Մոլեկուլային կինետիկ տեսության հիմունքները

Մոլեկուլային կինետիկ տեսության հիմունքները

Մոլեկուլային-կինետիկ տեսությունը մակրոսկոպական մարմինների ջերմային հատկությունները բացատրում է՝ հիմնվելով այն պատկերացումների վրա, որ բոլոր մարմինները կազմված են ատոմներից և մոլեկուլներից՝ որոնք կատարում էին անկանոն (քաոսային կամ ջերմային) շարժում: Այս տեսության խնդիրը մակրոսկոպական համակարգի ֆիզիկական հատկությունները բացատրելն է և համակարգի բնութագրերը հաշվարկելը՝ դրանք արտահայտելով համակարգի մասնիկների բնութագրերի և նրանց շարժման առանձնահատկություններով:
Նյութի կառուցվածքի մոլեկուլայինկինետիկ տեսության հիմքում ընկած են հետևյալ երեք դրույթները. Նյութը կազմված է մասնիկներց` ատոմներից և մոլեկուլներից, Ատոմները և մոլեկուլները անընդհատ, քաոսային(ջերմային) շարժման մեջ են, Նյութի մասնիկները փոխազդում են իրար հետ: Բոլոր նյութերի հատկությունները որոշվում են դրանց մասնիկների` ատոմների և մոլեկուլների շարժմամբ և փոխազդեցությամբ: Մարմնի մասնիկների գոյության, ինչպես և նրանց անընդհատ, քաոսային շարժման ամենահամոզիչ ապացույցներից են դիֆուզիայի երևույթը և բրոունյան շարժումը:



Մոլեկուլային-Կինետիկ Տեսության Հիմնադրույթները՝

Նյութի կառուցվածքի մոլեկուլային-կինետիկ տեսության հիմքում ընկած են հետևյալ երեք դրույթները՝

1. Նյութը կազմված է մասնիկներից՝ ատոմներից և մոլեկուլներից.

2. Ատոմները և մոլեկուլներն անընդհատ, քաոսային շարժման մեջ են.

3. Նյութի մասնիկները փոխազդում են իրար հետ.


Բրոունյան Շարժում՝

Բրոունյան շարժումը մոլեկուլների գոյության և նրանց քաոսային շարժման ամենահամոզիչ ապացույցներից մեկն է:
Այդ Փորձը առաջին անգամ կատարել է Ռոբերտ Բրոունը 1827 թվականին: Նա Մանրադիտակով ուսումնասիրելով ջրի կաթիլը ուշադրություն է դարձրել դրա մեջ լողացող գետնամուշկի սերմերի անկանուն, երբեք չդադարող շարժմանը: Ջերմաստիճանի բարձրացմանը զուգընթաց ուժգնանում է բրոունյան շարժումը: Բրոունյան մասնիկի՝ հաջորդական դիրքերը միացնող բեկյալը դառնում է ավելի խճճված և անկանոն: Բրոունյան շարժման մոլեկուլային-կինետիկ տեսությունը ստեղծել են Ալբերտ Էնշտեյն (1905 թ.) և Մարիան Սմոլուխովսկին (1906թ.) Իսկ այն փորձով հաստատել է ժան Պեռենը:
Բրունյան շարժման որակական բացատրությունը տրվել է տասնիններորդ դարի երկրորդ կեսին, որի էությունը հետևյալն է: Ջրի մոլեկուլներն անընդհատ, ջերմային շարժման մեջ են, և ջրում «կախված» նյութի փոքր կտորները` բրոունյան մասնիկները, բոլոր կողմերից կրում են շրջապատի մոլեկուլների հարվածները:
 Մի կողմից` բրոունյան մասնիկը պետք է լինի այնքան մեծ, որ տեսանելի լինի մանրադիտակի միջոցով: Մյուս կողմից` այն պետք է լինի այնքան փոքր, որ կարողանա «ենթարկվել» միջավայրի մասնիկներից նրա վրա ազդող ուժերի արագ, պատահական ձևով փոփոխվող, փոքր համազոր ուժի ազդեցությանը: Ջերմաստիճանի բարձրացմանը զուգընթաց բրոունյան շարժումն ուժգնանում է, բրոունյան մասնիկի` հաջորդական դիրքերը միացնող բեկյալը դառնում է ավելի խճճված և անկանոն:

Դիֆուզիան Գազերում, Հեղուկներում և Պինդ Մարմիններում՝

Մոլեկուլների և ատոմներիերբեք չդադարող քաոսային շարժման համոզիչ ապացույցներից մեկն էլ դիֆուզիայի երևույթն է, երբ տարբեր նյութեր ինքնաբերաբար միախառնվում են:Դիֆուզիայի երևույթը բացատրվում է նյութերի մոլեկուլների քաոսային շարժմամբ: Մի նյութի մոլեկուլները, շարժվելով քաոսային ձևով և բախվելով միմյանց, թափանցում են մյուս նյութի միջմոլեկուլային տարածությունները, որը հանգեցնում է նյութերի փոխադարձ ներթափանցման և, ի վերջո, համասեռ խառնուրդի առաջացման:  Դիֆուզիա Մոլեկուլների և ատոմների երբեք չդադարող քաոսային շարժման համոզիչ ապացույցներից մեկն էլ դիֆուզիայի երևույթն է, երբ տարբեր նյութեր ինքնաբերաբար, այսինք` առանց արտաքին գործոնների ազդեցության, միախառնվում են: Եթե ջրով լցված բաժակի մեջ զգուշությամբ կաթեցնենք սննդային ներկանյութի մի կաթիլ, ապա կտեսնենք, որ ջուրն աստիճանաբար ներկվում է: Այս պրեցեսը կարող է տևել ժամեր, և արդյունքում կառաջանա միագույն ներկված համասեռ հեղուկ: Ներկանյութը խառնվում է ջրին ինքնաբերաբար` առանց արտաքին միջամտության: Դիֆուզիան գազերում կատարվում է ավելի արագ, քան հեղուկներում:

Դիֆուզիան Գազերում՝

Դիֆուզիան գազերում կատարվում է զգալիորեն ավելի արագ քան հեղուկներում: Եթե ապակե գլանիմեջ կաթեցնենք բրոմի մի քանի կաթիլ և գլանն արագ փակենք, ապա կտեսնենք, որ գլանում օդն աստիճանաբար կլցվի բրոմի շագանակագույն գոլորշիով:

Դիֆուզիան Պինդ Մարմիններում՝

Դիֆուզիայի երևույթը կատարվում է նաև պինդ մարմինների միջև, սակայն սենյակային ջերմաստիճաններում այն ընթանում է չափազանց դանդաղ: 20օC-ում իրար կիպ սեղմված կապարի և ոսկու թիթեղների միջև 4 տարվա ընթացքում առաջացել էր ընդամենը 5մմ հաստությամբ անցումային շերտ:
Մոլեկուլների փոխազդեցություն՝
Մոլեկուլների փոխազդեցությունը Ատոմների և մոլեկուլների փոխազդեցության ուժերի գոյության ամենահամոզիչ ապացույցը հեղուկ և պինդ մարմինների գոյությունն է: Մոլեկուլային ուժերն ունեն և´ ձգողական և´ վանողական բնույթ: Ատոմը կազմված է դրական լիցք ունեցող միջուկից և բացասական լիցք ունեցող էլեկտրոններից և էլեկտրաչեզոք է: Սակայն էլեկտրաչեզոք ատոմների փոխազդեցության ուժերը պայմանավորված են հարևան ատոմների էլեկտրոնների և միջուկների էլեկտրամագնիսական փոխազդեցությամբ:
Գազային, հեղուկ և պինդ մարմինների կառուցվածքը Գազեր: Գազերում ատոմների և մոլեկուլների միջև հեռավորությունները զգալիորեն գերազանցում են գազի մոլեկուլների չափերը:

Աղբյուր՝ Ֆիզիկա 11-րդ դասարանի դասագիրք