milyen állapotban? Molekulák méretei és tömegei, molekulák közötti távolságok Gázokban a molekulák közötti távolság
Vizsgáljuk meg, hogyan változik a köztük létrejövő kölcsönhatási erő vetülete a molekulák középpontját összekötő egyenesre a molekulák közötti távolság függvényében. Ha a molekulák a méretüknél többszörösen nagyobb távolságra helyezkednek el, akkor a köztük lévő kölcsönhatási erőknek gyakorlatilag nincs hatása. A molekulák közötti kölcsönhatási erők rövid hatótávolságúak.
2-3 molekulaátmérőt meghaladó távolságoknál a taszítóerő gyakorlatilag nulla. Csak a vonzás ereje észlelhető. A távolság csökkenésével a vonzás ereje növekszik, és egyúttal a taszító ereje is hatni kezd. Ez az erő nagyon gyorsan növekszik, amikor a molekulák elektronhéjai kezdenek átfedni.
A 2.10. ábra grafikusan mutatja a vetítési függést F r a molekulák kölcsönhatási erői a központjaik távolságára. Távolról r 0, megközelítőleg egyenlő a molekuláris sugarak összegével, F r = 0 , mivel a vonzási erő nagysága egyenlő a taszító erővel. at r > r 0 vonzó erő van a molekulák között. A jobb oldali molekulára ható erő vetülete negatív. at r < r 0 pozitív vetületi értékű taszító erő van F r .
A rugalmas erők eredete
A molekulák közötti kölcsönhatási erők függése a köztük lévő távolságtól magyarázza a rugalmas erő megjelenését a testek összenyomása és nyújtása során. Ha megpróbálja közelebb hozni a molekulákat egy r0-nál kisebb távolsághoz, akkor olyan erő kezd hatni, amely megakadályozza a megközelítést. Ellenkezőleg, amikor a molekulák eltávolodnak egymástól, vonzó erő hat, amely a külső hatás megszűnése után visszaállítja a molekulákat eredeti helyzetükbe.
A molekulák egyensúlyi helyzetből való kismértékű elmozdulása esetén a vonzási vagy taszító erők lineárisan nőnek az elmozdulás növekedésével. Kis területen a görbe egyenes szakasznak tekinthető (a görbe megvastagított szakasza a 2.10. ábrán). Éppen ezért kis alakváltozásoknál érvényesnek bizonyul a Hooke-törvény, amely szerint a rugalmas erő arányos az alakváltozással. Nagy molekulaeltolódások esetén a Hooke-törvény már nem érvényes.
Mivel a test deformációja során az összes molekula közötti távolság változik, a szomszédos molekularétegek a teljes deformáció jelentéktelen részét teszik ki. Ezért a Hooke-törvény a molekulák méreténél milliószor nagyobb alakváltozásoknál teljesül.
Atomerő mikroszkóp
Az atomerőmikroszkóp (AFM) eszköze az atomok és molekulák közötti, kis távolságra lévő taszító erők hatásán alapul. Ez a mikroszkóp az alagútmikroszkóptól eltérően lehetővé teszi olyan felületek képét, amelyek nem vezetnek elektromos áramot. Volfrámcsúcs helyett az AFM egy kis gyémánttöredéket használ, atomi méretűre kihegyezve. Ez a töredék egy vékony fém tartóra van rögzítve. Ahogy a csúcs közeledik a vizsgált felülethez, a gyémánt és a felszíni atomok elektronfelhői kezdenek átfedni, és taszító erők lépnek fel. Ezek az erők eltérítik a gyémántcsúcs hegyét. Az eltérést egy tartóra szerelt tükörről visszaverődő lézersugár segítségével rögzítik. A visszavert sugár egy piezoelektromos manipulátort hajt meg, hasonlóan az alagútmikroszkóp manipulátorához. A visszacsatoló mechanizmus biztosítja, hogy a gyémánt tű magassága a felület felett olyan legyen, hogy a tartólemez hajlítása változatlan maradjon.
A 2.11. ábrán az alanin aminosav polimer láncainak AFM-képe látható. Minden tuberkululum egy aminosav molekulát képvisel.
Jelenleg atommikroszkópokat konstruáltak, amelyek tervezése az atom méreténél többszörösen távoli molekuláris vonzási erők hatásán alapul. Ezek az erők körülbelül 1000-szer kisebbek, mint az AFM taszító erői. Ezért az erők rögzítésére bonyolultabb érzékelőrendszert alkalmaznak.
Az atomok és molekulák elektromosan töltött részecskékből állnak. Az elektromos erők rövid távolságon keresztüli hatása miatt a molekulák vonzódnak, de taszítani kezdenek, amikor az atomok elektronhéjai átfedik egymást.
folyadékok, amorf és kristályos testek
gázok és folyadékok
gázok, folyadékok és kristályos szilárd anyagok
megközelítőleg megegyezik a molekula átmérőjével
kisebb, mint a molekula átmérője
körülbelül 10-szerese a molekula átmérőjének
a gáz hőmérsékletétől függ
folyadékok
kristályos testek
amorf testek
csak gázszerkezeti modellek
csak az amorf testek szerkezetének modelljei
gázok és folyadékok szerkezetének modelljei
gázok, folyadékok és szilárd anyagok szerkezetének modelljei
a molekulák közötti távolság nő
a molekulák vonzzák egymást
növekszik a molekulák elrendezésének rendezettsége
csökken a molekulák közötti távolság
nem változott
5-szörösére nőtt
5-szörösére csökkent
ötös gyökével növelve
A molekulák közötti távolság összemérhető a molekulák méretével (normál körülmények között)
Gázokban normál körülmények között a molekulák közötti átlagos távolság az
A részecskék elrendezésében a legkisebb sorrend jellemző
A szomszédos anyagrészecskék közötti távolság átlagosan sokszorosa a részecskék méretének. Ez az állítás megfelel a modellnek
A víz folyadékból kristályos állapotba való átmenete során
Állandó nyomáson a gázmolekulák koncentrációja 5-szörösére nőtt, de tömege nem változott. Gázmolekulák transzlációs mozgásának átlagos kinetikus energiája
A táblázat néhány anyag olvadáspontját és forráspontját mutatja:
anyag | Forráspont | anyag | Olvadáspont |
naftalin |
Válassza ki a helyes állítást.
A higany olvadáspontja magasabb, mint az éter forráspontja
Az alkohol forráspontja alacsonyabb, mint a higany olvadáspontja
Az alkohol forráspontja magasabb, mint a naftalin olvadáspontja
Az éter forráspontja alacsonyabb, mint a naftalin olvadáspontja
A szilárd anyag hőmérséklete 17 ºC-kal csökkent. Az abszolút hőmérsékleti skálán ez a változás volt
1) 290 K 2) 256 K 3) 17 K 4) 0 K
9. Egy állandó térfogatú edény ideális gázt tartalmaz 2 mol mennyiségben. Hogyan kell megváltoztatni a gázos tartály abszolút hőmérsékletét, amikor 1 mol gáz szabadul fel a tartályból úgy, hogy a gáz nyomása a tartály falán kétszeresére nő?
1) növelje 2-szeresét 3) növelje 4-szeresét
2) csökkenti 2-szer 4) csökkenti 4-szer
10. T hőmérsékleten és p nyomáson egy mól ideális gáz V térfogatot foglal el. Mekkora ugyanennek a gáznak a térfogata 2 mól mennyiségben 2p nyomáson és 2T hőmérsékleten?
1) 4V 2) 2V 3) V 4) 8V
11. Egy edényben 3 mol mennyiségben felvett hidrogén hőmérséklete egyenlő T-vel. Mennyi a 3 mol mennyiségben vett oxigén hőmérséklete azonos térfogatú és azonos nyomású edényben?
1) T 2) 8T 3) 24 T 4) T/8
12. Ideális gáz van egy dugattyúval zárt edényben. Az ábrán a gáznyomás hőmérséklettől való függésének grafikonja látható az állapotváltozással. Melyik gázállapot felel meg a legkisebb térfogatnak?
1) A 2) B 3) C 4) D
13. Egy állandó térfogatú edény ideális gázt tartalmaz, amelynek tömege változó. A diagram a gáz állapotváltozásának folyamatát mutatja be. A diagram melyik pontján a legnagyobb a gáz tömege?
1) A 2) B 3) C 4) D
14. Ugyanazon hőmérsékleten a zárt edényben lévő telített gőz különbözik az ugyanabban az edényben lévő telítetlen gőztől
1) nyomás
2) a molekulák mozgási sebessége
3) a molekulák kaotikus mozgásának átlagos energiája
4) idegen gázok hiánya
15. A diagram melyik pontja felel meg a maximális gáznyomásnak?
lehetetlen pontos választ adni
17. A 2500 köbméter térfogatú, 400 kg héjtömegű ballon alján egy lyuk van, amelyen keresztül a léggömbben lévő levegőt egy égő melegíti fel. Mekkora minimum hőmérsékletre kell felmelegíteni a léggömbben lévő levegőt, hogy a léggömb 200 kg súlyú rakomány (kosár és repülő) együtt felszálljon? A környezeti levegő hőmérséklete 7ºС, sűrűsége 1,2 kg köbméterenként. A labda héját nyújthatatlannak tekintik.
MCT és termodinamika
MCT és termodinamika
Ebben a szakaszban minden opció öt feladatot tartalmazott választási lehetőséggel
választ, ebből 4 alapszintű és 1 felsőfokú. Vizsgaeredmények alapján
A következő tartalmi elemeket tanultuk meg:
A Mengyelejev–Clapeyron egyenlet alkalmazása;
A gáznyomás függése a molekulák koncentrációjától és a hőmérséklettől;
Hőmennyiség fűtés és hűtés közben (számítás);
A hőátadás jellemzői;
A levegő relatív páratartalma (számítás);
Termodinamikai munka (grafikon);
A gáz állapotegyenletének alkalmazása.
Az alapszintű feladatok közül a következő kérdések okoztak nehézséget:
1) A belső energia változása különböző izofolyamatokban (pl
izochorikus nyomásnövekedés) – 50%-os készültség.
2) Izoprocessz gráfok – 56%.
5. példa.
A bemutatott folyamatban az ideális gáz állandó tömege vesz részt
a képen. A folyamat során a legmagasabb gáznyomás érhető el
1) az 1. pontban
2) a teljes szegmensben 1–2
3) a 3. pontban
4) a teljes szegmensben 2–3
Válasz: 1
3) A levegő páratartalmának meghatározása – 50%. Ezek a feladatok fényképet tartalmaztak
pszichrométer, amely szerint száraz és nedves leolvasást kellett végezni
hőmérőket, majd az alkatrész segítségével határozza meg a levegő páratartalmát
a feladatban megadott pszichometriai táblázat.
4) A termodinamika első főtételének alkalmazása. Ezek a feladatok bizonyultak a legtöbbnek
nehéz ezen a szakaszon az alapszintű feladatok között – 45%. Itt
az izofolyamat típusának meghatározásához a gráfot kellett használni
(vagy izotermákat vagy izokorokat használtak), és ennek megfelelően
határozza meg az egyik paramétert az adott másik alapján.
Az emelt szintű feladatok közül számítási feladatok kerültek bemutatásra
a gáz állapotegyenlet alkalmazása, amelyet átlagosan 54%-kal teljesítettek
tanulók, valamint a változások meghatározásához korábban használt feladatok
ideális gáz paraméterei tetszőleges folyamatban. Sikeresen bánik velük
csak erős diplomások csoportja, és az átlagos befejezési arány 45% volt.
Az alábbiakban egy ilyen feladatot mutatunk be.
6. példa
Az ideális gáz egy dugattyúval lezárt edényben található. Folyamat
a gáz halmazállapotának változásait a diagram mutatja (lásd az ábrát). Hogyan
változott-e a gáz térfogata az A állapotból a B állapotba való átmenete során?
1) folyamatosan nőtt
2) folyamatosan csökkent
3) először nőtt, majd csökkent
4) először csökkent, majd nőtt
Válasz: 1
Tevékenységek típusai Mennyiség
feladatok %
fotók2 10-12 25,0-30,0
4. FIZIKA
4.1. Ellenőrző mérőanyagok jellemzői a fizikában
2007
Az egységes államvizsga vizsgamunkája 2007-ben volt
ugyanaz a szerkezet, mint az előző két évben. 40 feladatból állt,
megjelenési formája és összetettségi szintje különbözik egymástól. A mű első részében
30 feleletválasztós feladat került bele, ahol minden feladathoz mellékelt
négy válaszlehetőség, amelyek közül csak egy volt helyes. A második rész 4-et tartalmazott
rövid válaszfeladatok. Számítási feladatok voltak, megoldás után
amelyhez a választ szám formájában kellett megadni. A vizsga harmadik része
munka - ez 6 számítási feladat, amelyhez egy komplettet kellett hozni
részletes megoldás. A munka teljes befejezési ideje 210 perc volt.
Oktatási tartalmi elemek és specifikáció kodifikátora
vizsgadolgozatokat a Kötelező Minimum alapján állították össze
1999 No. 56), és figyelembe vette az állami szabvány szövetségi összetevőjét
középfokú (teljes) fizika szakirányú végzettség (HM rendelet 5
2004. március 1089. szám). A tartalmi elem kódolója nem változott a szerint
2006-hoz képest, és csak azokat az elemeket tartalmazta, amelyek egyszerre voltak
mindkettő jelen van az állami szabvány szövetségi összetevőjében
(profilszint, 2004), valamint a Kötelező minimális tartalomban
oktatás 1999
A 2006-os ellenőrző mérőanyagokhoz képest változatokban
A 2007-es egységes államvizsgán két változás történt. Ezek közül az első az újraelosztás volt
feladatokat a munka első részében tematikus alapon. Nem számít a nehézség
(alap vagy emelt szint), minden mechanikai feladat következett először, majd ezután
az MCT-ben és a termodinamikában, az elektrodinamikában és végül a kvantumfizikában. Második
A változás a feladattesztelés célzott bevezetését érintette
módszertani készségek kialakítása. 2007-ben A30-as feladatok tették próbára a képességeket
formában kifejezve elemezze a kísérleti vizsgálatok eredményeit
táblázatokat vagy grafikákat, valamint grafikonokat készíthet a kísérlet eredményei alapján. Kiválasztás
Az A30-as vonalra vonatkozó feladatokat az ebben való igazolási igény alapján végeztük el
lehetőségek sorozata egy-egy tevékenységtípusra és ennek megfelelően függetlenül attól
konkrét feladat tematikus hovatartozása.
A vizsgadolgozat alap, haladó feladatokat tartalmazott
és magas nehézségi szint. Az alapszintű feladatok tették próbára leginkább az elsajátítást
fontos fizikai fogalmak és törvények. A magasabb szintű feladatokat ellenőrizték
az a képesség, hogy ezeket a fogalmakat és törvényszerűségeket bonyolultabb folyamatok elemzésére, ill
egy vagy két törvény (képlet) alkalmazásával járó problémák megoldásának képessége bármelyik szerint
az iskolai fizika tanfolyam témái. A nagy bonyolultságú feladatokat kiszámítják
feladatok, amelyek tükrözik az egyetemi felvételi vizsgák követelményszintjét és
egyszerre igénylik a fizika két vagy három szakaszából származó ismeretek alkalmazását módosított ill
új helyzet.
A 2007-es KIM minden alapvető tartalommal kapcsolatos feladatokat tartalmazott
a fizika tantárgy részei:
1) „Mechanika” (kinematika, dinamika, statika, megmaradási törvények a mechanikában,
mechanikai rezgések és hullámok);
2) „Molekuláris fizika. Termodinamika";
3) „Elektrodinamika” (elektrosztatika, egyenáram, mágneses tér,
elektromágneses indukció, elektromágneses rezgések és hullámok, optika);
4) „Kvantumfizika” (az STR elemei, hullám-részecske kettősség, fizika
atom, az atommag fizikája).
A 4.1. táblázat bemutatja a feladatok megoszlását az egyes tartalomblokkok között
a vizsgadolgozat részeiből.
4.1. táblázat
a feladatok típusától függően
Minden munka
(választékkal
(röviden
feladatok % Mennyiség
feladatok % Mennyiség
feladatok %
1 Mechanika 11-131 27,5-32,5 9-10 22,5-25,0 1 2,5 1-2 2,5-5,0
2 MCT és termodinamika 8-10 20,0-25,0 6-7 15,0-17,5 1 2,5 1-2 2,5-5,0
3 Elektrodinamika 12-14 30,0-35,5 9-10 22,5-15,0 2 5,0 2-3 5,0-7,5
4 Kvantumfizika és
STO 6-8 15,0-20,0 5-6 12,5-15,0 – – 1-2 2,5-5,0
A 4.2. táblázat a hozzárendelések tartalomblokkok közötti megoszlását mutatja be
nehézségi szinttől függően.
Táblázat4.2
A feladatok megoszlása a fizika tantárgy szakaszai szerint
nehézségi szinttől függően
Minden munka
Alapszint
(választékkal
Emelkedett
(válaszválasztással
és rövid
Magas szintű
(kibővített
Válasz rész)
feladatok % Mennyiség
feladatok % Mennyiség
feladatok % Mennyiség
feladatok %
1 Mechanika 11-13 27,5-32,5 7-8 17,5-20,0 3 7,5 1-2 2,5-5,0
2 MCT és termodinamika 8-10 20,0-25,0 5-6 12,5-15,0 2 5,0 1-2 2,5-5,0
3 Elektrodinamika 12-14 30,0-35,5 7-8 17,5-20,0 4 10,0 2-3 5,0-7,5
4 Kvantumfizika és
STO 6-8 15,0-20,0 4-5 10,0-12,5 1 2,5 1-2 2,5-5,0
A vizsgadolgozat tartalmának kialakításánál figyelembe vettük
a különböző típusú tevékenységek elsajátításának tesztelésének szükségessége. Egy időben
Az egyes opciósorozatokhoz tartozó feladatokat a típus szerinti megoszlás figyelembevételével választottuk ki
a 4.3. táblázatban bemutatott tevékenységek.
1 Az egyes témakörök feladatszámának változása a komplex feladatok eltérő témaköréből adódik C6 ill
feladatok A30, módszertani készségek tesztelése a fizika különböző ágaiból származó anyagok felhasználásával, in
különféle lehetőségek sorozata.
Táblázat4.3
A feladatok tevékenységtípus szerinti megoszlása
Tevékenységek típusai Mennyiség
feladatok %
1 Ismerje meg a modellek, fogalmak, mennyiségek fizikai jelentését 4-5 10,0-12,5
2 Magyarázza el a fizikai jelenségeket, különböztesse meg a hatását
a jelenségek előfordulására vonatkozó tényezők, a jelenségek megnyilvánulása a természetben ill
felhasználásuk a műszaki eszközökben és a mindennapi életben
3 Alkalmazza a fizika törvényeit (képleteket) a folyamatok elemzéséhez
minőségi szint 6-8 15,0-20,0
4 Alkalmazza a fizika törvényeit (képleteket) a folyamatok elemzéséhez
számított szint 10-12 25,0-30,0
5 Kísérleti vizsgálatok eredményeinek elemzése 1-2 2,5-5,0
6 Grafikonokból, táblázatokból, diagramokból nyert információk elemzése,
fotók2 10-12 25,0-30,0
7 Különféle bonyolultságú feladatok megoldása 13-14 32,5-35,0
A vizsgamunka első és második részének minden feladatát 1-re értékelték
elsődleges pontszám. A harmadik részben (C1-C6) szereplő problémák megoldásait két szakértő ellenőrizte ben
általános értékelési szempontoknak megfelelően, figyelembe véve a helyesség ill
a válasz teljessége. A részletes válaszú feladatok maximális pontszáma 3 volt
pontokat. A feladat akkor tekinthető megoldottnak, ha a tanuló legalább 2 pontot ért el.
Az összes vizsgafeladat elvégzéséért kapott pontok alapján
munka, 100 pontos skálán „teszt” pontokra és osztályzatokra fordították
ötfokú skálán. A 4.4. táblázat az elsődleges,
teszteredményeket ötpontos rendszerrel az elmúlt három évben.
Táblázat4.4
Elsődleges pontszámarány, teszteredmények és iskolai osztályzatok
Évek, 2 3 4 5 pont
2007 elsődleges 0-11 12-22 23-35 36-52
teszt 0-32 33-51 52-68 69-100
2006 elsődleges 0-9 10-19 20-33 34-52
teszt 0-34 35-51 52-69 70-100
2005 elsődleges 0-10 11-20 21-35 36-52
teszt 0-33 34-50 51-67 68-100
Az elsődleges pontszámok határainak összehasonlítása azt mutatja, hogy idén a feltételek
a megfelelő pontszámok megszerzése 2006-hoz képest szigorúbb volt, de
megközelítőleg megfelelt a 2005. évi feltételeknek. Ez annak volt köszönhető, hogy a múltban
évben nem csak az egyetemre készülők vizsgáztak egységes fizikából
az érintett profilban, de a hallgatók közel 20%-a (az összes tesztet teljesítők számában),
akik alapfokon tanultak fizikát (számukra ez a vizsga döntött
régió kötelező).
Összesen 40 választási lehetőség készült a vizsgára 2007-ben,
amelyek öt, 8 opcióból álló sorozatból álltak, amelyeket különböző tervek szerint hoztak létre.
A lehetőségek sorozata ellenőrzött tartalmi elemekben és típusokban különbözött
ugyanarra a feladatsorra vonatkozó tevékenységeket, de általában mindegyiknek kb
2 Jelen esetben a feladat szövegében megjelenő információformát vagy zavaró tényezőket értjük,
ezért ugyanaz a feladat kétféle tevékenységet is tesztelhet.
azonos átlagos nehézségi szinttel és megfelelt a vizsgatervnek
mellékletben megadott munka 4.1.
4.2. Egységes fizika államvizsga jellemzői2007 év
Az egységes fizika államvizsga résztvevőinek száma idén 70 052 fő volt, amely
jelentősen alacsonyabb, mint az előző évben, és megközelítőleg megfelel a mutatóknak
2005 (lásd a 4.5. táblázatot). Azon régiók száma, ahol a végzettek egységes államvizsgát tettek
fizika, 65-re nőtt. A formátumban fizikát választó diplomások száma
Az egységes államvizsga régiónként jelentősen eltér: 5316 főtől. a Köztársaságban
Tatár 51 főig a nyenyec autonóm körzetben. Százalékosan
a végzettek összlétszámához az egységes fizika államvizsga résztvevőinek száma között mozog.
0,34%-ról Moszkvában 19,1%-ra a szamarai régióban.
Táblázat4.5
Vizsga résztvevőinek száma
évszám lányok fiúk
régiókban
résztvevők száma % szám %
2005 54 68 916 18 006 26,1 50 910 73,9
2006 61 90 3893 29 266 32,4 61 123 67,6
2007 65 70 052 17 076 24,4 52 976 75,6
A fizikavizsgát túlnyomórészt fiatal férfiak választják, és csak a negyedét
a résztvevők teljes számából lányok, akik a folytatást választották
fizikai és műszaki profilú oktatási egyetemek.
A vizsgázók kategóriák szerinti megoszlása évről évre gyakorlatilag változatlan.
településtípusok (lásd 4.6. táblázat). A végzettek majdnem fele
Egységes államvizsga fizikából, nagyvárosokban él, és csak 20%-a végzett
vidéki iskolák.
Táblázat4.6
A vizsgán résztvevők megoszlása településtípusonként, amelyben
oktatási intézményeik találhatók
A vizsgázók száma Százalék
A vizsgázók helyének típusa
Vidéki település (falu,
falu, tanya stb.) 13 767 18 107 14 281 20,0 20,0 20,4
Városi település
(dolgozó falu, városi falu
típus stb.)
4 780 8 325 4 805 6,9 9,2 6,9
50 ezer fő alatti lakosú város 7 427 10 810 7 965 10,8 12,0 11,4
50-100 ezer lakosú város 6 063 8 757 7 088 8,8 9,7 10,1
100-450 ezer lakosú város 16 195 17 673 14 630 23,5 19,5 20,9
450-680 ezer lakosú város 7 679 11 799 7 210 11,1 13,1 10,3
Több mint 680 ezer lakosú város.
fő 13 005 14 283 13 807 18,9 15,8 19,7
Szentpétervár – 72 7 – 0,1 0,01
Moszkva – 224 259 – 0,2 0,3
Nincs adat – 339 – – 0,4 –
Összesen 68 916 90 389 70 052 100% 100% 100%
3 2006-ban az egyik régióban csak ben volt felvételi vizsgára az egyetemekre fizikából.
Egységes államvizsga formátum. Ez az egységes államvizsgán résztvevők számának jelentős növekedését eredményezte.
A vizsgázók képzési típusok szerinti összetétele gyakorlatilag változatlan.
intézmények (lásd a 4.7. táblázatot). A tavalyi évhez hasonlóan a túlnyomó többség
a teszteltek általános oktatási intézményt végzett, és csak mintegy 2%-a
végzősök érkeztek vizsgára az általános, ill
középfokú szakképzés.
Táblázat4.7
A vizsgán résztvevők megoszlása oktatási intézménytípusok szerint
Szám
vizsgázók
Százalékos
A vizsgázók oktatási intézményének típusa
2006 G. 2007 G. 2006 G. 2007 G.
Általános oktatási intézmények 86 331 66 849 95,5 95,4
Esti (műszakos) általános oktatás
intézmények 487 369 0,5 0,5
Általános oktatási bentlakásos iskola,
kadét iskola, bentlakásos iskola
kezdeti repülési képzés
1 144 1 369 1,3 2,0
Oktatási intézmények alapfokú és
középfokú szakképzés 1 469 1 333 1,7 1,9
Nincs adat 958 132 1,0 0,2
Összesen: 90 389 70 052 100% 100%
4.3. A fizika vizsgadolgozat főbb eredményei
Általánosságban elmondható, hogy a 2007-es vizsgálati munka eredménye az volt
valamivel magasabb a tavalyi eredménynél, de megközelítőleg azon a szinten
tavalyelőtti adatok. A 4.8. táblázat az Egységes Fizika Állami Vizsga 2007. évi eredményeit mutatja.
ötfokú skálán, valamint a 4.9. 4,1 – 100-as teszteredmények alapján
pont skála. Az összehasonlíthatóság érdekében az eredményeket összehasonlítva mutatjuk be
az előző két évben.
Táblázat4.8
A vizsgán résztvevők szint szerinti megoszlása
készítmény(százalékos arányban)
Évek „2” „p3o” 5 pont „b4n” az „5” skálán
2005 10,5% 40,7% 38,1% 10,7%
2006 16,0% 41,4% 31,1% 11,5%
2007 12,3% 43,2% 32,5% 12,0%
Táblázat4.9
A vizsgán résztvevők megoszlása
évben szerzett teszteredmények alapján2005-2007 yy.
Év Teszt pontszám skála intervallum
csere 0-10 11-20 21-30 31-40 41-50 51-60 61-70 71-80 81-90 91-100
2005 0,09% 0,57% 6,69% 19,62% 24,27% 24,44% 16,45% 6,34% 1,03% 0,50% 68 916
2006 0,10% 0,19% 6,91% 23,65% 23,28% 19,98% 15,74% 7,21% 2,26% 0,68% 90 389
2007 0,07% 1,09% 7,80% 19,13% 27,44% 20,60% 14,82% 6,76% 1,74% 0,55% 70 052
0-10 11-20 21-30 31-40 41-50 51-60 61-70 71-80 81-90 91-100
Teszt pontszáma
A kapott tanulók százalékos aránya
megfelelő tesztpontszám
Rizs. 4.1 A vizsgán résztvevők megoszlása a kapott tesztpontszámok szerint
A 4.10. táblázat a 100 tesztponton belüli skála összehasonlítását mutatja
skála a feladatok elvégzésének eredményeivel a vizsgaváltozatban az elsődlegesben
Táblázat4.10
Az elsődleges és a teszteredmények intervallumainak összehasonlítása2007 év
Skála intervallum
vizsgálati pontok 0-10 11-20 21-30 31-40 41-50 51-60 61-70 71-80 81-90 91-100
Skála intervallum
elsődleges pontok 0-3 4-6 7-10 11-15 16-22 23-29 30-37 38-44 45-48 49-52
35 pontot (pontszám 3, elsődleges pontszám – 13) kap a tesztfelvevő
Elég volt az első rész 13 legegyszerűbb kérdésére helyesen válaszolni
munka. A 65 pont (4. pontszám, kezdeti pontszám – 34) eléréséhez egy végzettnek kell
volt például helyesen válaszolni 25 feleletválasztós kérdésre, négyből hármat megoldani
problémákat rövid válaszokkal, és megbirkózni két magas szintű problémával is
bonyolultság. Akik 85 pontot kaptak (5 pont, elsődleges pontszám 46)
a munka első és második részét tökéletesen teljesítette, és legalább négy feladatot megoldott
harmadik rész.
A legjobbak legjobbjainak (91 és 100 pont közötti tartomány) nemcsak
szabadon eligazodhat az iskolai fizika tanfolyam minden kérdésében, de gyakorlatilag is
Még a technikai hibákat is kerülje. Tehát 94 pont megszerzéséhez (elsődleges pontszám
– 49) csak 3 elsődleges pontot lehetett „nem kapni”, lehetővé téve pl.
aritmetikai hibák valamelyik nagy bonyolultságú feladat megoldása során
és hibázik bármelyik két feleletválasztós kérdés megválaszolásában.
Sajnos idén nem nőtt a végzettek száma
Fizika Egységes Államvizsga eredménye szerint a lehető legmagasabb pontszám. A 4.11
Meg van adva az elmúlt négy év 100 pontjainak száma.
Táblázat4.11
A vizsgázók száma, aki a vizsgaeredmények szerint pontozott100 pontokat
2004 2005 2006 2007
Diáklétszám 6 23 33 28 fő
Az idei év vezetői 27 fiú és csak egy lány (Romanova A.I. from
Novovoronyezsi 1. számú középiskola). A tavalyi évhez hasonlóan a 153. számú Líceum végzősei között
Ufa - egyszerre két diák, aki 100 pontot szerzett. Ugyanazok az eredmények (két 100-
névre keresztelt 4. számú gimnázium MINT. Puskin Joskar-Olában.
1. Gáznemű, folyékony és szilárd testek szerkezete
A molekuláris kinetikai elmélet lehetővé teszi annak megértését, hogy egy anyag miért létezhet gáz-, folyékony és szilárd halmazállapotban.
Gázok. A gázokban az atomok vagy molekulák közötti távolság átlagosan sokszorosa a molekulák méretének ( 8.5). Például légköri nyomáson egy edény térfogata több tízezerszer nagyobb, mint a benne lévő molekulák térfogata.
A gázok könnyen összenyomódnak, a molekulák közötti átlagos távolság csökken, de a molekula alakja nem változik ( 8.6. ábra).
A molekulák óriási sebességgel – másodpercenként több száz méterrel – mozognak az űrben. Amikor összeütköznek, különböző irányokba pattannak egymásról, mint a biliárdgolyók. A gázmolekulák gyenge vonzóerei nem képesek egymás közelében tartani őket. azért a gázok korlátlanul tágulhatnak. Nem tartják meg sem alakjukat, sem térfogatukat.
A molekuláknak az edény falára gyakorolt számos hatása gáznyomást hoz létre.
Folyadékok. A folyadék molekulái szinte egymáshoz közel helyezkednek el ( 8.7. ábra), tehát a folyadékmolekula másként viselkedik, mint a gázmolekula. Folyadékokban úgynevezett rövid hatótávolságú rend van, azaz a molekulák rendezett elrendezése több molekulaátmérővel megegyező távolságokon is megmarad. A molekula egyensúlyi helyzete körül oszcillál, és ütközik a szomszédos molekulákkal. Csak időnként hajt végre újabb „ugrást”, új egyensúlyi helyzetbe kerülve. Ebben az egyensúlyi helyzetben a taszítóerő egyenlő a vonzóerővel, azaz a molekula teljes kölcsönhatási ereje nulla. Idő rendezett élet vízmolekulák, azaz rezgéseinek ideje egy adott egyensúlyi helyzet körül szobahőmérsékleten átlagosan 10-11 s. Egy oszcilláció ideje sokkal kevesebb (10 -12 -10 -13 s). A hőmérséklet növekedésével a molekulák tartózkodási ideje csökken.
A folyadékok molekuláris mozgásának természete, amelyet először Ya.I. szovjet fizikus állapított meg, lehetővé teszi a folyadékok alapvető tulajdonságainak megértését.
A folyékony molekulák közvetlenül egymás mellett helyezkednek el. A térfogat csökkenésével a taszító erők nagyon nagyok lesznek. Ez megmagyarázza folyadékok alacsony összenyomhatósága.
Mint ismeretes, a folyadékok folyékonyak, vagyis nem tartják meg alakjukat. Ez így magyarázható. A külső erő észrevehetően nem változtatja meg a másodpercenkénti molekuláris ugrások számát. De a molekulák egyik álló helyzetből a másikba ugrása túlnyomórészt a külső erő irányában történik ( 8.8). Ezért folyik a folyadék, és felveszi a tartály alakját.
Szilárd anyagok. A szilárd anyagok atomjai vagy molekulái, ellentétben a folyadékok atomjaival és molekuláival, bizonyos egyensúlyi helyzetek körül rezegnek. Emiatt szilárd anyagok nem csak a térfogatot, hanem a formát is megtartja. A szilárd molekulák közötti kölcsönhatás potenciális energiája lényegesen nagyobb, mint a kinetikus energiájuk.
Van még egy fontos különbség a folyékony és a szilárd anyagok között. A folyadék egy embertömeghez hasonlítható, ahol az egyes egyedek nyugtalanul lökdösődnek a helyükön, a szilárd test pedig olyan, mint ugyanazon egyedek karcsú csoportja, akik bár nem figyelnek oda, átlagosan megtartanak bizonyos távolságokat egymás között. . Ha egy szilárd test atomjai vagy ionjai egyensúlyi helyzetének középpontjait összekötjük, szabályos térhálót kapunk, ún. kristályos.
A 8.9. és 8.10. ábrán a konyhasó és a gyémánt kristályrácsai láthatók. A kristályokban az atomok elrendezésének belső rendje szabályos külső geometriai alakzatokhoz vezet.
A 8.11. ábra a jakut gyémántokat mutatja.
Gázban a molekulák közötti l távolság sokkal nagyobb, mint a molekulák mérete 0:" l>>r 0 .
Folyadékokhoz és szilárd anyagokhoz l≈r 0. A folyadék molekulái rendezetlenül helyezkednek el, és időről időre egyik rögzített helyzetből a másikba ugrálnak.
A kristályos szilárd anyagok molekulái (vagy atomjai) szigorúan rendezett módon vannak elrendezve.
2. Ideális gáz a molekuláris kinetikai elméletben
A fizika bármely területének tanulmányozása mindig egy bizonyos modell bevezetésével kezdődik, melynek keretein belül a továbbtanulás zajlik. Például amikor kinematikát tanultunk, a test modellje egy anyagi pont volt, stb. Amint azt sejthettük, a modell soha nem fog megfelelni a ténylegesen lezajló folyamatoknak, de gyakran nagyon közel áll ehhez az összefüggéshez.
Ez alól a molekuláris fizika, és különösen az MCT sem kivétel. Sok tudós foglalkozott a modell leírásának problémájával a 18. század óta: M. Lomonosov, D. Joule, R. Clausius (1. ábra). Ez utóbbi ugyanis 1857-ben vezette be az ideális gázmodellt. Egy anyag alapvető tulajdonságainak kvalitatív magyarázata a molekuláris kinetikai elmélet alapján nem különösebben nehéz. A kísérletileg mért mennyiségek (nyomás, hőmérséklet stb.) és maguknak a molekuláknak a tulajdonságai, száma és mozgási sebessége között kvantitatív összefüggéseket megállapító elmélet azonban nagyon összetett. Normál nyomású gázban a molekulák közötti távolság sokszorosa a méretüknek. Ebben az esetben a molekulák közötti kölcsönhatási erők elhanyagolhatóak, és a molekulák kinetikus energiája sokkal nagyobb, mint a kölcsönhatás potenciális energiája. A gázmolekulákat anyagi pontoknak vagy nagyon kis szilárd golyóknak tekinthetjük. Helyett igazi gáz, amelyek molekulái között összetett kölcsönhatási erők hatnak, azt fogjuk figyelembe venni A modell ideális gáz.
Ideális gáz– gázmodell, amelyben a gázmolekulák és atomok nagyon kicsi (eltűnő méretű) rugalmas golyók formájában vannak ábrázolva, amelyek nem lépnek kölcsönhatásba egymással (közvetlen érintkezés nélkül), hanem csak ütköznek (lásd 2. ábra).
Megjegyzendő, hogy a ritkított hidrogén (nagyon alacsony nyomáson) szinte teljesen kielégíti az ideális gázmodellt.
Rizs. 2.
Ideális gáz olyan gáz, amelyben a molekulái közötti kölcsönhatás elhanyagolható. Természetesen, amikor egy ideális gáz molekulái ütköznek, taszító erő hat rájuk. Mivel a gázmolekulákat a modell szerint anyagi pontoknak tekinthetjük, ezért figyelmen kívül hagyjuk a molekulák méretét, tekintve, hogy az általuk elfoglalt térfogat jóval kisebb, mint az edény térfogata.
Emlékezzünk vissza, hogy egy fizikai modellben egy valós rendszernek csak azokat a tulajdonságait veszik figyelembe, amelyek figyelembevétele feltétlenül szükséges a rendszer vizsgált viselkedési mintáinak magyarázatához. Egyetlen modell sem képes átadni egy rendszer összes tulajdonságát. Most egy meglehetősen szűk problémát kell megoldanunk: a molekuláris kinetikai elmélet segítségével kiszámítjuk az ideális gáz nyomását az edény falán. Erre a problémára az ideális gázmodell meglehetősen kielégítőnek bizonyul. Ez olyan eredményekhez vezet, amelyeket a tapasztalat igazol.
3. Gáznyomás a molekuláris kinetikai elméletben
Hagyja a gázt egy zárt edényben. A nyomásmérő a gáznyomást mutatja p 0. Hogyan keletkezik ez a nyomás?
A falat érő minden gázmolekula meghatározott erővel hat rá rövid ideig. A falat érő véletlenszerű behatások következtében a nyomás gyorsan változik az idő múlásával, körülbelül a 8.12. ábrán látható módon. Az egyes molekulák becsapódása által okozott hatások azonban olyan gyengék, hogy a nyomásmérő nem regisztrálja azokat. A nyomásmérő rögzíti az érzékeny elem - a membrán - minden egyes felületi egységére ható időátlagos erőt. A kis nyomásváltozások ellenére az átlagos nyomásérték p 0 gyakorlatilag teljesen határozott értéknek bizonyul, mivel nagyon sok ütés éri a falat, és a molekulák tömege nagyon kicsi.
Az ideális gáz egy valódi gáz modellje. E modell szerint a gázmolekulák olyan anyagi pontoknak tekinthetők, amelyek kölcsönhatása csak ütközéskor jön létre. Falnak ütközve a gázmolekulák nyomást gyakorolnak rá.
4. A gáz mikro- és makroparaméterei
Most elkezdhetjük az ideális gáz paramétereinek leírását. Két csoportra oszthatók:
Ideális gázparaméterek
Vagyis a mikroparaméterek egyetlen részecske (mikrotest) állapotát írják le, a makroparaméterek pedig a gáz teljes részének (makrotest) állapotát írják le. Most írjuk fel azt a kapcsolatot, amely egyes paramétereket másokkal kapcsol össze, vagy az alap MKT egyenletet:
Itt: - átlagos részecskesebesség;
Meghatározás. – koncentráció gázrészecskék – az egységnyi térfogatra jutó részecskék száma; ; mértékegység –.
5. A molekulák sebességének négyzetének átlagértéke
Az átlagos nyomás kiszámításához ismerni kell a molekulák átlagos sebességét (pontosabban a sebesség négyzetének átlagos értékét). Ez nem egyszerű kérdés. Megszoktad, hogy minden részecske sebességgel rendelkezik. A molekulák átlagos sebessége az összes részecske mozgásától függ.
Átlagos értékek. A kezdetektől fogva fel kell adnia a gázt alkotó összes molekula mozgásának nyomon követését. Túl sokan vannak, és nagyon nehezen mozognak. Nem kell tudnunk, hogyan mozog az egyes molekulák. Meg kell találnunk, hogy az összes gázmolekula mozgása milyen eredményhez vezet.
A gázmolekulák egész halmazának mozgásának természete tapasztalatból ismert. A molekulák véletlenszerű (termikus) mozgásban vesznek részt. Ez azt jelenti, hogy bármely molekula sebessége lehet nagyon nagy vagy nagyon kicsi. A molekulák mozgási iránya folyamatosan változik, ahogy egymásnak ütköznek.
Az egyes molekulák sebessége azonban bármilyen lehet átlagos ezeknek a sebességeknek a modulusának értéke egészen határozott. Hasonlóképpen, az osztály tanulóinak magassága nem azonos, de az átlaga egy bizonyos szám. Ennek a számnak a meghatározásához össze kell adni az egyes tanulók magasságát, és el kell osztani ezt az összeget a tanulók számával.
A sebesség négyzetének átlagértéke. A jövőben nem magának a sebességnek az átlagértékére lesz szükségünk, hanem a sebesség négyzetére. A molekulák átlagos kinetikus energiája ettől az értéktől függ. A molekulák átlagos kinetikus energiája pedig, mint hamarosan látni fogjuk, nagyon fontos az egész molekulakinetikai elméletben.
Jelöljük az egyes gázmolekulák sebességmoduljait. A sebesség négyzetének átlagos értékét a következő képlet határozza meg:
Ahol N- a gázban lévő molekulák száma.
De bármely vektor modulusának négyzete egyenlő a koordinátatengelyekre vetített vetületei négyzetösszegével OX, OY, OZ. azért
A mennyiségek átlagértékei a (8.9) képlethez hasonló képletekkel határozhatók meg. Az átlagérték és a vetületek négyzeteinek átlagértékei között ugyanaz az összefüggés van, mint a (8.10) összefüggéssel:
Valójában a (8.10) egyenlőség minden molekulára érvényes. Ezeket az egyenlőségeket összeadjuk az egyes molekulákra, és a kapott egyenlet mindkét oldalát elosztjuk a molekulák számával N, a (8.11) képlethez jutunk.
Figyelem! Mivel a három tengely irányai Ó, óÉs OZ a molekulák véletlenszerű mozgása miatt egyenlőek, a sebességvetületek négyzeteinek átlagértékei egyenlőek egymással:
Látod, a káoszból egy bizonyos minta rajzolódik ki. Ezt ki tudnád találni magadtól?
Figyelembe véve a (8.12) összefüggést, a (8.11) képletben helyettesítjük és helyett. Ekkor a sebesség vetületének középnégyzetére megkapjuk:
azaz a sebességvetület középnégyzete magának a sebességnek az átlagos négyzetének az 1/3-a. Az 1/3-os tényező a tér háromdimenziós volta miatt jelenik meg, és ennek megfelelően bármely vektorra három vetület létezik.
A molekulák sebessége véletlenszerűen változik, de a sebesség átlagos négyzete egy jól definiált érték.
6. A molekuláris kinetikai elmélet alapegyenlete
Térjünk át a gázok molekuláris kinetikai elméletének alapegyenletének levezetésére. Ez az egyenlet megállapítja a gáznyomás függését molekulái átlagos kinetikus energiájától. Ennek az egyenletnek a levezetése után a XIX. és érvényességének kísérleti bizonyítása elindította a kvantitatív elmélet rohamos fejlődését, amely a mai napig tart.
A fizika szinte minden állításának bizonyítása, bármely egyenlet levezetése különböző fokú szigorúsággal és meggyőződéssel történhet: nagyon leegyszerűsítve, többé-kevésbé szigorúan, vagy a modern tudomány számára elérhető teljes szigorral.
A gázok molekuláris kinetikai elméletének egyenletének szigorú levezetése meglehetősen bonyolult. Ezért az egyenlet nagyon leegyszerűsített, sematikus levezetésére szorítkozunk. Az összes egyszerűsítés ellenére az eredmény helyes lesz.
Az alapegyenlet levezetése. Számítsuk ki a falra ható gáznyomást CD edény ABCD terület S, merőleges a koordinátatengelyre ÖKÖR (8.13. ábra).
Amikor egy molekula falnak ütközik, a lendülete megváltozik: . Mivel a molekulák ütközési sebességének modulusa nem változik, ezért 
. Newton második törvénye szerint egy molekula impulzusának változása egyenlő az edény falából rá ható erő impulzusával, Newton harmadik törvénye szerint pedig annak az erőnek a nagyságával, amellyel a molekula hat a falra, ugyanaz. Következésképpen a molekula becsapódása következtében a falra olyan erő hat, amelynek lendülete egyenlő.
Fizika. Molekulák. Molekulák elrendeződése gáz, folyadék és szilárd halmazállapotú távolságban.
- Gázhalmazállapotban a molekulák nem kapcsolódnak egymáshoz, és egymástól nagy távolságra helyezkednek el. Brown-mozgalom. A gáz viszonylag könnyen összenyomható.
A folyadékban a molekulák közel vannak egymáshoz és együtt rezegnek. Szinte lehetetlen tömöríteni.
Szilárd testben a molekulák szigorú sorrendbe (kristályrácsokba) helyezkednek el, és nincs molekuláris mozgás. Nem lehet tömöríteni. - Az anyag szerkezete és a kémia kezdetei:
http://samlib.ru/a/anemow_e_m/aa0.shtml
(regisztráció és SMS-ek nélkül, kényelmes szöveges formátumban: használhatja a Ctrl+C-t) - Lehetetlen egyetérteni abban, hogy szilárd állapotban a molekulák nem mozognak.
Molekulák mozgása gázokban
A gázokban a molekulák és az atomok közötti távolság általában sokkal nagyobb, mint a molekulák mérete, és a vonzóerők nagyon kicsik. Ezért a gázoknak nincs saját alakjuk és állandó térfogatuk. A gázok könnyen összenyomhatók, mert a nagy távolságokon fellépő taszító erők is kicsik. A gázoknak az a tulajdonságuk, hogy korlátlanul tágulnak, kitöltve a számukra biztosított teljes térfogatot. A gázmolekulák nagyon nagy sebességgel mozognak, ütköznek egymással, és különböző irányokba verik vissza egymást. A molekuláknak az edény falára gyakorolt számos hatása gáznyomást hoz létre.
Molekulák mozgása folyadékokban
Folyadékokban a molekulák nemcsak egyensúlyi helyzet körül oszcillálnak, hanem egyik egyensúlyi helyzetből a másikba ugrálnak. Ezek az ugrások időszakosan előfordulnak. Az ilyen ugrások közötti időtartamot az ülő élet átlagos időtartamának (vagy átlagos relaxációs időnek) nevezzük, és ? betűvel jelöljük. Más szóval, a relaxációs idő egy adott egyensúlyi helyzet körüli rezgések ideje. Szobahőmérsékleten ez az idő átlagosan 10-11 s. Egy rezgés ideje 10-1210-13 s.
Az ülő élet ideje a hőmérséklet emelkedésével csökken. A folyadék molekulái közötti távolság kisebb, mint a molekulák mérete, a részecskék egymáshoz közel helyezkednek el, az intermolekuláris vonzás erős. A folyadékmolekulák elrendezése azonban nem szigorúan rendezett a térfogatban.
A folyadékok, mint a szilárd anyagok, megtartják térfogatukat, de nincs saját alakjuk. Ezért felveszik annak az edénynek az alakját, amelyben elhelyezkednek. A folyadéknak folyékonysági tulajdonsága van. Ennek a tulajdonságnak köszönhetően a folyadék nem ellenáll az alakváltozásnak, enyhén összenyomódik, fizikai tulajdonságai a folyadékon belül minden irányban azonosak (folyadékok izotrópiája). A folyadékokban a molekuláris mozgás természetét először Jakov Iljics Frenkel szovjet fizikus állapította meg (1894, 1952).
Molekulák mozgása szilárd anyagokban
A szilárd anyagok molekulái és atomjai meghatározott sorrendben helyezkednek el, és kristályrácsot alkotnak. Az ilyen szilárd anyagokat kristályosnak nevezzük. Az atomok az egyensúlyi helyzet körül rezgésmozgásokat hajtanak végre, és a köztük lévő vonzás nagyon erős. Ezért a szilárd anyagok normál körülmények között megtartják térfogatukat és saját alakjukat.
- A gázneműben - véletlenszerűen mozognak, bekapcsolnak
Folyadékban - egymásnak megfelelően mozogjanak
Szilárd anyagokban nem mozognak.
A molekuláris kinetikai elmélet megmagyarázza, hogy minden anyag három halmazállapotban létezhet: szilárd, folyékony és gáz halmazállapotú. Például jég, víz és vízgőz. A plazmát gyakran az anyag negyedik halmazállapotának tekintik.
Az anyag halmazállapotai(latinból aggrego– rögzíteni, összekötni) – ugyanannak az anyagnak olyan állapotai, amelyek közötti átmenetek fizikai tulajdonságainak megváltozásával járnak. Ez az anyag aggregált halmazállapotának változása.
Ugyanannak az anyagnak a molekulái mindhárom állapotban nem különböznek egymástól, csak elhelyezkedésük, a hőmozgás jellege és az intermolekuláris kölcsönhatás erői változnak.
Molekulák mozgása gázokban
A gázokban a molekulák és az atomok közötti távolság általában sokkal nagyobb, mint a molekulák mérete, és a vonzóerők nagyon kicsik. Ezért a gázoknak nincs saját alakjuk és állandó térfogatuk. A gázok könnyen összenyomhatók, mert a nagy távolságokon fellépő taszító erők is kicsik. A gázoknak az a tulajdonságuk, hogy korlátlanul tágulnak, kitöltve a számukra biztosított teljes térfogatot. A gázmolekulák nagyon nagy sebességgel mozognak, ütköznek egymással, és különböző irányokba verik vissza egymást. A molekuláknak számos hatása jön létre az ér falára gáznyomás.
Molekulák mozgása folyadékokban
Folyadékokban a molekulák nemcsak egyensúlyi helyzet körül oszcillálnak, hanem egyik egyensúlyi helyzetből a másikba ugrálnak. Ezek az ugrások időszakosan előfordulnak. Az ilyen ugrások közötti időintervallumot ún átlagos letelepedési idő(vagy átlagos relaxációs idő) és a ? betű jelöli. Más szóval, a relaxációs idő egy adott egyensúlyi helyzet körüli rezgések ideje. Szobahőmérsékleten ez az idő átlagosan 10-11 s. Egy rezgés ideje 10 -12 ... 10 -13 s.
Az ülő élet ideje a hőmérséklet emelkedésével csökken. A folyadék molekulái közötti távolság kisebb, mint a molekulák mérete, a részecskék egymáshoz közel helyezkednek el, az intermolekuláris vonzás erős. A folyadékmolekulák elrendezése azonban nem szigorúan rendezett a térfogatban.
A folyadékok, mint a szilárd anyagok, megtartják térfogatukat, de nincs saját alakjuk. Ezért felveszik annak az edénynek az alakját, amelyben elhelyezkednek. A folyadék a következő tulajdonságokkal rendelkezik: folyékonyság. Ennek a tulajdonságnak köszönhetően a folyadék nem ellenáll az alakváltozásnak, enyhén összenyomódik, fizikai tulajdonságai a folyadékon belül minden irányban azonosak (folyadékok izotrópiája). A folyadékokban a molekuláris mozgás természetét először Jakov Iljics Frenkel (1894-1952) szovjet fizikus állapította meg.
Molekulák mozgása szilárd anyagokban
A szilárd anyagok molekulái és atomjai meghatározott sorrendben és formában helyezkednek el kristályrács. Az ilyen szilárd anyagokat kristályosnak nevezzük. Az atomok az egyensúlyi helyzet körül rezgésmozgásokat hajtanak végre, és a köztük lévő vonzás nagyon erős. Ezért a szilárd anyagok normál körülmények között megtartják térfogatukat és saját alakjukat.
Fizika
Az atomok és az anyagmolekulák közötti kölcsönhatás. Szilárd, folyékony és gáznemű testek felépítése
Egy anyag molekulái között egyszerre hatnak vonzó és taszító erők. Ezek az erők nagymértékben függenek a molekulák közötti távolságtól.
Kísérleti és elméleti vizsgálatok szerint az intermolekuláris kölcsönhatási erők fordítottan arányosak a molekulák közötti távolság n-edik hatványával:
ahol a vonzó erőkre n = 7, és a taszító erőkre .
Két molekula kölcsönhatása leírható a molekulák eredő vonzási és taszító erőinek a központjaik közötti r távolságra vetítésének grafikonjával. Irányítsuk az r tengelyt az 1. molekuláról, amelynek középpontja egybeesik a koordináták origójával, a tőle távolabb található 2. molekula középpontjába (1. ábra).
Ekkor a 2. molekula taszítóerejének az 1. molekuláról az r tengelyre vetítése pozitív lesz. A 2. molekula vonzási erejének vetülete az 1. molekulára negatív lesz.
A taszító erők (2. ábra) sokkal nagyobbak, mint a vonzó erők rövid távolságokon, de sokkal gyorsabban csökkennek az r növelésével. A vonzóerők is gyorsan csökkennek az r növekedésével, így egy bizonyos távolságból kiindulva a molekulák kölcsönhatása elhanyagolható. A legnagyobb rm távolságot, amelynél a molekulák még kölcsönhatásba lépnek, a molekuláris hatás sugarának nevezzük 
.
A taszító erők nagysága egyenlő a vonzó erőkkel.
A távolság megfelel a molekulák stabil egyensúlyi relatív helyzetének.
Egy anyag különböző aggregációs állapotaiban a molekulái közötti távolság eltérő. Ebből adódik a molekulák erőkölcsönhatásainak különbsége, valamint a gázok, folyadékok és szilárd anyagok molekuláinak mozgásának jellegében mutatkozó jelentős eltérés.
Gázokban a molekulák közötti távolság többszöröse a molekulák méretének. Ennek eredményeként a gázmolekulák közötti kölcsönhatási erők kicsik, és a molekulák hőmozgásának kinetikus energiája messze meghaladja a kölcsönhatásuk potenciális energiáját. Mindegyik molekula szabadon mozog a többi molekulától óriási sebességgel (több száz méter másodpercenként), megváltoztatva irányát és sebességét, amikor más molekulákkal ütköznek. A gázmolekulák szabad útja a gáz nyomásától és hőmérsékletétől függ. Normál körülmények között.
Folyadékokban a molekulák közötti távolság sokkal kisebb, mint a gázokban. A molekulák közötti kölcsönhatási erők nagyok, és a molekulák mozgásának kinetikus energiája arányos kölcsönhatásuk potenciális energiájával, aminek következtében a folyadék molekulái egy bizonyos egyensúlyi helyzet körül oszcillálnak, majd hirtelen átugranak az újba. nagyon rövid idő elteltével egyensúlyi helyzetek alakulnak ki, ami a folyadék folyékonyságához vezet. Így a folyadékban a molekulák főként vibrációs és transzlációs mozgásokat végeznek. Szilárd testekben a molekulák közötti kölcsönhatási erők olyan erősek, hogy a molekulák mozgási energiája sokkal kisebb, mint a kölcsönhatásuk potenciális energiája. A molekulák csak kis amplitúdójú rezgéseket hajtanak végre egy bizonyos állandó egyensúlyi helyzetben - a kristályrács egy csomópontja körül.
Ez a távolság megbecsülhető az anyag sűrűségének és moláris tömegének ismeretében. Koncentráció – az egységnyi térfogatra jutó részecskék száma a sűrűséggel, moláris tömeggel és Avogadro-számmal van összefüggésben.
