молекул. Количество вещества. Молекулярная физика

Подробности

Обновлено 07.10.2018 21:04

Просмотров: 1193

МКТ — это просто!

«Ничто не существует, кроме атомов и пустого пространства …» — Демокрит
«Любое тело может делиться до бесконечности» — Аристотель

Основные положения молекулярно-кинетической теории (МКТ)

Цель МКТ — это объяснение строения и свойств различных макроскопических тел и тепловых явлений, в них протекающих, движением и взаимодействием частиц, из которых состоят тела.
Макроскопические тела — это большие тела, состоящие из огромного числа молекул.
Тепловые явления — явления, связанные с нагреванием и охлаждением тел.

Основные утверждения МКТ

1. Вещество состоит из частиц (молекул и атомов).
2. Между частицами есть промежутки.
3. Частицы беспорядочно и непрерывно движутся.
4. Частицы взаимодействуют друг с другом (притягиваются и отталкиваются).

Подтверждение МКТ:

Броуновское движение

Масса и размеры молекул

Размеры частиц

Диаметр любого атома составляет около см.

Число молекул в веществе

где V — объем вещества, Vo — объем одной молекулы

Масса одной молекулы

Относительная молекулярная масса вещества

Для удобства расчетов вводится величина — относительная молекулярная масса вещества.
Массу молекулы любого вещества можно сравнить с 1/12 массы молекулы углерода.

где числитель — это масса молекулы, а знаменатель — 1/12 массы атома углерода

— это величина безразмерная, т.е. не имеет единиц измерения

Относительная атомная масса химического элемента

где числитель — это масса атома, а знаменатель — 1/12 массы атома углерода

Другой способ определения относительной молекулярной массы вещества

Относительная молекулярная масса вещества равна сумме относительных атомных масс химических элементов, входящих в состав молекулы вещества.
Относительную атомную массу любого химического элемента берем из таблицы Менделеева!)

Количество вещества

Количество вещества (ν) определяет относительное число молекул в теле.

Постоянная Авогадро

Число атомов в 1 моле любого вещества называют числом Авогадро или постоянной Авогадро:

Молярная масса

Молярная масса  (M) — это масса вещества, взятого  в одном моле, или иначе — это масса одного моля вещества.

где

— масса молекулы
— постоянная Авогадро

Единица измерения молярной массы: [M]=1 кг/моль.

Формулы для решения задач

Эти формулы получаются в результате подстановки вышерассмотренных формул.

Масса любого количества вещества

и формула для 7 класса

Количество вещества

Число молекул в веществе

Молярная масса

Масса одной молекулы

Связь между относительной молекулярной массой и молярной массой

Молекулярная физика. Термодинамика — Класс!ная физика

Основные положения МКТ. Масса и размер молекул. Количество вещества. —
Взаимодействие молекул. Строение твердых тел, жидкостей и газов. —
Идеальный газ. Основное уравнение МКТ. —
Температура. Тепловое равновесие. Абсолютная шкала температур. —
Уравнение состояния идеального газа. —
Изопроцессы. Газовые законы. —
Взаимные превращения жидкостей и газов. Влажность воздуха. —
Твердые тела. Кристаллические тела. Аморфные тела.

1. Как надо решать задачи по физике.

Чтобы
правильно и осмысленно решать задачи по физике, необходимо следовать алгоритму:

    Алгоритм
«Решение задач по физике»

1.  Внимательно прочитайте условие
задачи.

2.  Установите о каком (их) физических
явлениях идёт речь в задаче.

3.  Вспомните основные количественные и
качественные закономерности, объясняющие это (и) явление.

4.  Определите, что требуется найти в
задаче.

5.  Установите, какие физические величины
даны в задаче. Не забудьте о табличных величинах.

Примечание: Иногда использование
табличных величин зашифровано текстовой информацией:

 —определить
массу молекулы азота,

 —найти
количества вещества в массе алюминия.

6.  Переведите, если этого необходимо,
физические величины в систему СИ (стандартные единицы измерения)

7.  Определите какую (ие) количественную
(ые) зависимость (и) надо использовать в решение. Для этого лучше всего
определить количественные зависимости, куда входит искомая физическая величина,
а также данные физических величин по условию задачи.

8.  Использовать преобразования в
физических формулах, получите окончательную расчётную формулу.

Примечание: при проверке правильности полученной формулы используйте размерность
физической величины.

Например: Если мы должны найти силу F, то в результате сокращения размерности должны получить H (Ньютон), если получить, что-то
другое, значит, формула получена не верно.

9.  Выполните вычисления по полученной
формуле.

10.                     
Запишите
ответ задачи.

Примечание: Иногда, для успешного решения задачи требуется выполнить чертёж. Помните
о том, что правильно выполнит чертёж, помогает в решение задач, это 50% вашего
успеха.

2. Основы
молекулярно-кинетической теории.

2.1 Основные понятия и закономерности.

    В
основе  молекулярно-кинетической теории строения вещества лежат три утверждения:
вещество состоит из частиц; эти частицы беспорядочно движутся; частицы
взаимодействуют друг с другом.

Относительно молекулярной (или атомной) массой вещества Мr называют отношение массы молекулы
(или атома) mданного вещества к массы атома углерода m: M_r  =

    В
Международной системе единиц количество вещества выражают в молях. Один
моль- это количество вещества, в котором содержится столько же молекул или
атомов, сколько атомов содержится в углероде массой 0,012
кг.

Значит, в 1 моле любого вещества содержится одно и то же
число атомов или молекул. Это число атомов обозначают N и называют постоянной Авогадро в честь итальянского учёного.

Между молярной массой Μ и
относительной молекулярной массой M_r существует
следующая связь: 

M=Mr⋅10⁻³

Следующей основной физической
величиной в МКТ будет – количество вещества. Количество вещества,
содержащегося в теле, определяется числом молекул (или атомов) в этом теле. Поскольку число молекул в макроскопических телах очень
велико, для определения количества вещества в теле сравнивают число молекул в
нем с числом атомов в 0,012 кг изотопа углерода  126C.
Единица количества вещества называется молем (моль).
Обозначают количесвта вещества – ν.

Количество
вещества ν определяется как отношение числа N частиц
(молекул) вещества к постоянной Авогадро N_А: 

ν = N/ N_А = mM

Зная массу вещества и его молярную массу М, можно найти число молей (количество вещества)

N=νNA=mMNA.

Зная
молярную массу и постоянную Авогадро, можно рассчитать массу одной молекулы: m₀=MNA=mN.

    Броуновское
движение-это тепловое движение взвешенных в жидкости (или газе) частиц.
Идеальный газ – это газ, взаимодействие между молекулами которого пренебрежимо
мало. p

  Это основное уравнение
молекулярно-кинетической теории.   p[1]

2.2. Решение
задач

Задача 1. Какое количество вещества содержится в алюминиевой отливке массой 5,4
кг?[2]

    
Дано                                 СИ            
Решение

M(Al)=27                                   моль

m (Al)=5,4 кг

.    

-?                                                                                                                   
Ответ: 200 моль.

Задача 2. Какой объем занимает 100 моль ртути?

       
Дано                     СИ              Решение

(Hg)=100 моль                          V=  Подставим в первую формулу     

(Hg)=13.6·10                        V==1,5 ·10м

M(Hg)=201                                                          

   
V-?                                                                                                                Ответ: 1,5·10или 1,5
л.

Задача 3. Чему равно число молекул в 10
г. кислорода?

       Дано                             СИ        Решение

m (O)=10 г.                     0,01кг.      (1)(2)   =>

M(O) =32·10                    Выразим N;
получаем               

Na=6.02·10моль                         
N=  1,88·10 молекул                                                                                                               

N-?                                                                                 
                         Ответ: 1,88*10молекул

Задача 4. На изделие, поверхность которого 50 см,
нанесен слой меди толщиной 2 мкм. Сколько атомов меди содержится в покрытии?

Дано                                   СИ                Решение

                             N=           , но масса цинка не
известна.                                        

S=50 cм                              Найдём массу цинка через объём и плотность.

                      
, объём найдём, зная площадь поверхности

Na=6.02*10моль                           
и толщину слоя V=Sh=>m=Sh

                        
Подставим в начальную формулу

   
N-?                                                                   

N= молекул

Ответ: молекул

Задача 5.   Определите
сколько молекул воды в объёме 2л.

             Дано                            СИ                       
Решение

V=2л.                                    
2*10      N=, масса воды неизвестна.

Na=6.02*10                                  Найдём массу воды через объём и
плотность. m=

                         N=

                                

          N-?                                                                              
                                       Ответ:

Задача 6.
Находившаяся в стакане воде массой 0,5
кг. полностью испарилась за 30 суток. Сколько в среднем молекул воды вылетало
с её поверхности за 1с?

         Дано                             
СИ                         Решение

m(H)=0.5 кг.                                           N= Чтобы найти число молекул, испаряющихся за

t=30 суток                          2,592·10с.       1сек. —  N, необходимо всё число молекул разделить

t=1с                                                             
на время, за которое они испарились.

=18·10.                           
N= (2). 

                                                                        
Подставим(2)(1) и учтем  время в секундах.

N-?                                                     

                      
N

                                                                                                                            
Ответ:

Задача 7.  В озеро, имеющее среднюю глубину 10м и площадь поверхности 20 км, бросили кристаллик поваренной соли
массой  0,01г. Сколько молекул этой соли оказалось бы в наперстке воды объемом
2 см, зачерпнутой из озера, если полагать, что
соль, растворившись, равномерно распределилась во всем объеме воды?

      Дано                      
СИ                        Решение                                            

h=10м                                             Чтобы
найти  N. Необходимо найти объем озера V ,
кол-во

S=20 км                     
2·10  частиц соли N  V=hS(1);  N=;  N

m=0.01 г                        10     Подставим (1) и (2) в (3)                                

V=2 см                    
2·10      

Na=6.02·10                           

N-?                                                                                                                    
Ответ:6,02·10                                  

Задача 8.  Каково давление кислорода, если средняя
квадратичная скорость его молекул 600, а его плотность 1,54?

     Дано             СИ                  Решение

                      Отразим на произведение m         

                  Следовательно,

Р
-?                                                       Ответ:1,848*10

Задача 9.  Какова средняя квадратичная скорость движения молекул газа, если
имея массу 8 кг, он занимает объем 10 м при
давлении 250 кПа?

 Дано                  СИ              Решение

m=8кг                                  
 Рассмотрим n -концентрация n=  

V=10 м                              
 Следовательно,               

   2,5*10     
Выразим V из этого уравнения поэтапно:

V-?                                        1. Умножим первую и правую части
на 3V: 3РV=mV

                                              
2.    Разделим первую и вторую часть на m: V

                                              
3. Возьмем квадратичный корень из первой  и второй части.

                                             V=

                                               
V=

                                                                                                                     
                   Ответ: 306 м/с

Задача 10. Найти концентрацию молекул кислорода, если
давление его 0,3 МПа, а средняя квадратичная скорость молекул равна 900

       
Дано                      CИ           Решение

V=900                                      
(1) . Выразим n из уравнения (1). n=

                 3*10  Мы не знаем массу m-массу молекулы кислорода.

                      Для этого
воспользуемся малярной массой кислорода                             

Na=6,02*10                              

n-?               n=

                                
                                                     Ответ:

Задача 11.  Найти среднюю кинетическую энергию молекулы одноатомного газа при
давлении 30 кПа. Концентрация молекул газа при указанном давление 5*10.

        
Дано           СИ             Решение  

P=30 кПа         3*10Па   Р=  E_к  E                         

N=5*10  

Е-?                                                                         
Ответ:9*10

Содержание

• — Как найти число молекул в физике?
• — Как найти число молекул в нормальных условиях?
• — Как можно вычислить концентрацию молекул газа?
• — Как можно рассчитать число молекул в теле?
• — Как определить число молекул кислорода?
• — Как определить число молекул и атомов?
• — Как определить количество вещества в физике?
• — Что означает буква N в химии?
• — Как читается закон Авогадро?
• — Как найти число молекул в единице объема?
• — Чему равно N А?
• — Как найти концентрацию вещества формула?
• — Что такое концентрации молекулы?
• — Чему равна концентрация?

Как найти число молекул в физике?

N = A – Z, где N — кол-во нейтронов, A — атомная масса элемента, Z — кол-во протонов.

Как найти число молекул в нормальных условиях?

при нормальных условиях . Пояснение: Если дан объем и надо найти число молекул при Н. У. , то находим по формуле : n = N/V ⇒ N = n * V.

Как можно вычислить концентрацию молекул газа?

Концентрация молекул – это физическая величина, равная числу молекул, содержащихся в единице объема. Единицы измерения в системе СИ: [n] = 1/м3. N — число молекул; V – объем, м3.

Как можно рассчитать число молекул в теле?

Приняв молярную массу вещества человеческого тела М = 20 гмоль, рассчитать количества вещества по формуле: v = m ср / М 4. Используя эти данные, рассчитать число молекул в теле человека N из формулы v = N / NA.

Как определить число молекул кислорода?

Для нахождения количества вещества пользуются формулами ν=N/NА=m/M. Отсюда можно выразить соотношение и найти число молекул кислорода в известной массе вещества: N=NA·m/M, где NA – постоянная Авогадро (6,02∙1023 моль-1), m – масса вещества, М – молярная масса. M(О2) = 2∙Аr(О) = 2∙16 = 32 г/моль.

Как определить число молекул и атомов?

Чтобы найти количество атомов в веществе, определите, что это за вещество. Затем найдите его массу и молярную массу. После чего отношение массы и молярной массы умножьте на число Авогадро, которое равно 6,022*1023.

Как определить количество вещества в физике?

Количество вещества можно определить как отношение числа структурных частиц к числу частиц в одном моле вещества. Например, количество вещества, которое соответствует 3*1023 атомов железа можно легко рассчитать по этой формуле.

Что означает буква N в химии?

Число частиц (атомов, молекул, протонов, электронов и т. … Химическое количество вещества — физическая величина, пропорциональная числу частиц, содержащихся в данной порции вещества. Обозначается буквой n . Единица измерения — моль.

Как читается закон Авогадро?

n = V/Vm, где V – объём газа, Vm – молярный объём, n – количество вещества, измеряемое в молях.

Как найти число молекул в единице объема?

Для V=1 n = P/RT. N {Число молекул} = Na*n = NaP/RT.

Чему равно N А?

NA = 6,022 141 29(27)⋅1023 моль−1. Значение числа Авогадро, рекомендованное CODATA в 2014 году, составляло: NA = 6,022 140 857(74)⋅1023 моль

Как найти концентрацию вещества формула?

Молярная концентрация (СМ) – это отношение количества вещества (ν, моль) к объему раствора (V, литр), в котором это вещество содержится. Определяется по формуле: СМ= ν / V, (моль/л). Величина молярной концентрации показывает, сколько моль вещества содержится в 1 литре раствора.

Что такое концентрации молекулы?

Концентрация молекул Концентрация молекул n — число молекул в единице объема.

Чему равна концентрация?

Концентрация – это относительное количество растворенного вещества в растворе. Помимо процентной концентрации, часто удобно пользоваться МОЛЯРНОЙ КОНЦЕНТРАЦИЕЙ. Молярная концентрация С – это отношение количества растворенного вещества v (в молях) к объему раствора V в литрах. Единица молярной концентрации – моль/л.

Интересные материалы:

Как вести складской учет в 1с?
Как вежливо закончить письмо на французском?
Как визуально определить силу ветра?
Как включить айфон после разрядки?
Как включить английский Youtube?
Как включить боковую панель на самсунге а51?
Как включить диктовку в гугл докс?
Как включить диспетчер устройств?
Как включить диспетчер задач горячие клавиши?
Как включить Эмодзи на клавиатуре Самсунг?

Недавно
мы говорили о размерах молекул и выяснили, что они очень малы. Как вы
понимаете, измерять массу молекул в обычных единицах массы, таких как
килограммы или граммы, крайне неудобно. Поэтому люди придумали относительную
молекулярную массу. Относительная молекулярная (или атомная) масса вещества —
это отношение массы молекулы (или атома) данного вещества к 1/12 массы атома углерода.

Дело
в том, что углерод входит в множество веществ, и по международному соглашению
было решено использовать углеродную шкалу атомных масс. Нетрудно догадаться,
что относительная молекулярная масса — это безразмерная величина, поскольку
она показывает во сколько раз масса данной молекулы (или атома) больше массы
одной двенадцатой атома углерода. Тем не менее, молекулярную массу
условились измерять в атомных единицах массы (а. е. м.).

Относительные
массы всех химических элементов измерены с высокой точностью, и их можно найти
в таблице Менделеева.

Например,
относительная атомная масса водорода равна 1, относительная атомная масса гелия
равна 4 и так далее.

Зная
атомные массы можно вычислить и молекулярную массу. Например, относительная
молекулярная масса соляной кислоты равна

Аналогичным
способом можно вычислить массы других молекул. Например, молекула серной кислоты
состоит из двух атомов водорода, одного атома серы и четырех атомов кислорода.
Таким образом, относительная молекулярная масса серной кислоты равна .

Еще
одно понятие, с которым необходимо ознакомиться при изучении
молекулярно-кинетической теории — это количество вещества. Можно,
конечно, определить количество вещества, как количество молекул, содержащихся в
данном теле. Но, как мы уже убедились, это количество просто огромно для любого
макроскопического тела, поэтому нам снова нужно ввести специальную величину.
Эта величина так и называется «количество вещества» и обозначается буквой ν.
Единицей измерения количества вещества является моль: .

1
моль — это количество вещества, в котором содержится столько же молекул или
атомов, сколько содержится атомов в 12 г углерода.

Это
число было определено Амедео Авогадро еще в 19 веке. Один моль любого вещества
содержит 6,02 х 10²³ молекул. Это число называется числом
Авогадро или постоянной Авогадро.

Таким
образом, зная число молекул в теле, можно определить количество вещества:

С
постоянной Авогадро связана и другая величина, которая называется молярной
массой — это масса данного вещества, взятого в количестве 1 моль.

Исходя
из этого, можно заключить, что молярная масса вещества равна .

Как
видно из этого уравнения, молярная масса измеряется .
Заметим, что массу любого вещества можно представить, как произведение массы
молекулы этого вещества и количества молекул, содержащегося в данном веществе:

Тогда
можно записать:

Необходимо
отметить, что молярную массу можно также взять из таблицы Менделеева, как и
молекулярную массу. Они численно равны, но следует понимать, что они обозначают
различные величины, а потому измеряются в различных единицах измерения. В
таблице Менделеева молярная масса указана в г/моль, поэтому нельзя забывать
переводить её в кг/моль при решении задач по физике.

Пример
решения задачи.

Задача
1. Определите
массу 3 моль углекислого газа.

Как найти количество молекул в веществе

Количество молекул в веществе измерить обычными методами практически невозможно. Это связанно с тем, что молекула вещества слишком мала для того, чтобы ее увидеть. Поэтому количество молекул в данной массе вещества рассчитывается с помощью специальных формул.

Вам понадобится

• — периодическая таблица химических элементов;
• — весы;
• — калькулятор.

Инструкция

Зная такую величину, как количество вещества ν, найдите число молекул в нем. Для этого количество вещества, измеренное в молях, умножьте на постоянную Авогадро (NА=6,022∙10^23 1/моль), которая равна числу молекул в 1 моле вещества N=ν/ NА. Например, если имеется 1,2 моль поваренной соли, то в ней содержится N=1,2∙6,022∙10^23 ≈7,2∙10^23 молекул.

Если известна химическая формула вещества, с помощью периодической таблицы элементов найдите его молярную массу. Для этого по таблице найдите относительные атомные массы атомов, из которых состоит молекула, и сложите их. В результате получите относительную молекулярную массу вещества, которая численно равна его молярной массе в граммах на моль. Затем, на весах измерьте массу исследуемого вещества в граммах. Чтобы найти количество молекул в веществе, умножьте массу вещества m на постоянную Авогадро (NА=6,022∙10^23 1/моль) и поделите результат на молярную массу M (N=m∙ NА/M).

Пример Определите количество молекул, которое содержится в 147 г серной кислоты. Найдите молярную массу серной кислоты. Ее молекула состоит из 2-х атомов водорода одного атома серы и 4-х атомов кислорода. Их атомные массы равны 1, 32 и 16. Относительная молекулярная масса равна 2∙1+32+4∙16=98. Она равна молярной массе, поэтому М=98 г/моль. Тогда количество молекул, содержащихся в 147 г серной кислоты, будет равно N=147∙6,022∙10^23/98≈9∙10^23 молекул.

Чтобы найти количество молекул газа в нормальных условиях при температуре 0ºС и давлении 760 мм рт. столба, найдите его объем. Для этого измеряйте или высчитайте объем емкости V, в которой он находится в литрах. Чтобы найти количество молекул газа поделите этот объем на 22,4 л (объем одного моля газа в нормальных условиях), и умножьте на число Авогадро (NА=6,022∙10^23 1/моль) N= V∙ NА/22,4.

Источники:

• как определить количество молекул

Войти на сайт

или

Забыли пароль?
Еще не зарегистрированы?