Молекулярно-кинетична теория: 3-те състояния на материята

Казва се, че цялата Вселена е изградена от материя и че когато се промени, се генерира енергия. И както е нормално, любопитната природа на човешкото същество ни караше да се чудим много пъти от какво е направена цялата тази материя. През цялата история са измислени различни модели, които да обяснят това, един от тях е теория на молекулярната кинетика.

Според този модел материята би била съставена от фундаментална единица, която не може да бъде оценена със сетивата, говоря за атома. На свой ред атомите се групират заедно, за да образуват молекули.

За да вземем класически пример, водната молекула е структурирана с един кислороден атом и два водородни атома (H2O). Но кинетичната теория не само постулира това, но и защото те съществуват трите основни състояния на материята: твърдо, течно и газово.

• Може да се интересувате: "5-те вида химически връзки: така е съставена материята

Произходът на кинетичната теория

До стигането до формулирането на този модел се случват различни събития, които позволяват на основите да се даде тази теория.

За да започнете, концепцията за атома се ражда в древна Гърция, под атомистката школа, чиито ученици разпространяват идеята, че атомът е неделимата единица, която формира цялата материя във Вселената. Демокрит е един от най-големите му представители, но предложенията му директно се сблъскват с идеите на Аристотел, които доминират по това време, така че те остават незабелязани.

Едва в началото на XIX век идеята за атома се появява отново в областта на науката, когато Джон Далтън постулира атомната теория, което показва, че всяко вещество се състои от атоми.

Преди това Даниел Бернули през 1738 г. твърди това газовете се състоят от молекули, които се сблъскват помежду си и с повърхностите, генериращи налягането, което се усеща. След появата на атомната теория, сега се признава, че тези молекули са изградени от атоми.

Теорията на молекулярната кинетика се ражда от набор от изследвания, които се провеждат главно в газове и чието окончателно заключение е подобно. Някои от забележителните творби са тези, направени от Лудвиг Болцман и Джеймс Клерк Максуел.

• Свързана статия: "Деветте постулата на атомната теория на Далтън"

Аргументът

Тази кинетична молекулярна теория постулира, че материята се състои от набор от частици, които са известни като атоми или техните молекули, които са постоянно в движение. Тъй като те не спират да се движат, рано или късно се сблъскват с друг атом или срещу повърхност.

Този сблъсък е кинетичен, с други думи, енергията се предава без загуби, така че атомът при сблъсък се хвърля в другата посока със същата скорост, без да спира движението. Кинетичната енергия, която се генерира при сблъсъка, се преобразува в налягането, което се усеща.

Разлика между материалните състояния

Въпреки че молекулярно-кинетичната теория се ражда от изследването на газообразното състояние, тъй като имаше много изследвания по този въпрос, който позволи да се напишат идеите, той служи и за обяснение на конституцията на течностите и твърдо. Нещо повече, той предлага начин да се видят разликите между различните материални състояния.

Ключовият момент е в степента на движение на атомите. Материята се състои от набор от частици, които са в постоянно движение; При газ атомите са свободни и се движат по линеен начин през цялото налично пространство, демонстрирайки характеристиката на газовете винаги да заемат цялото пространство, което имат.

В случай на течности, разстоянието между атомите не е толкова голямоАко не, те са по-близо един до друг, въпреки че продължават да се движат с по-малка скорост. Това обяснява, че течността заема фиксиран обем, но може да се разшири на повърхността.

Последно, в твърдо състояние атомите са много близо, без свободно движение, въпреки че вибрират на място. Следователно твърдите вещества заемат специфично пространство и не се променят по обем във времето.

Според молекулярно-кинетичната теория силата, която свързва атомите, е известна като сила на сближаване. Името му е дадено, тъй като твърдите вещества, които имат по-голямо присъствие в тези съюзи, тоест той е по-сплотен от течност или газ.

Значението на този модел

Интересното при тази теория е как тя свързва съществуването на атома с измерими физични свойства, като например налягане или температура. Освен това той има корелация с математическите формули на законите за идеалния газ.

Няма да навлизам в много подробности за това, но например се съгласява с формулите, които показват, че колкото по-висока е температурата, атомите имат по-висока скорост. Лесно е да се разбере, за да може лед да премине към течност и след това да се изпари, трябва да приложите топлина. С повишаване на температурата молекулите H2O набират скорост и нарушават силите на сближаване, променяйки състоянието на материята.