Μοριακή κινητική θεωρία τις 3 καταστάσεις της ύλης

Λέγεται ότι ολόκληρο το σύμπαν αποτελείται από ύλη και ότι όταν αλλάζει, παράγεται ενέργεια. Και όπως είναι φυσιολογικό, η περίεργη φύση του ανθρώπου μας οδήγησε να αναρωτηθούμε σε πολλές περιπτώσεις ότι όλο αυτό το θέμα δημιουργείται. Σε όλη την ιστορία, έχουν σχεδιαστεί διάφορα μοντέλα για να εξηγηθεί αυτό, ένα από αυτά τη μοριακή κινητική θεωρία.

Σύμφωνα με αυτό το μοντέλο, το θέμα θα συνίστατο σε μια θεμελιώδη μονάδα που δεν είναι δυνατόν να εκτιμηθεί με τις αισθήσεις, μιλώ για το άτομο. Με τη σειρά τους, τα άτομα ομαδοποιούνται για να σχηματίσουν μόρια.

Για να δώσουμε ένα κλασικό παράδειγμα, το μόριο του νερού είναι δομημένο με ένα άτομο οξυγόνου και δύο άτομα υδρογόνου (H2O). Αλλά η κινητική θεωρία όχι μόνο αξιώνει αυτό, αλλά και γιατί υπάρχουν Οι τρεις θεμελιώδεις καταστάσεις της ύλης: στερεά, υγρά και αέρια.

• Ίσως σας ενδιαφέρει: "Οι πέντε τύποι χημικών δεσμών: αυτό είναι το πώς συντίθεται η ύλη

Η προέλευση της κινητικής θεωρίας

Μέχρι τη διαμόρφωση αυτού του μοντέλου, συνέβησαν διάφορα γεγονότα που επέτρεψαν στις βάσεις να προσφερθεί να προσφέρουν αυτή τη θεωρία.

Για να ξεκινήσετε, η έννοια του ατόμου γεννήθηκε στην αρχαία Ελλάδα, κάτω από την ατομική σχολή, οι μαθητές της οποίας διαδίδουν την ιδέα ότι το άτομο είναι η αδιαίρετη μονάδα που αποτελεί όλη την ύλη του σύμπαντος. Ο Δημόκριτος ήταν ένας από τους μεγαλύτερους εκθέτες του, αλλά οι προτάσεις του συγκρούστηκαν άμεσα με τις ιδέες του Αριστοτέλη, που κυριάρχησαν στην εποχή, και έτσι πέρασαν απαρατήρητες.

Μόνο στην αρχή του 19ου αιώνα, όταν επανεμφανίστηκε η ιδέα του ατόμου στον τομέα της επιστήμης, πότε Ο John Dalton θεώρησε την ατομική θεωρία, υποδεικνύοντας ότι κάθε ουσία αποτελείται από άτομα.

Πριν από αυτό, ο Daniel Bernoulli το 1738 υποστήριξε αυτό τα αέρια σχηματίστηκαν από μόρια που συγκρούονται μεταξύ τους και με τις επιφάνειες, δημιουργώντας την πίεση που αισθάνεται. Μετά την εμφάνιση της ατομικής θεωρίας, αναγνωρίζεται τώρα ότι αυτά τα μόρια σχηματίζονται από άτομα.

Η μοριακή κινητική θεωρία γεννάται από ένα σύνολο μελετών που πραγματοποιήθηκαν κυρίως σε αέρια, και των οποίων το τελικό συμπέρασμα ήταν παρόμοιο. Μερικά από τα εξαιρετικά έργα είναι εκείνα που έγιναν από τους Ludwig Boltzmann και James Clerk Maxwell.

• Σχετικό άρθρο: "Τα 9 αξιώματα της ατομικής θεωρίας του Dalton"

Το επιχείρημα

Αυτή η μοριακή κινητική θεωρία αξιώνει ότι η ύλη σχηματίζεται από ένα σύνολο σωματιδίων που είναι γνωστά ως άτομα ή από μόρια αυτών, που συνεχώς κινούνται. Καθώς δεν σταματούν να κινούνται, αργά ή γρήγορα συγκρούονται με ένα άλλο άτομο ή με μια επιφάνεια.

Αυτή η σύγκρουση εκτελείται κινητικά, με άλλα λόγια, η ενέργεια μεταφέρεται χωρίς απώλειες, έτσι ώστε το άτομο που συγκρούεται να καεί προς την άλλη κατεύθυνση με την ίδια ταχύτητα, χωρίς να σταματήσει η κίνηση. Η κινητική ενέργεια που παράγεται κατά τη σύγκρουση έχει ως αποτέλεσμα την αισθητή πίεση.

Διαφορά μεταξύ των καταστάσεων της ύλης

Αν και η μοριακή κινητική θεωρία γεννήθηκε από τη μελέτη της αέριας κατάστασης, αφού υπήρχαν πολλές μελέτες πάνω σε αυτήν που επέτρεψαν να γράψουν τις ιδέες, χρησιμεύει επίσης για να εξηγήσει τη σύσταση υγρών και στερεών. Επιπλέον, προσφέρει έναν τρόπο να δούμε τις διαφορές μεταξύ των διαφορετικών καταστάσεων της ύλης.

Το βασικό σημείο έγκειται στο το βαθμό κίνησης των ατόμων. Το υλικό σχηματίζεται από ένα σύνολο σωματιδίων που βρίσκονται σε συνεχή κίνηση. σε ένα αέριο, τα άτομα είναι ελεύθερα και κινούνται γραμμικά σε όλο το διαθέσιμο χώρο, αποδεικνύοντας ότι το χαρακτηριστικό των αερίων καταλαμβάνει πάντα τον διαθέσιμο χώρο.

Στην περίπτωση υγρών, η απόσταση μεταξύ των ατόμων δεν είναι τόσο μεγάλη, αλλά είναι πιο κοντά, παρόλο που συνεχίζουν να κινούνται με λιγότερη ταχύτητα. Αυτό εξηγεί γιατί ένα υγρό καταλαμβάνει σταθερό όγκο, αλλά μπορεί να επεκταθεί σε μια επιφάνεια.

Τέλος, σε στερεά κατάσταση τα άτομα είναι πολύ κοντά, χωρίς ελεύθερη κίνηση αν και δονείται στη θέση τους. Επομένως, τα στερεά καταλαμβάνουν ένα συγκεκριμένο χώρο και δεν διαφέρουν ως προς την ένταση.

Σύμφωνα με τη μοριακή κινητική θεωρία, η δύναμη που δεσμεύει τα άτομα μαζί είναι γνωστή ως Δύναμη συνοχής. Το όνομά του δίνεται επειδή τα στερεά που έχουν περισσότερη παρουσία αυτά τα συνδικάτα, δηλαδή είναι πιο συνεκτικά από ένα υγρό ή ένα αέριο.

Η σημασία αυτού του μοντέλου

Το ενδιαφέρον πράγμα σχετικά με αυτή τη θεωρία είναι πώς συνδέει την ύπαρξη του ατόμου με μετρήσιμες φυσικές ιδιότητες, όπως την πίεση ή τη θερμοκρασία. Επιπλέον, έχει μια συσχέτιση με τους μαθηματικούς τύπους των νόμων των ιδανικών αερίων.

Δεν θα ασχοληθώ πολύ με αυτό, αλλά, για παράδειγμα, συμφωνεί με τους τύπους που δείχνουν ότι σε υψηλότερες θερμοκρασίες, τα άτομα παρουσιάζουν μεγαλύτερη ταχύτητα. Είναι εύκολο να καταλάβουμε, για να περάσει ο πάγος στο υγρό και μετά στον ατμό είναι απαραίτητο να εφαρμοστεί θερμότητα. Όταν η θερμοκρασία ανεβαίνει, τα μόρια του H2O αποκτούν ταχύτητα και σπάζουν τις δυνάμεις της συνοχής, αλλάζοντας την κατάσταση του θέματος.