Ключевая разница - модель частиц материи против кинетической молекулярной теории
Частичная модель материи - это модель, которая используется для объяснения расположения атомов, молекул или ионов, присутствующих в любом материале. Кинетическая молекулярная теория - это теория, используемая для объяснения физических свойств газа. Ключевое различие между корпускулярной моделью материи и кинетической молекулярной теорией состоит в том, что корпускулярная модель материи описывает свойства твердой, жидкой и газовой фаз материи, тогда как кинетическая молекулярная теория описывает свойства газов.
Что такое модель частиц материи?
Частичная модель материи - это модель, объясняющая расположение частиц (атомов, молекул или ионов) в определенной фазе материи. Любое вещество может существовать в трех основных фазах: твердой фазе, жидкой фазе и газовой фазе. Модель частиц выражает следующие понятия:
- Вся материя состоит из мелких частиц.
- Эти крошечные частицы всегда находятся в движении.
- Между этими частицами есть пустое пространство.
- При нагревании вещества движение частиц увеличивается.
Рисунок 1: Три фазы материи
Твердая фаза
Твердая фаза – это фаза вещества, в которой частицы (атомы, молекулы или ионы, из которых состоит твердое тело) прочно удерживаются. Поэтому частицы очень плотно упакованы. Между частицами есть очень крошечные пустые пространства. Между частицами существуют очень сильные межмолекулярные взаимодействия. Эти особенности придают твердым телам определенную форму. Поскольку частицы плотно упакованы, движение частиц практически незначительно (в большинстве случаев можно наблюдать вибрации, поэтому частицы остаются в определенных положениях). Поскольку твердое тело приобретает фиксированную форму, оно также имеет фиксированный объем. Плотность твердого тела очень высока по сравнению с жидкостями и газами.
Жидкая фаза
Жидкая фаза – это фаза вещества, в которой частицы плотно упакованы, но это не плотная упаковка, как в твердых телах. Пустые пространства между частицами велики по сравнению с твердыми телами, но малы по сравнению с газами. Частицы могут свободно перемещаться. Жидкость не имеет определенной формы; он приобретает форму сосуда, в котором находится жидкость. Плотность жидкости меньше плотности твердого тела и больше плотности газа. Однако жидкость имеет фиксированный объем, поскольку частицы плотно упакованы.
Газовая фаза
Газовая фаза – это фаза вещества, в которой частицы находятся в непрерывном движении в случайных направлениях. Поэтому между частицами газа имеются большие промежутки. Эти частицы заполняют закрытый контейнер, в котором находится газ. Тогда газ получает объем контейнера. Плотность газа намного меньше плотности твердых тел и жидкостей.
Что такое кинетическая молекулярная теория?
Кинетическая молекулярная теория - это теория, описывающая физические свойства газов на их молекулярном уровне. Понятия кинетической молекулярной теории следующие.
- Газы содержат частицы, находящиеся в постоянном беспорядочном движении.
- Эти частицы постоянно сталкиваются друг с другом. Столкновения полностью упругие.
- Объем молекулы газа ничтожен по сравнению с объемом сосуда, в котором находится газ. Но эти частицы имеют значительную массу.
- Между молекулами газа нет межмолекулярных сил.
- Средняя кинетическая энергия газа пропорциональна абсолютной температуре газа.
Рисунок 2: Чистые столкновения между частицами газа
Зависимость между кинетической энергией и скоростью молекул газа может быть представлена следующим образом.
KE=½.mv2
Где KE - кинетическая энергия, m - масса частицы газа, а v - средняя скорость молекул газа. Но измерить эти параметры сложно; таким образом, уравнение изменяется, как показано ниже.
KE=3/2.kBT
Где КЕ - кинетическая энергия, kB - постоянная Больцмана (1.381×10-23 м2 кг с-2 K-1), а T – абсолютная температура газа (в единицах Кельвина). Это уравнение показывает, что кинетическая энергия газа прямо пропорциональна абсолютной температуре газа.
В чем разница между моделью частиц материи и кинетической молекулярной теорией?
Модель частиц материи против кинетической молекулярной теории |
|
| Частичная модель материи - модель, объясняющая расположение частиц (атомов, молекул или ионов) в определенной фазе материи. | Кинетическая молекулярная теория - это теория, которая указывает физические свойства газов на их молекулярном уровне. |
| Компоненты | |
| Частичная модель вещества описывает свойства твердой, жидкой и газовой фаз вещества. | Кинетическая молекулярная теория описывает свойства газов. |
| Содержание | |
| Частичная модель материи объясняет расположение частиц в твердом теле, жидкости или газе. | Кинетическая молекулярная теория объясняет связь между кинетической энергией и другими свойствами газа. |
Резюме – Модель частиц материи против кинетической молекулярной теории
Модель частиц и кинетическая молекулярная теория объясняют различные физические свойства материи. Модель частиц - это модель, объясняющая расположение частиц (атомов, молекул или ионов) в определенной фазе вещества. Кинетическая молекулярная теория описывает взаимосвязь между кинетической энергией и другими свойствами газа. Ключевое различие между корпускулярной моделью вещества и кинетической молекулярной теорией состоит в том, что корпускулярная модель вещества описывает свойства твердой, жидкой и газовой фаз вещества, тогда как кинетическая молекулярная теория описывает свойства газов.
