รูปของ โครงสร้างโมเลกุลในแวบแรกร่างกายไม่เห็นด้วยกับประสบการณ์ปกติของเรา: เราไม่ได้สังเกตอนุภาคเหล่านี้ ดูเหมือนว่าร่างกายของเราจะต่อเนื่องกัน อย่างไรก็ตาม การคัดค้านนี้ไม่สามารถพิจารณาได้ว่าน่าเชื่อ M. V. Lomonosov เขียนไว้ในผลงานชิ้นหนึ่งของเขา:“ มันเป็นไปไม่ได้เช่นกันที่จะปฏิเสธการเคลื่อนไหวโดยที่ตามองไม่เห็น ใครจะปฏิเสธว่าใบไม้และกิ่งก้านของต้นไม้เคลื่อนไหวไปตามลมแรงแม้ว่าเขาจะไม่สังเกตเห็นการเคลื่อนไหวใด ๆ จากระยะไกล เนื่องจากความห่างไกล ดังนั้นในร่างกายที่ร้อน เนื่องจากอนุภาคของสสารมีขนาดเล็ก การเคลื่อนไหวจึงถูกซ่อนไว้จากการมองเห็น ดังนั้น สาเหตุของความไม่ลงรอยกันที่ชัดเจนก็คือ อะตอมและโมเลกุลมีขนาดเล็กมาก

ในกล้องจุลทรรศน์แบบใช้แสงที่ดีที่สุด ซึ่งทำให้สามารถแยกแยะวัตถุที่มีขนาดไม่น้อยกว่า เป็นไปไม่ได้ที่จะพิจารณาแต่ละโมเลกุล แม้แต่โมเลกุลที่ใหญ่ที่สุด อย่างไรก็ตาม วิธีการทางอ้อมจำนวนหนึ่งทำให้ไม่เพียงพิสูจน์การมีอยู่ของโมเลกุลและอะตอมได้อย่างน่าเชื่อถือเท่านั้น แต่ยังพิสูจน์ขนาดได้ด้วย ดังนั้นขนาดของอะตอมไฮโดรเจนจึงถือว่าเท่ากัน ความยาวของโมเลกุลไฮโดรเจน เช่น ระยะห่างระหว่างจุดศูนย์กลางของอะตอมทั้งสองที่ประกอบกัน เท่ากับ มีโมเลกุลที่ใหญ่กว่า เช่น โมเลกุลของโปรตีน (อัลบูมิน) เป็นต้น ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ต้องขอบคุณอุปกรณ์ของอุปกรณ์พิเศษที่ทำให้สามารถศึกษาวัตถุที่มีขนาดเล็กมาก - กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน - ทำให้สามารถถ่ายภาพได้ไม่เพียงแค่โมเลกุลขนาดใหญ่เท่านั้น แต่ยังรวมถึงอะตอมด้วย

ความจริงที่ว่าขนาดของโมเลกุลมีขนาดเล็กมากสามารถตัดสินได้แม้ไม่มีการวัด โดยพิจารณาจากความเป็นไปได้ที่จะได้รับสารต่างๆ ในปริมาณที่น้อยมาก โดยการเจือจางหมึก (เช่น สีเขียว) ในน้ำบริสุทธิ์หนึ่งลิตร แล้วเจือจางสารละลายนี้อีกครั้งในน้ำหนึ่งลิตร เราจะได้การเจือจางหนึ่งครั้ง อย่างไรก็ตามเราจะเห็นว่าโซลูชันหลังมีสีเขียวที่เห็นได้ชัดเจนและในขณะเดียวกันก็เป็นเนื้อเดียวกันอย่างสมบูรณ์ ดังนั้นในปริมาตรที่เล็กที่สุดที่ตายังมองเห็นได้แม้ในการเจือจางนี้ก็ยังมีโมเลกุลของสีย้อมจำนวนมากซึ่งแสดงให้เห็นว่าโมเลกุลเหล่านี้มีขนาดเล็กเพียงใด

ทองคำสามารถถูกทำให้แบนเป็นแผ่นที่มีความหนาได้ และโดยการรักษาแผ่นดังกล่าวด้วยสารละลายโพแทสเซียมไซยาไนด์ที่เป็นน้ำ ก็จะได้แผ่นทองคำที่มีความหนา ดังนั้นขนาดของโมเลกุลทองคำจึงน้อยกว่าหนึ่งในร้อยของไมโครเมตร

ในรูปเราจะอธิบายถึงโมเลกุลในรูปของลูกบอล อย่างไรก็ตาม โมเลกุล (และอย่างที่เราจะเห็นในภายหลังคือ อะตอม) มีโครงสร้างที่แตกต่างกันสำหรับสารต่างๆ ซึ่งมักจะค่อนข้างซับซ้อน ตัวอย่างเช่น รูปร่างและโครงสร้างไม่เพียงเป็นที่รู้จักของโมเลกุลง่ายๆ เช่น (รูปที่ 370) เท่านั้น แต่ยังรู้จักโมเลกุลที่ซับซ้อนกว่าอย่างหาที่เปรียบไม่ได้ ซึ่งมีอะตอมหลายพันอะตอม

มะเดื่อ 370. แบบแผนของโครงสร้างของโมเลกุลของน้ำ (a) และคาร์บอนไดออกไซด์ (b)

ฉันต้องการพูดคุยเกี่ยวกับสิ่งสำคัญที่ไม่ค่อยได้รับการอธิบายในเว็บไซต์ของ บริษัท ที่ขายระบบทำความสะอาด แต่เป็นเรื่องที่น่ายินดีกว่ามากที่จะเข้าใจว่าอะไรคือความเสี่ยงเมื่อเลือกตัวกรองสำหรับครอบครัวหรือที่ทำงาน ภาพรวมนี้นำเสนอประเด็นสำคัญที่ควรพิจารณาเมื่อเลือกตัวกรอง

ไมครอนและนาโนเมตรคืออะไร?

หากคุณกำลังมองหาเครื่องกรองน้ำ คุณอาจเจอชื่อ "ไมครอน" เป็นส่วนใหญ่ เมื่อพูดถึงตลับเชิงกล คุณมักจะเห็นวลีเช่น "หน่วยกรองอนุภาคหยาบของสิ่งสกปรกได้ถึง 10 ไมครอนหรือมากกว่านั้น" แต่ 10 ไมครอนมีค่าเท่าไหร่? ฉันต้องการทราบว่าการปนเปื้อนประเภทใดและใช้ตลับหมึกที่ออกแบบมาสำหรับ 10 ไมครอนจะพลาดไป สำหรับเมมเบรน (ไม่ว่าจะเป็นตัวกรองการไหลหรือรีเวิร์สออสโมซิส) อีกคำหนึ่งที่ใช้คือนาโนเมตร ซึ่งเป็นขนาดที่ยากในการแสดงเช่นกัน หนึ่งไมครอนคือ 0.001 มม. นั่นคือถ้าคุณแบ่งหนึ่งมิลลิเมตรออกเป็น 1,000 ส่วนอย่างมีเงื่อนไข เราก็จะได้ 1 ไมครอน นาโนเมตรคือ 0.001 ไมครอน ซึ่งก็คือหนึ่งในล้านของมิลลิเมตร ชื่อ "ไมครอน" และ "นาโนเมตร" ได้รับการตั้งชื่อขึ้นเพื่อทำให้การแสดงตัวเลขขนาดเล็กดังกล่าวง่ายขึ้น

ไมครอนมักใช้เพื่อแสดงถึงความลึกของการกรองที่ผลิตโดยโพรพิลีนหรือคาร์ทริดจ์คาร์บอน นาโนเมตรแสดงถึงระดับการกรองที่เกิดจากอัลตราฟิลเตรชันหรือเมมเบรนรีเวอร์สออสโมซิส

เครื่องกรองน้ำต่างกันอย่างไร?

ตัวกรองมี 3 ประเภทหลัก ได้แก่ ตัวกรองการไหล ตัวกรองการไหลที่มีเมมเบรนกรองพิเศษ (เมมเบรน) และตัวกรองรีเวอร์สออสโมซิส อะไรคือความแตกต่างที่สำคัญระหว่างระบบเหล่านี้? ตัวกรองการไหลถือได้ว่าเป็นการทำให้บริสุทธิ์ขั้นพื้นฐานเนื่องจากไม่ค่อยทำให้น้ำบริสุทธิ์ถึงสถานะการดื่ม - ซึ่งแตกต่างจากตัวกรองอีกสองประเภทอื่น ๆ หลังจากเปิดน้ำคุณต้องต้มน้ำก่อนดื่ม (ข้อยกเว้นคือระบบที่มี Aragon, Aqualen และวัสดุอีโคมิกซ์) ตัวกรองเมมเบรน - ตัวกรองที่มีเมมเบรนกรองพิเศษทำให้น้ำบริสุทธิ์จากสิ่งปนเปื้อนทุกประเภท แต่ยังคงรักษาความสมดุลของเกลือของน้ำไว้ นั่นคือแคลเซียมธรรมชาติ แมกนีเซียม และแร่ธาตุอื่นๆ ยังคงอยู่ในน้ำ ระบบรีเวิร์สออสโมซิสทำให้น้ำบริสุทธิ์อย่างสมบูรณ์ รวมถึงแร่ธาตุ แบคทีเรีย เกลือ - ที่ช่องกรอง น้ำประกอบด้วยโมเลกุลของน้ำเท่านั้น

คลอรีนเป็นสารที่มีไหวพริบมากที่สุดในบรรดาสารมลพิษทางน้ำ

โดยทั่วไปแล้ว ในการทำให้น้ำบริสุทธิ์จากสารปนเปื้อนด้วยระบบเมมเบรน รูพรุนของเมมเบรนจะต้องมีขนาดเล็กกว่าขนาดขององค์ประกอบ อย่างไรก็ตามสิ่งนี้ใช้ไม่ได้กับคลอรีน เนื่องจากขนาดของโมเลกุลนั้นเท่ากับขนาดของโมเลกุลของน้ำ และถ้ารูพรุนของเมมเบรนมีขนาดเล็กกว่าขนาดของคลอรีน น้ำก็จะไม่สามารถผ่านได้เช่นกัน . นี่คือความขัดแย้ง ดังนั้น ระบบรีเวอร์สออสโมซิสทั้งหมดซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของตัวกรองชั้นแรกและตัวกรองภายหลังจึงมีตลับคาร์บอนที่ทำให้คลอรีนจากน้ำบริสุทธิ์อย่างทั่วถึง และโปรดทราบตั้งแต่หลัก " ปวดศีรษะ"น้ำยูเครนเป็นคลอรีนอย่างแน่นอน หากคุณต้องการซื้อรีเวอร์สออสโมซิส คุณควรเลือกระบบที่มีไส้กรองคาร์บอนสองตลับในตัวกรองล่วงหน้า ซึ่งบ่งบอกถึงคุณภาพในการทำความสะอาด

เราหวังว่าข้อมูลที่ให้ไว้จะเป็นประโยชน์กับคุณ สามารถดูข้อมูลเพิ่มเติมได้ที่เว็บไซต์

โมเลกุลมีขนาดและรูปร่างต่างๆ เพื่อความชัดเจน เราจะพรรณนาโมเลกุลในรูปของลูกบอล โดยจินตนาการว่ามันถูกปกคลุมด้วยพื้นผิวทรงกลม ซึ่งภายในเป็นเปลือกอิเล็กตรอนของอะตอม (รูปที่ 4, a) ตามแนวคิดสมัยใหม่ โมเลกุลไม่มีเส้นผ่านศูนย์กลางที่กำหนดทางเรขาคณิต ดังนั้นจึงตกลงที่จะใช้ระยะห่างระหว่างจุดศูนย์กลางของสองโมเลกุล (รูปที่ 4b) เป็นเส้นผ่านศูนย์กลาง d ของโมเลกุล ซึ่งใกล้กันมากจนแรงดึงดูดระหว่างกันสมดุลกันโดยแรงผลัก

จากวิชาเคมี "เป็นที่ทราบกันดีว่าหนึ่งกิโลกรัมโมเลกุล (kilomole) ของสารใด ๆ โดยไม่คำนึงถึงสถานะของการรวมตัวนั้นมีจำนวนโมเลกุลเท่ากันเรียกว่า Avogadro number กล่าวคือ N A \u003d 6.02 * 10 26 โมเลกุล

ทีนี้มาประมาณเส้นผ่านศูนย์กลางของโมเลกุลกัน เช่น น้ำ ในการทำเช่นนี้ เราหารปริมาตรของน้ำหนึ่งกิโลโมลด้วยหมายเลข Avogadro น้ำหนึ่งกิโลโมลมีมวล 18 กก.สมมติว่าโมเลกุลของน้ำอยู่ใกล้กันและมีความหนาแน่น 1,000 กก. / ม. 3เราสามารถพูดได้ว่า 1 กมน้ำครอบครองปริมาตร V \u003d 0.018 ม. 3. ปริมาตรต่อโมเลกุลของน้ำ

ใช้โมเลกุลเป็นลูกบอลและใช้สูตรปริมาตรลูกบอล เราคำนวณเส้นผ่านศูนย์กลางโดยประมาณ มิฉะนั้นจะเป็นขนาดเชิงเส้นของโมเลกุลน้ำ:

เส้นผ่านศูนย์กลางของโมเลกุลทองแดง 2.25*10 -10 ม.เส้นผ่านศูนย์กลางของโมเลกุลของก๊าซมีลำดับเดียวกัน ตัวอย่างเช่น เส้นผ่านศูนย์กลางของโมเลกุลไฮโดรเจน 2.47 * 10 -10 ม.คาร์บอนไดออกไซด์ - 3.32*10 -10 ม.โมเลกุลจึงมีเส้นผ่านศูนย์กลางตามลำดับ 10 -10 ม.ตามความยาว 1 ซมสามารถอยู่ใกล้เคียงได้ 100 ล้านโมเลกุล

ลองประมาณมวลของโมเลกุล ตัวอย่างเช่น น้ำตาล (C 12 H 22 O 11) ในการทำเช่นนี้คุณต้องมีน้ำตาลเป็นกิโลโมล (μ = 342.31 กก./กม.)หารด้วยจำนวน Avogadro เช่นจำนวนโมเลกุลใน

« ฟิสิกส์ - เกรด 10 "

ฟิสิกส์โมเลกุลศึกษาวัตถุ (ระบบ) อะไร
จะแยกความแตกต่างระหว่างปรากฏการณ์ทางกลและทางความร้อนได้อย่างไร?

ทฤษฎีโมเลกุลและจลนพลศาสตร์ของโครงสร้างของสสารมีพื้นฐานมาจากข้อความสามประการ:

1) สารประกอบด้วยอนุภาค
2) อนุภาคเหล่านี้เคลื่อนที่แบบสุ่ม
3) อนุภาคมีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน

การยืนยันแต่ละรายการได้รับการพิสูจน์อย่างเข้มงวดโดยการทดลอง

คุณสมบัติและพฤติกรรมของวัตถุทั้งหมดโดยไม่มีข้อยกเว้นนั้นถูกกำหนดโดยการเคลื่อนที่ของอนุภาคที่มีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน: โมเลกุล อะตอม หรือแม้แต่การก่อตัวที่เล็กกว่า - อนุภาคมูลฐาน

การประมาณขนาดของโมเลกุล เพื่อให้แน่ใจว่ามีโมเลกุลอยู่อย่างสมบูรณ์จำเป็นต้องกำหนดขนาดของโมเลกุล วิธีที่ง่ายที่สุดในการทำเช่นนี้คือการสังเกตการแพร่กระจายของน้ำมัน เช่น น้ำมันมะกอก บนผิวน้ำ น้ำมันจะไม่ครอบครองพื้นผิวทั้งหมดหากเราใช้ภาชนะที่มีความกว้างเพียงพอ (รูปที่ 8.1) เป็นไปไม่ได้ที่จะบังคับให้หยดขนาด 1 มม. 2 กระจายออกเพื่อให้มีพื้นที่ผิวมากกว่า 0.6 ม. 2 . สมมติว่าเมื่อน้ำมันกระจายไปทั่วบริเวณสูงสุด มันจะก่อตัวเป็นชั้นที่มีความหนาเพียงโมเลกุลเดียว - เป็น "ชั้นโมโนโมเลกุล" ง่ายต่อการกำหนดความหนาของชั้นนี้ และประมาณขนาดของโมเลกุลน้ำมันมะกอก

ปริมาตร V ของชั้นน้ำมันเท่ากับผลคูณของพื้นที่ผิว S และความหนา d ของชั้น นั่นคือ V = Sd ดังนั้น ขนาดเชิงเส้นของโมเลกุลน้ำมันมะกอกคือ:

เครื่องใช้ที่ทันสมัยช่วยให้คุณเห็นและวัดอะตอมและโมเลกุลแต่ละตัวได้ รูปที่ 8.2 แสดงไมโครกราฟของพื้นผิวของซิลิคอนเวเฟอร์ โดยที่การกระแทกคืออะตอมของซิลิคอนแต่ละตัว ภาพดังกล่าวได้รับการเรียนรู้ครั้งแรกในปี พ.ศ. 2524 โดยใช้กล้องจุลทรรศน์การขุดอุโมงค์ที่ซับซ้อน

โมเลกุลรวมทั้งน้ำมันมะกอกมีขนาดใหญ่กว่าอะตอม เส้นผ่านศูนย์กลางของอะตอมใด ๆ มีค่าประมาณ 10 -8 ซม. ขนาดเหล่านี้เล็กมากจนยากที่จะจินตนาการได้ ในกรณีเช่นนี้จะใช้การเปรียบเทียบ

นี่คือหนึ่งในนั้น หากนิ้วกำแน่นเป็นกำปั้นและขยายขนาดเท่าลูกโลก อะตอมที่มีขนาดเท่ากำปั้นก็จะกลายเป็นขนาดเท่ากำปั้น

จำนวนโมเลกุล

ด้วยขนาดโมเลกุลที่เล็กมาก จำนวนโมเลกุลในร่างกายที่มองด้วยตาเปล่าจึงมีจำนวนมหาศาล ให้เราคำนวณจำนวนโมเลกุลโดยประมาณในหยดน้ำที่มีมวล 1 g และปริมาตร 1 cm3

เส้นผ่านศูนย์กลางของโมเลกุลของน้ำอยู่ที่ประมาณ 3 10 -8 ซม. สมมติว่าโมเลกุลของน้ำแต่ละโมเลกุลที่มีการอัดแน่นของโมเลกุลมีปริมาตร (3 10 -8 ซม.) 3 คุณสามารถหาจำนวนโมเลกุลในหยดได้โดยการหารหยด ปริมาตร (1 ซม. 3) โดยปริมาตรต่อโมเลกุล:

มวลของโมเลกุล

มวลของโมเลกุลและอะตอมแต่ละตัวมีขนาดเล็กมาก เราคำนวณว่าน้ำ 1 กรัมมี 3.7 10 22 โมเลกุล ดังนั้น มวลของน้ำหนึ่งโมเลกุล (H 2 0) เท่ากับ:

โมเลกุลของสารอื่นมีมวลเท่ากัน ยกเว้นโมเลกุลขนาดใหญ่ อินทรียฺวัตถุ; ตัวอย่างเช่น โปรตีนมีมวลมากกว่ามวลของอะตอมแต่ละอะตอมหลายแสนเท่า แต่ถึงกระนั้นมวลของพวกมันในระดับมหภาค (กรัมและกิโลกรัม) ก็มีขนาดเล็กมาก

น้ำหนักโมเลกุลสัมพัทธ์

เนื่องจากมวลของโมเลกุลมีขนาดเล็กมากจึงสะดวกในการคำนวณไม่ใช่ค่าสัมบูรณ์ของมวล แต่เป็นค่าสัมพัทธ์

ตามข้อตกลงระหว่างประเทศ มวลของอะตอมและโมเลกุลทั้งหมดจะถูกเปรียบเทียบกับมวลของอะตอมของคาร์บอน (ที่เรียกว่าระดับคาร์บอนของมวลอะตอม)

มวลโมเลกุลสัมพัทธ์ (หรืออะตอม) M r ของสารคืออัตราส่วนของมวล m 0 ของโมเลกุล (หรืออะตอม) ของสารที่กำหนดต่อมวลของอะตอมของคาร์บอน:

มวลอะตอมสัมพัทธ์ขององค์ประกอบทางเคมีทั้งหมดได้รับการวัดอย่างแม่นยำ ด้วยการเพิ่มมวลอะตอมสัมพัทธ์ของธาตุที่ประกอบกันเป็นโมเลกุลของสาร เราสามารถคำนวณน้ำหนักโมเลกุลสัมพัทธ์ของสารได้ ตัวอย่างเช่น น้ำหนักโมเลกุลสัมพัทธ์ของคาร์บอนไดออกไซด์ CO 2 อยู่ที่ประมาณ 44 เนื่องจากสัมพัทธ์ มวลอะตอมคาร์บอนเกือบเท่ากับ 12 และออกซิเจนมีค่าประมาณ 16: 12 + 2 16 = 44

การเปรียบเทียบอะตอมและโมเลกุลกับมวลของอะตอมคาร์บอนถูกนำมาใช้ในปี พ.ศ. 2504 เหตุผลหลักตัวเลือกนี้คือคาร์บอนรวมอยู่ในสารประกอบทางเคมีต่างๆ จำนวนมาก มีการแนะนำตัวประกอบเพื่อให้มวลสัมพัทธ์ของอะตอมใกล้เคียงกับจำนวนเต็ม

มวลโมลาร์ของน้ำ:

ถ้าโมเลกุลในของเหลวจับตัวกันแน่น และแต่ละโมเลกุลมีปริมาตรเท่ากับลูกบาศก์ วี 1ด้วยซี่โครง ง, ที่ .

ปริมาตรของหนึ่งโมเลกุล: , โดยที่: วมหนึ่งโมล เอ็น เอคือเลขของอาโวกาโดร

ปริมาตรของของเหลวหนึ่งโมล: , โดยที่: M-มวลโมลาร์ของมันคือความหนาแน่นของมัน

เส้นผ่านศูนย์กลางโมเลกุล:

การคำนวณ เรามี:

น้ำหนักโมเลกุลสัมพัทธ์ของอะลูมิเนียม Mr=27. กำหนดลักษณะโมเลกุลหลัก

1.มวลต่อโมลาร์ของอะลูมิเนียม: M=Mr. 10 -3 ม = 27. 10-3

ค้นหาความเข้มข้นของโมเลกุลฮีเลียม (M = 4. 10 -3 กก. / โมล) ภายใต้สภาวะปกติ (p = 10 5 Pa, T = 273K) ความเร็วเฉลี่ยของรากและความหนาแน่นของก๊าซ ฟองอากาศลอยขึ้นในบ่อได้ลึกเท่าใดหากปริมาตรเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า

เราไม่รู้ว่าอุณหภูมิของอากาศในฟองยังคงเท่าเดิมหรือไม่ หากเหมือนกันแสดงว่าสมการอธิบายขั้นตอนการขึ้น pV=ค่าคงที่. ถ้ามันเปลี่ยนสมการ pV/T=ค่าคงที่.

ให้เราประเมินว่าเราทำผิดพลาดครั้งใหญ่หรือไม่หากเราละเลยการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ

สมมติว่าเรามีผลการแข่งขันที่แย่ที่สุดปล่อยให้อากาศร้อนมากและอุณหภูมิของน้ำบนพื้นผิวของอ่างเก็บน้ำถึง +25 0 C (298 K) ที่ด้านล่าง อุณหภูมิต้องไม่ต่ำกว่า +4 0 C (277 K) เนื่องจากอุณหภูมินี้สอดคล้องกับความหนาแน่นสูงสุดของน้ำ ดังนั้นความแตกต่างของอุณหภูมิคือ 21K เมื่อเทียบกับอุณหภูมิเริ่มต้น ค่านี้คือ %% ไม่น่าเป็นไปได้ที่เราจะพบกับอ่างเก็บน้ำความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างพื้นผิวและด้านล่างซึ่งเท่ากับค่าที่ระบุ นอกจากนี้ฟองสบู่ยังเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วและไม่น่าเป็นไปได้ที่ในระหว่างการขึ้นจะมีเวลาอุ่นเครื่องอย่างเต็มที่ ดังนั้น ข้อผิดพลาดที่แท้จริงจะน้อยกว่ามากและเราสามารถเพิกเฉยต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิอากาศในฟองอากาศได้อย่างสมบูรณ์ และใช้กฎ Boyle-Mariotte เพื่ออธิบายกระบวนการ: หน้า 1 V 1 \u003d หน้า 2 V 2, ที่ไหน: หน้า 1- แรงดันอากาศในฟองที่ระดับความลึก ชั่วโมง (p 1 = p atm. + rgh), หน้า 2คือความกดอากาศในฟองอากาศใกล้ผิวน้ำ p 2 = p atm

(p atm + rgh)V =p atm 2V; ;

ถ้วย

แก้วที่คว่ำลงแช่อยู่ในบ่อน้ำ แก้วจะเริ่มจมที่ความลึกเท่าใด

กระจกที่คว่ำลงเต็มไปด้วยอากาศ ปัญหาระบุว่าแก้วเริ่มจมลงที่ระดับความลึกที่กำหนดเท่านั้น เห็นได้ชัดว่าหากปล่อยที่ความลึกน้อยกว่าระดับวิกฤต มันจะลอยได้ (สันนิษฐานว่ากระจกตั้งอยู่ในแนวตั้งอย่างเคร่งครัดและไม่พลิกคว่ำ)

ระดับที่อยู่เหนือกระจกที่ลอยอยู่และด้านล่างที่กระจกจม มีลักษณะเฉพาะของความเท่าเทียมกันของแรงที่กระทำต่อกระจกจากด้านต่างๆ

แรงที่กระทำต่อกระจกในแนวตั้งคือแรงโน้มถ่วงลงและแรงลอยตัวขึ้น

แรงลอยตัวเกี่ยวข้องกับความหนาแน่นของของเหลวที่วางแก้วและปริมาตรของของเหลวที่ถูกแทนที่ด้วย

แรงโน้มถ่วงที่กระทำต่อกระจกนั้นแปรผันโดยตรงกับมวลของมัน

จากบริบทของปัญหาที่ว่าเมื่อแก้วจมแรงขึ้นจะลดลง การลดลงของแรงลอยตัวสามารถเกิดขึ้นได้เนื่องจากการลดลงของปริมาตรของของเหลวที่ถูกแทนที่ เนื่องจากของเหลวนั้นไม่สามารถบีบอัดได้ และความหนาแน่นของน้ำที่พื้นผิวและที่ระดับความลึกบางส่วนจะเท่ากัน

การลดลงของปริมาตรของของเหลวที่ถูกแทนที่อาจเกิดขึ้นได้เนื่องจากการบีบอัดของอากาศในแก้ว ซึ่งอาจเกิดขึ้นได้เนื่องจากความดันเพิ่มขึ้น การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิในขณะที่อ่างแก้วสามารถมองข้ามได้หากเราไม่สนใจความถูกต้องของผลลัพธ์ที่สูงเกินไป เหตุผลที่สอดคล้องกันได้รับในตัวอย่างก่อนหน้านี้

ความสัมพันธ์ระหว่างความดันของก๊าซและปริมาตรของก๊าซที่อุณหภูมิคงที่แสดงโดยกฎของ Boyle-Mariotte

ความดันของของไหลจะเพิ่มขึ้นตามความลึกและถูกส่งไปทุกทิศทาง รวมทั้งด้านบนเท่าๆ กัน

ความดันอุทกสถิตเป็นสัดส่วนโดยตรงกับความหนาแน่นของของเหลวและความสูง (ความลึกของการแช่)

เมื่อเขียนเป็นสมการเริ่มต้นสมการที่แสดงสถานะสมดุลของแก้วโดยแทนที่นิพจน์ที่พบในระหว่างการวิเคราะห์ปัญหาและแก้สมการผลลัพธ์ตามความลึกที่ต้องการอย่างต่อเนื่องเราได้ข้อสรุปว่าในลำดับ เพื่อให้ได้คำตอบที่เป็นตัวเลข เราจำเป็นต้องทราบค่าความหนาแน่นของน้ำ ความดันบรรยากาศ มวลแก้ว ปริมาตร และความเร่งของการตกอย่างอิสระ

เหตุผลทั้งหมดข้างต้นแสดงได้ดังนี้

เนื่องจากไม่มีข้อมูลในข้อความของงานเราจะตั้งค่าเอง

ที่ให้ไว้:

ความหนาแน่นของน้ำ r=10 3 กก./ม.3 .

ความกดอากาศ 10 5 Pa

ปริมาตรของแก้วคือ 200 มล. = 200 10 -3 ล. \u003d 2. 10 -4 ม.3.

มวลของแก้วคือ 50 g = 5 10 -2 กก.

ความเร่งตกอย่างอิสระ g = 10 m/s 2 .

วิธีแก้ปัญหาเชิงตัวเลข:

ขึ้นบอลลูนอากาศร้อน

อากาศภายในบอลลูนต้องร้อนกี่องศาจึงจะเริ่มลอยขึ้นได้?

ปัญหาในการยกลูกโป่ง เช่น ปัญหาแก้วจม สามารถจัดเป็นปัญหาไฟฟ้าสถิตย์ได้

ลูกบอลจะเริ่มลอยขึ้นในลักษณะเดียวกับอ่างแก้ว ทันทีที่ความเท่าเทียมกันของแรงที่ใช้กับวัตถุเหล่านี้และทิศทางขึ้นลงถูกละเมิด ลูกบอลก็เหมือนแก้ว อยู่ภายใต้แรงโน้มถ่วงที่พุ่งลงและแรงลอยตัวพุ่งขึ้น

แรงลอยตัวเกี่ยวข้องกับความหนาแน่นของอากาศเย็นที่อยู่รอบๆ ลูกบอล ความหนาแน่นนี้สามารถหาได้จากสมการ Mendeleev-Clapeyron

แรงโน้มถ่วงเป็นสัดส่วนโดยตรงกับมวลของลูกบอล ในทางกลับกันมวลของลูกบอลประกอบด้วยมวลของเปลือกหอยและมวลของอากาศร้อนที่อยู่ภายใน มวลของอากาศร้อนสามารถพบได้จากสมการ Mendeleev-Clapeyron

แผนผังสามารถแสดงเหตุผลได้ดังนี้:

จากสมการเราสามารถแสดงค่าที่ต้องการประมาณค่าที่เป็นไปได้ของปริมาณที่จำเป็นเพื่อให้ได้วิธีแก้ปัญหาที่เป็นตัวเลขแทนปริมาณเหล่านี้ในสมการผลลัพธ์และค้นหาคำตอบในรูปแบบตัวเลข

ภาชนะปิดบรรจุฮีเลียม 200 กรัม ก๊าซต้องผ่านกระบวนการที่ซับซ้อน การเปลี่ยนแปลงของพารามิเตอร์จะสะท้อนให้เห็นในกราฟของการพึ่งพาปริมาตรกับอุณหภูมิสัมบูรณ์

1. แสดงมวลของก๊าซใน SI

2. น้ำหนักโมเลกุลสัมพัทธ์ของก๊าซนี้คืออะไร?

3. มวลโมลาร์ของก๊าซนี้ (ใน SI) คืออะไร?

4. ปริมาณของสารที่บรรจุอยู่ในเรือคืออะไร?

5. โมเลกุลของแก๊สมีกี่โมเลกุล?

6. แก๊ส 1 โมเลกุลมีมวลเท่าใด

7. ตั้งชื่อกระบวนการในส่วน 1-2, 2-3, 3-1

8. กำหนดปริมาตรของก๊าซที่จุด 1,2, 3, 4 ใน ml, l, m 3

9. กำหนดอุณหภูมิของก๊าซที่จุด 1,2, 3, 4 ที่ 0 C, K.

10. กำหนดแรงดันแก๊สที่จุด 1, 2, 3, 4 mm. RT ศิลปะ. , เอทีเอ็ม, ปา.

11. วาดกระบวนการนี้บนกราฟของความดันเทียบกับอุณหภูมิสัมบูรณ์

12. พล็อตกระบวนการนี้บนกราฟความดันกับปริมาตร

คำแนะนำในการแก้ปัญหา:

1. ดูเงื่อนไข

2. น้ำหนักโมเลกุลสัมพัทธ์ของธาตุถูกกำหนดโดยใช้ตารางธาตุ

3. ม=ม ร 10 -3 กก./โมล

7. หน้า=const - ไอโซบาริก; วี=const-ไอโซคอริก; ต=const - ไอโซเทอร์มอล

8. 1 ม. 3 \u003d 10 3 ล.; 1 ล. \u003d 10 3 มล. 9. ที = ที+273.10.1น. \u003d 10 5 Pa \u003d 760 มม. ปรอท ศิลปะ.

8-10. คุณสามารถใช้สมการ Mendeleev-Clapeyron หรือ กฎของแก๊สบอยล์-มาริออตต์, เกย์-ลูแซค, ชาร์ลส์.

คำตอบสำหรับปัญหา

ม. = 0.2 กก
ม r = 4
M = 4 10 -3 กก./โมล
n = 50 โมล
N = 3 10 25
ม = 6.7 10 -27 กก
1 - 2 - ไอโซบาริก
2 - 3 - ไอโซคอริก
3 - 1 - ไอโซเทอร์มอล
№	มล	ล	ม.3
	2 10 5		0,2
	7 10 5		0,7
	7 10 5		0,7
	4 10 5		0,4
№	0 ส	ถึง
№	มิลลิเมตรปรอท	ATM	ป้า
	7.6 10 3		10 6
	7.6 10 3		10 6
	2.28 10 3		0.3 10 6
	3.8 10 3		0.5 10 6

ความชื้นสัมพัทธ์ของอากาศในภาชนะที่ปิดสนิทที่อุณหภูมิ t 1 =10 0 C เท่ากับ j 1 = 80%