ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Кинетическая теория строения газов из "Общая химия" Кинетическая теория газов позволяет дать модель, или картину наших представлений о внутреннем строении газа. Эту теорию часто называют молекулярно-кинетической, имея при этом в виду, что она рассматривает мельчайшие частицы (молекулы) и их кинетическую энергию. Таким образом, речь идет о модели, дающей картину механического движения частиц газа. [c.147] Кинетическая теория основана на ряде перечисленных ниже постулатов, которые представляют собой вполне логичные догадки о строении газа и поведении составляющих его частиц. Эти постулаты основываются на большом числе экспериментальных данных о свойствах газов и в свою очередь послужили основой для проведения многих исследований газов, однако сейчас мы сконцентрируем внимание только на самой модели. [c.147] Положение об упругом характере столкновений молекул в кинетической теории газов основывается на принципе микроскопической обратимости, из которого выводится распределение Максвелла — Больцмана для скоростей молекул газа. Вместе с тем такие свойства газов, как их теплопроводность, звукопроницаемость и электропроводность, могут быть объяснены только с учетом представлений о неупругих столкновениях между молекулами газа. Возникает вопрос, почему давление газа, заключенного в сосуд, не снизится постепенно до нуля, если столкновения молекул не являются упругими. Ведь, например, в результате неупругих столкновений между резиновыми мячиками в коробке, которую сильно растрясли, а затем оставили в покое, все мячики постепенно неподвижно улягутся на дно. Дело в том, что при неупругих столкновениях молекул газа может происходить не только уменьшение, но и увеличение их кинетической энергии. В отдельных случаях молекулы могут соединиться друг с другом или прилипнуть к стенке сосуда, и тогда происходит локальное повышение тепловой, или, что то же самое, колебательной энергии газа —возникают горячие точки . Но при последующих столкновениях с молекулами, находящимися в горячих точках , другие молекулы повышают свою кинетическую энергию, и, таким образом, энергия, сосредоточившаяся в горячих точках , рассеивается по всей системе. [c.148] Молекула газа в сосуде, имеюи/ем форму куба. [c.148] Это соотношение устанавливает очень важную взаимосвязь между давлением газа, его объемом и числом содержащихся в газе молекул. [c.150] Предполагается, что при неизменной температуре газа его кинетическая энергия остается постоянной. Учитывая это, можно сделать из уравнения (9.3) вывод, что при постоянной температуре газа произведение его давления на объем (РУ) остается постоянным. Это утверждение представляет собой не что иное, как закон Бойля — Мариотта, который будет рассмотрен в следующем разделе на основе экспериментальных данных. [c.150] Между среднеквадратичной скоростью молекул (определяемой кинетической энергией газа) и их среднеарифметической скоростью имеется небольшое, но существенное отличие, показанное на рис. 9.7. [c.150] Молекулярно-кинетическая модель газа позволяет также объяснить зависимость его свойств от температуры. Мы знаем, что при нагревании воздуха в автомобильной шине давление в ней повьппается, а при нагревании воздушного шарика его объем заметно возрастает. В обоих случаях при повьпиении температуры происходит увеличение произведения РУ. Молекулярно-кинетическая модель объясняет явления, наблюдаемые при нагревании газа, увеличением кинетической энергии его молекул, как это следует из уравнения (9.3). (Более подробное рассмотрение температурных эффектов проводится в разд. 9.3.) В дальнейшем мы убедимся, что молекулярно-кинетическая теория дает возможность понять и другие свойства газов. Немногие теории, используемые в химии, настолько удовлетворительно согласуются с реально происходящими явлениями, как молекулярно- кинетическая теория. [c.150] Вернуться к основной статье