Молекулярно-кінетична теорія: 3 стани речовини

Кажуть, що весь Всесвіт складається з матерії і що коли вона змінюється, генерується енергія. І як звичайно, допитлива природа людини змушувала нас багато разів замислюватися, з чого вся ця справа. Протягом історії різні моделі були розроблені, щоб пояснити це, однією з них молекулярно-кінетична теорія.

Згідно з цією моделлю, матерія складалася б із фундаментальної одиниці, яку неможливо оцінити за допомогою органів чуття, я кажу про атом. У свою чергу, атоми об’єднуються в групи, утворюючи молекули.

Для класичного прикладу молекула води побудована з одним атомом кисню та двома атомами водню (H2O). Але кінетична теорія не лише постулює це, а й тому, що вони існують три основні стани речовини: твердий, рідкий і газовий.

• Вас може зацікавити: "П’ять типів хімічних зв’язків: так складається речовина

Витоки кінетичної теорії

До моменту формулювання цієї моделі відбувались різні події, які дозволяли давати основи, щоб запропонувати цю теорію.

Для початку концепція атома зародилася в Стародавній Греції

, в школі атомістів, чиї учні поширюють ідею, що атом є неподільною одиницею, яка утворює всю матерію у Всесвіті. Демокріт був одним з найбільших його представників, але його пропозиції безпосередньо стикалися з ідеями Арістотеля, які домінували в той час, тому вони залишились непоміченими.

Лише на початку XIX століття ідея атома знову з’явилася в галузі науки, коли Джон Далтон постулював атомну теорію, що вказує на те, що кожна речовина складається з атомів.

До цього Даніель Бернуллі в 1738 р. Стверджував це гази складалися з молекул, що стикаються між собою і з поверхнями, створюючи тиск, який відчувається. Після появи атомної теорії тепер визнано, що ці молекули складаються з атомів.

Молекулярно-кінетична теорія виникла в результаті комплексу досліджень, які проводились переважно в газах і остаточний висновок яких був подібним. Деякі з визначних робіт - це роботи Людвіга Больцмана та Джеймса Клерка Максвелла.

• Пов’язана стаття: "9 постулатів атомної теорії Дальтона"

Аргумент

Ця кінетична молекулярна теорія постулює, що речовина складається з набору частинок, які відомі як атоми або їх молекули, які постійно перебувають у русі. Оскільки вони не перестають рухатися, рано чи пізно вони стикаються з іншим атомом або об поверхню.

Це зіткнення є кінетичним, іншими словами, енергія передається без втрат, тому атом при зіткненні кидається в інший бік з однаковою швидкістю, не зупиняючи руху. Кінетична енергія, яка утворюється при зіткненні, перетворюється на тиск, який відчувається.

Різниця між станами речовини

Хоча молекулярно-кінетична теорія народилася в результаті вивчення газоподібного стану, оскільки досліджень було багато щодо цього, що дозволило написати ідеї, воно також служить для пояснення конституції рідин і твердий. Більше того, він пропонує спосіб побачити відмінності між різними станами речовини.

Ключовий момент полягає в ступінь руху атомів. Матерія складається з набору частинок, які перебувають у постійному русі; у газі атоми вільні і лінійно переміщаються по всьому доступному простору, демонструючи властивість газів завжди займати весь простір, який вони мають.

У випадку рідин, відстань між атомами не така великаЯкщо ні, вони зближуються, хоча продовжують рухатися з меншою швидкістю. Це пояснює, що рідина займає фіксований обсяг, але може розширюватися на поверхні.

Нарешті, у твердому стані атоми знаходяться дуже близько, без вільного руху, хоча вони вібрують на місці. Отже, тверді речовини займають певний простір і не змінюються в обсязі з часом.

Згідно з молекулярно-кінетичною теорією, сила, яка пов'язує атоми, відома як сила згуртованості. Його назва дана тому, що тверді речовини, які мають більшу присутність у цих союзах, тобто вони є більш згуртованими, ніж рідина чи газ.

Важливість цієї моделі

Цікавим у цій теорії є те, як вона пов'язує існування атома з вимірюваними фізичними властивостями, такими як тиск або температура. Крім того, він має кореляцію з математичними формулами законів ідеального газу.

Я не буду вдаватися до цього детально, але, наприклад, це узгоджується з формулами, які вказують, що чим вище температура, тим більша швидкість у атомів. Це легко зрозуміти, щоб лід перейшов у рідину, а потім у пару, потрібно подати тепло. З підвищенням температури молекули H2O набирають швидкість і порушують сили зчеплення, змінюючи стан речовини.