Кинетическая теория материи

Энергия всех частиц изменяется в зависимости от температуры образца вещества, которая определяет, является ли оно твердым, жидким или газообразным. Энергия твердых частиц самая низкая, а энергия газовых частиц самая высокая. Средняя кинетическая энергия частиц измеряется температурой вещества. Когда энергия частиц изменяется, фаза частиц может измениться. Между частицами материи есть промежутки. По мере того, как образец вещества перемещается из твердого состояния в жидкую и газообразную фазы, среднее количество вакантного пространства между молекулами увеличивается.

According to the kinetic theory of matter, all matter is made up of microscopic particles in random motion with space between them.

Четыре фазы материи

Твердые тела, жидкости, газы и плазма: это четыре фазы материи, которые просто представляют собой множество форм, которые может принимать материя. Интересно отметить, что многие соединения могут существовать в нескольких фазах. Рассмотрим воду: она может быть твердой (лед), жидкой (жидкая вода) или газообразной (водяной пар).

• Различие заключается в количестве энергии, разделяющей эти состояния. Твердые тела содержат наименьшее количество энергии, что помогает объяснить, почему их частицы так прочно слипаются. Поскольку жидкости обладают большей энергией, чем твердые тела, они будут принимать форму своего сосуда вплоть до поверхности.
• Жидкости обладают большей энергией, чем газы. Настолько больше, что их частицы растекаются, заполняя весь объем сосуда. Поскольку частицы газа обладают такой большой энергией, они не могут оставаться неподвижными. Они летают во всех направлениях, стараясь держаться как можно дальше от других частиц газа.
• Плазма — это ионизированные газы, которые редко встречаются на Земле в своем естественном состоянии. Неоновые вывески и люминесцентные лампочки являются примерами искусственных объектов. Плазма, с другой стороны, является наиболее распространенной фазой материи в остальной части Вселенной! Большинство звезд, а также северное сияние, наблюдаемое в полярных регионах, являются плазменными.

Кинетическая теория материи

Все вещества обладают энергией, которая зависит от температуры, в которой находится вещество. Она определяет, находится ли вещество в твердом, жидком или газообразном состоянии. Температура этого конкретного вещества является мерой кинетической энергии частиц. Итак, можно сделать вывод, что изменение состояния вещества может происходить из-за изменения температуры.

Энергия, которой обладает тело вследствие его движения, называется кинетической энергией. Кинетическая теория материи утверждает, что «Материя состоит из тех веществ или частиц, которые постоянно движутся». Энергетический уровень частиц зависит от температуры, которой обладает вещество. Это помогает нам определить, находится ли это вещество в твердом, жидком или газообразном состоянии. Кинетическая теория материи также дает нам описание микроскопических свойств атомов.

The main purpose of this theory is to explain the existence of matter in various phases and they change from one state to another. Kinetic theory explains that:

• At the molecular level, the interpretation of pressure and temperature can be explained.
• It follows Avogadro’s theory and gas laws.
• It describes the specific heat capacity of the different gases correctly.

Кинетическая молекулярная теория материи описывает микроскопические свойства атомов (или молекул) и их взаимодействия, которые восходят к макроскопическим характеристикам, которые можно наблюдать (таким как давление, объем, температура). Эту идею можно использовать для объяснения того, почему материя существует в разных фазах (твердая, жидкая и газообразная), а также как материя может переходить из одной фазы в другую. Согласно кинетической молекулярной теории вещества,

1. Частицы, составляющие материю, постоянно движутся.
2. Каждая частица имеет энергию, однако количество энергии изменяется в зависимости от температуры образца вещества. Затем состояние вещества определяется тем, является ли оно твердым, жидким или газообразным. Молекулы в твердом состоянии имеют наименьшее количество энергии, в то время как частицы в газообразном состоянии имеют наибольшую.
3. Средняя кинетическая энергия частиц измеряется температурой вещества.
4. Когда энергия частиц изменяется, фаза частиц может измениться.
5. Между частицами материи есть промежутки. По мере того, как образец вещества перемещается из твердого состояния в жидкую и газообразную фазы, среднее количество вакантного пространства между молекулами увеличивается.
6. Между атомами/молекулами существуют силы притяжения, и когда частицы сближаются, эти силы становятся сильнее. Межмолекулярные силы являются термином для этих сил притяжения.

Понимание поведения материи

Материя – это вещество, которое занимает пространство и имеет объем. Материя состоит из атомов и молекул. Состояние вещества определяется на основе расположения его молекул. Температура , давление, масса и объем также являются основными факторами, определяющими состояние вещества. Состояние вещества может измениться при повышении температуры окружающей среды. Частицы твердого тела, жидкости и газа ведут себя по-разному, но дают схожие результаты. Частица находится в хаотическом и постоянном движении во всех состояниях при комнатной температуре.

С повышением температуры и давления увеличиваются кинетическая энергия и скорость частиц. Но сила, которая присутствует между ними, не затрагивается и не ослабевает. В твердом состоянии частицы плотно упакованы, поэтому их можно сдвинуть только с небольшой вибрацией. В жидкости частицы располагаются немного дальше друг от друга по сравнению с твердыми телами. Они требуют большого количества вибрации, чтобы сделать движение. В газе частицы находятся очень далеко друг от друга, поэтому мы не можем видеть газы нашими змеиными глазами. Им нужно большое количество частиц для перемещения.

• Масса: Масса может быть определена как вес материи. Их обычно взвешивают в граммах. Когда частицы атома плотно упакованы, они имеют большую массу. Все мы иногда путаемся, пытаясь отличить вес от массы. Итак, мы можем понять разницу на простом примере. Во-первых, возьмите кусок золота один на Луне и один на Земле, таким образом, они будут иметь одинаковую массу, но вес будет отличаться из-за гравитации.
• Объем: общее пространство, занимаемое веществом, называется объемом. Они измеряются в кубических метрах. В зависимости от физического состояния вещества различаются способы измерения их объема.
• Плотность: Отношение массы и объема известно как плотность. измеряются в паскалях. Если яйцо находится в обычной воде, оно тонет, но когда яйцо хранится в соленой воде, оно всплывает, потому что соленая вода имеет более высокую плотность по сравнению с водой.

Иллюстрация: Вода

Возьмем случай с водой. Молекулы воды в твердом состоянии (лед) имеют относительно небольшую энергию и не могут удаляться друг от друга. Молекулы расположены в правильном порядке, известном как решетка. Энергия молекул льда увеличивается по мере его нагревания. Это означает, что определенные молекулы воды способны преодолевать межмолекулярные взаимодействия, которые удерживают их близко друг к другу, позволяя им мигрировать дальше друг от друга и производить жидкую воду.

Молекулы в жидкой воде имеют больше свободы для движения, чем в твердой решетке, поэтому они могут течь. Жидкая вода превратится в водяной пар, который станет газом, если молекулы нагреваются дальше. Частицы газа содержат больше энергии и в среднем отделены друг от друга расстояниями, намного превышающими размер атомов/молекул. Учитывая огромные расстояния между частицами, силы притяжения между ними довольно слабы.

К процессам изменения состояния воды относятся:

• Испарение: процесс превращения жидкого состояния в газообразное за счет выделения тепла называется испарением.
• Конденсация: процесс, при котором вода переходит из газообразного состояния в жидкое путем охлаждения, называется конденсацией.
• Плавление: Когда твердое состояние воды переходит в жидкое состояние также методом нагревания, это называется плавлением.
• Замораживание: когда жидкое состояние переходит в твердое, это называется методом замораживания.
• Сублимация: Когда твердое состояние воды напрямую переходит в газообразное состояние, это называется сублимацией.
• Осаждение: Когда водяной пар непосредственно переходит в твердое состояние, это известно как осаждение.

Примеры вопросов

Вопрос 1: Почему в соленой воде яйцо тонет, а в обычной всплывает? Оправдывать?

Отвечать:

An egg sinks in salty water but floats in normal water because salty water has a higher density than an egg.

Вопрос 2: Почему теория Дальтона оказалась успешной?

Отвечать:

Dalton’s theory was a success because of the following points

• Molecules are made up of atom, that is built up of molecules.
• The atomic structure can be examined by an electron microscope.

Вопрос 3: Почему энергетические уровни веществ отличаются друг от друга?

Отвечать:

The energy level of matter is different from each other because it depends upon the temperature of the substances.

Вопрос 4: Как называется изучение кристаллов? Дайте определение кристаллу.

Отвечать:

The study of crystals is known as crystallography. A crystal is a solid substance which constituents are arranged in ordered microscopic structure and have sharp edges or ends.

Вопрос 5: Напишите формулу уравнения идеального газа и что она описывает?

Отвечать:

The formula of the perfect gas equation is PV = _μRT. This equation describes how gas behaves in a specific condition.