План уроку

1. Відносна молекулярна маса

2.Кількість речовини. Молярна маса

3.Обчислення маси молекули та кількості молекул в об’ємі речовини

4.Стала Авагадро, її фізичний зміст

1. Відносна молекулярна маса

Обчислення показують, що маса молекул речовини надто мала і користуватися такими числами, запам’ятовувати їх і виконувати над ними математичні операції складно. Тому для зручності маси молекул і атомів вимірюють у відносних одиницях, порівнюючи із 1/12 маси Карбону:

Відносна молекулярна маса безрозмірна величина.

Крім відносної молекулярної маси користуються атомною одиницею маси (1 а. о. м). Експериментально встановлено, що атомна одиниця маси (а. о. м.) дорівнює 1,66·10^{-27 кг. Це дає можливість визначити, наприклад, масу молекули будь-якої речовини, знаючи відносну молекулярну масу цієї речовини і 1 а. о. м.}

Наприклад,

2.Кількість речовини. Молярна маса

Масу 1 моля речовини називається молярною масою і позначають М. Молярна маса вимірюється в кг/моль.

Молярна маса пов’язана з відносною молекулярною масою.

Відношення маси речовини т до кількості речовини v називається молярною масою і позначається М:

Якщо відома маса речовини m і молярна маса М, то число молів у даному фізичному тілі визначиться формулою: v = m/M.

3 іншого боку число молів v визначимо через кількість молекул N і число атомів в 1 моль — N_A:

ліві частини останніх рівнянь є рівними, отже, і праві можна прирівняти:

3.Обчислення маси молекули та кількості молекул в об’ємі речовини

Знання сталої Авогадро дозволяє знайти масу однієї молекули. Дійсно, нехай дане тіло містить 1 моль речовини. Тоді маса тіла чисельно дорівнює М, а число молекул у ньому чисельно дорівнює N_А. Позначаючи масу однієї молекули m₀, отримуємо

Якщо дане тіло містить v молей речовини, то число молекул N у цьому тілі визначається виразом:

Відношення числа молекул N до об’єму V, займаному цими молекулами, називається концентрацією молекул і позначається n:

Концентрація молекул вимірюється в 1/м³.

4.Стала Авагадро, її фізичний зміст

Кількість молекул в одному молі називається сталою Авогадро: N_A = 6,02·10²³ 1/моль.

Маса одного моля води, що містить N_A молекул, дорівнює 18 г, а маса однієї молекули води дорівнює 18 а.о.м. Таким чином, постійна Авогадро є переказним множником між грамом і атомною одиницею маси: в одному грамі міститься N_A атомних одиниць маси.

Так як постійна Авогадро чисельно дорівнює числу молекул в одному молі, то

Якщо кількість речовини в даному тілі відома, то легко знайти число молекул N у цьому тілі:

Розв’язування задач

1. Озеро з середньою глибиною h = 5,0 м і площею S = 4,0 км² "посолили", кинувши кристал кухарської солі NaCl масою m= 10 мг. Через тривалий час з озера зачерпнули склянку води об'ємом V=200см³. Скільки іонів натрію опинилося в цій склянці?

2. Розглянемо кристал з простими кристалічними градками. Визначити його щільність ρ, якщо маса кожного атома дорівнює m₀, а довжина ребра кубічного вічка а.

3. Багато металів в твердому стані утворюють так звані гранецентровані кубічні грати: іони металу розташовані у вершинах кубічного вічка і в центрах її граней. Визначите щільність ρ кристала, якщо молярна маса металу дорівнює М, а довжина ребра кубічного вічка а.

Домашнє завдання:

1. З відкритої склянки за час t = 20 діб випарувалася вода масою m=200 г. Скільки молекул випаровувалося за τ= 1 с?

2. Кристали куховарської солі NaСl кубічної системи складаються з іонів натрію і хлору, що чергуються (див. малюнок). Щільність солі ρ=2200 кг/м³. Визначите відстань а між центрами найближчих іонів.

Тема уроку: Температура та її вимірювання. Вимірювання швидкості молекул