Molekulární kinetická teorie: 3 stavy hmoty

Říká se, že celý vesmír je tvořen hmotou a že když se mění, vzniká energie. A jak je obvyklé, zvědavá povaha lidské bytosti nás vedla k tomu, abychom se při mnoha příležitostech ptali, z čeho je to všechno vyrobeno. V průběhu historie byly navrženy různé modely, které to vysvětlují, jedním z nich je molekulární kinetická teorie.

Podle tohoto modelu by hmotu tvořila základní jednotka, kterou nelze smysly ocenit, mluvím o atomu. Atomy se zase seskupují a tvoří molekuly.

Vezmeme-li klasický příklad, molekula vody je strukturována s jedním atomem kyslíku a dvěma atomy vodíku (H2O). Kinetická teorie to však nejen postuluje, ale také proto, že existují tři základní stavy hmoty: pevná látka, kapalina a plyn.

• Mohlo by vás zajímat: "Těchto 5 typů chemických vazeb: takto se skládá hmota

Původ kinetické teorie

Dokud nedojde k formulaci tohoto modelu, došlo k různým událostem, které umožnily dát základnám tuto teorii.

Začít, koncept atomu se zrodil ve starověkém Řeckupod atomistickou školou, jejíž učedníci rozšířili myšlenku, že atom je nedělitelná jednotka, která tvoří veškerou hmotu ve vesmíru. Democritus byl jedním z jeho největších představitelů, ale jeho návrhy se střetly přímo s Aristotelovými myšlenkami, které dominovaly době, takže zůstaly bez povšimnutí.

Teprve na počátku devatenáctého století se myšlenka atomu znovu objevila v oblasti vědy John Dalton postuloval atomovou teorii, což naznačuje, že každá látka je tvořena atomy.

Před tím Daniel Bernoulli v roce 1738 tvrdil, že plyny byly tvořeny molekulami, které se srazily as povrchy vytváří tlak, který je cítit. Po vzniku atomové teorie se nyní uznává, že tyto molekuly jsou tvořeny atomy.

Molekulární kinetická teorie pochází ze souboru studií, které byly prováděny hlavně v plynech a jejichž konečný závěr byl podobný. Mezi pozoruhodná díla patří díla Ludwiga Boltzmanna a Jamese Clerka Maxwella.

• Související článek: „9 postulátů Daltonovy atomové teorie"

Argument

Tato kinetická molekulární teorie předpokládá, že hmota je tvořena množinou částic známých jako atomy nebo jejich molekulami, které jsou neustále v pohybu. Protože se nepřestávají pohybovat, dříve či později se srazí s jiným atomem nebo o povrch.

Tato srážka je kinetická, jinými slovy energie se přenáší bez ztrát, takže atom při srážce je vržen opačným směrem stejnou rychlostí, aniž by zastavil pohyb. Kinetická energie, která je generována při srážce, se převádí na tlak, který je cítit.

Rozdíl mezi skupinami hmoty

Ačkoli se molekulární kinetická teorie zrodila ze studia plynného stavu, bylo jich mnoho na tom, co umožnilo psát myšlenky, to také slouží k vysvětlení složení kapalin a pevný. Navíc nabízí způsob, jak vidět rozdíly mezi různými skupenstvími hmoty.

Klíčový bod spočívá v stupeň pohybu atomů. Hmota je tvořena množinou částic, které jsou v neustálém pohybu; v plynu jsou atomy volné a pohybují se lineárně celým dostupným prostorem, což prokazuje charakteristiku plynů, aby vždy zabíraly veškerý prostor, který mají.

V případě kapalin vzdálenost mezi atomy není tak velkáPokud ne, jsou blíže k sobě, i když se i nadále pohybují s menší rychlostí. To vysvětluje, že kapalina zaujímá stálý objem, ale může expandovat na povrchu.

Poslední, v pevném stavu atomy jsou velmi blízko, bez volného pohybu, i když na místě vibrují. Pevné látky proto zabírají určitý prostor a časem se nemění v objemu.

Podle teorie molekulární kinetiky je síla, která váže atomy dohromady, známá jako kohezní síla. Jeho název je dán proto, že pevné látky, které mají větší přítomnost v těchto spojeních, to znamená, že jsou soudržnější než kapalina nebo plyn.

Důležitost tohoto modelu

Zajímavé na této teorii je to, jak spojuje existenci atomu s měřitelnými fyzikálními vlastnostmi, jako např tlak nebo teplota. Kromě toho má korelaci s matematickými vzorci zákonů ideálního plynu.

Nebudu se tím moc zabývat, ale souhlasí to například s vzorci, které naznačují, že čím vyšší teplota, tím vyšší rychlost mají atomy. Je snadné to pochopit, aby se led dostal do kapaliny a pak do páry, musíte použít teplo. Jak teplota stoupá, molekuly H2O získávají rychlost a rozbíjejí kohezní síly, čímž mění stav hmoty.