📜  物质动力学理论

📅  最后修改于: 2022-05-13 01:57:38.233000             🧑  作者: Mango

物质动力学理论

所有粒子的能量都会根据物质样本的温度而变化,这决定了它是固体、液体还是气体。固体粒子的能量最低,而气体粒子的能量最高。粒子的平均动能是通过物质的温度来测量的。当改变粒子的能量时,粒子的相可能会改变。物质粒子之间有空隙。随着物质样本从固态移动到液态和气相,分子之间的平均空闲空间量会增加。

物质的四个阶段

固体、液体、气体和等离子体:这是物质的四个阶段,它们只是物质可以采取的多种形式。有趣的是,许多化合物可以存在于多个阶段。考虑水:它可以以固体(冰)、液体(液态水)或气体(水蒸气)的形式存在。

  • 将这些状态分开的能量就是差异。固体含有最少的能量,这有助于解释为什么它们的粒子如此牢固地粘在一起。因为液体比固体具有更多的能量,所以它们会呈现出容器的形状直到表面。
  • 液体比气体具有更多的能量。事实上,它们的颗粒扩散开来,填满了容器的整个体积。因为气体粒子有如此多的能量,它们不可能一动不动。它们向四面八方飞来飞去,试图在自己和其他气体粒子之间拉开尽可能远的距离。
  • 等离子体是地球上罕见的电离气体。霓虹灯标志和荧光灯泡是人造物体的例子。另一方面,等离子体是宇宙其他部分中最常见的物质相!大多数恒星,以及在极地地区看到的北极光,都是等离子体。

物质动力学理论

所有物质都有能量,这取决于物质所处的温度。它决定了物质是固态、液态还是气态。该特定物质的温度是粒子动能的量度。因此,我们可以得出结论,物质状态的变化可能是由于温度的变化而发生的。

物体由于其运动而拥有的能量称为动能。物质动力学理论指出:“物质是由那些不断运动的物质或粒子组成的。”粒子的能级取决于物质所具有的温度。这有助于我们确定物质是固态、液态还是气态。物质的动力学理论也为我们提供了对原子微观性质的描述。

物质的动力学分子理论描述了原子(或分子)的微观性质及其相互作用,从而产生了可以观察到的宏观特征(如压力、体积、温度)。这个想法可以用来解释为什么物质存在于不同的相(固体、液体和气体),以及物质如何从一个相转移到另一个相。根据物质的动力学分子理论,

  1. 构成物质的粒子不断运动。
  2. 每个粒子都有能量,但是能量的大小会根据物质样本的温度而变化。然后,物质的状态取决于它是固态、液态还是气态。固态分子的能量最少,而气态粒子的能量最多。
  3. 粒子的平均动能是通过物质的温度来测量的。
  4. 当改变粒子的能量时,粒子的相可能会改变。
  5. 物质粒子之间有空隙。随着物质样本从固态移动到液态和气相,分子之间的平均空置空间量增加。
  6. 原子/分子之间存在吸引力,当粒子靠得更近时,这些力会变得更强。分子间力是这些吸引力的术语。

理解物质的行为

物质是占据空间并具有体积的物质。物质是由原子和分子组成的。物质的状态是根据其分子的排列来确定的。温度、压力、质量和体积也是决定物质状态的主要因素。如果周围的温度升高,物质的状态可能会发生变化。固体、液体和气体粒子的行为方式不同,但结果相似。在室温下,粒子在所有状态下都处于随机和恒定的运动状态。

随着温度和压力的升高,粒子的动能和速度也增加。但是,它们之间存在的力量不会受到影响或减弱。在固体中,颗粒紧密堆积,因此它们只需轻轻振动即可移动。在液体中,与固体相比,颗粒彼此相距稍远。它们需要大量的振动来进行运动。在气体中,粒子彼此相距很远,所以我们用蛇的眼睛看不到气体。它们需要移动大量的粒子。

  • 质量:质量可以定义为物质的重量。它们通常以克为单位称重。当原子的粒子紧密堆积时,它们的质量就越大。我们有时都会混淆以区分重量和质量。所以,我们可以通过一个简单的例子来了解区别。首先,取一块金块,一个在月球上,一个在地球上,因此它们的质量相同,但重量会因重力而不同。
  • 体积:物质占据的总空间称为体积。它们以立方米为单位。根据物质的物理状态,测量其体积的方法不同
  • 密度:质量和体积之比称为密度。以帕斯卡为单位。如果将鸡蛋放在普通水中,它们会下沉,但是当鸡蛋放在咸水中时,它会漂浮,因为与水相比,咸水的密度更高。

插图:水

让我们以水为例。处于固态(冰)状态的水分子具有相对较少的能量并且不能彼此远离。分子以称为晶格的规则排列排列。冰中分子的能量随着加热而增加。这意味着某些水分子能够克服使它们靠近在一起的分子间相互作用,使它们能够进一步分开并产生液态水。

液态水中的分子比固态晶格中的分子更自由地移动,这就是它们可以流动的原因。液态水将变成水蒸气,如果分子进一步加热,它就是一种气体。气体粒子包含更多的能量,平均而言,它们之间的距离远大于原子/分子的大小。鉴于粒子之间的巨大距离,它们之间的吸引力非常弱。

改变水状态的过程是:

  • 蒸发:通过提供热量将液态变为气体的过程称为蒸发。
  • 冷凝:水通过冷却从气态变为液态的过程称为冷凝。
  • 熔化:水的固态也通过加热方法变为液态时称为熔化。
  • 冷冻:当液态变为固态时,称为冷冻法。
  • 升华:当水的固态直接变成气态时,称为升华。
  • 沉积:当水蒸气直接变成固态时,称为沉积。

示例问题

问题1:为什么鸡蛋在咸水中会下沉,而在正常的水中会浮起来?证明合法?

回答:

问题 2:为什么道尔顿的理论会成功?

回答:

问题3:为什么物质的能级不同?

回答:

问题4:晶体研究叫什么?定义水晶。

回答:

问题 5:写出完美气体方程的公式,它描述了什么?

回答: