ГлавнаяИстория физикиЗнаменательные событияКрупные ученные - ФизикиКонтакты

Молекула (новолат. molecula, уменьшительное от лат. moles — масса) — это частица, образованная двумя или большим количеством атомов, характеризующаяся определённым количеством входящих в неё атомных ядер и электронов, а также определённой структурой. Молекулы вещества имеет постоянный состав, то есть одинаковое количество атомов, объединённых главными взаимодействиями - химическими связями, при этом химическая индивидуальность молекулы определяется именно совокупностью и конфигурацией химических связей. 


в Вакуум в физике - это такое состояние газа, когда его давление меньше атмосферного. Давление от атмосферного до наименьшего достижимого условно делиться на четыре областию эти области вакуума характеризируется отношением средней длины свободного пробега l молекул газа к линейным размерам d сосуда, в котором находиться газ.
В области низкого вакуума средняя длина свободного пробега молекул во много раз меньше линейного размера сосуда (l/d) <<< 1.
В области среднего вакуума средняя длина свободного пробега молекул соизмерима с линейным размером сосуда (l/d) ≈ 1.
В области высоко вакуума средняя длина свободного пробега молекул значительно превосходит линейный размер сосуда (l/d) >>> 1.



Реклама:






Основы молекулярной физики

Размеры молекул. Расстояние между атомами в молекулах. Масса молекул. Средняя скорость движения молекул газа.  Длина свободного пробега молекул газа. Среднее число столкновений молекул.


Размеры молекул

Вещество
Диаметр молекулы, нм
Вещество
Диаметр молекулы, нм
Азот (N2) 0,32 Оксид серы (IV) 0,34
Вода (H2O) 0,30 Оксид углерода (IV) 0,33
Водород (H2) 0,25 Оксид углерода (II) 0,32
Гелий (He) 0,20 Хлор (CI2) 0,37
Кислород (O2) 0,30 Хлороводород (HCI) 0,30
  • Размер частиц пыли - 0,1 - 0,001 мм (100-1мкм)
  • Размер частиц тумана - 0,01 - 0,001 мм (10 - 1) мкм
  • Размер броуновской частицы - 0,0004 мм (40 нм)
  • Размер молекулы гемоглобина - 6,4 нм

Расстояние между атомами в молекулах

Вещество
Расстояние, нм
Вещество
Расстояние, нм
Азот (N2) 0,11 Ртуть (Hg2) 0,33
Водород (H2) 0,07 Сера (S2) 0,19
Гидрид натрия (NaH) 0,19 Фосфор (Р2) 0,19
Кислород (O2) 0,12 Углерод (С2) 0,13
Натрий (Na2) 0,31    

Примечание. Расстояние между атомами в молекуле имеет строго определенное значение. Оно определяется рановесным расстоянием, на котором испытываемые каждым атомом силы приложения уравновешиваются силами оталлкивания.


Масса молекул некоторых элементов и соединений

m, 10-27кг
m, 10-27кг
Азот (N2) 46,5 Карбонат кальция (CaCO3) 166
Аммиак (NH3) 28,3 Нафталин (C1010H8) 213
Ацетон [(CH3)2CO] 96,5 Нитрат серебра (AgNO3) 282
Вода (H2O) 29,9 Оксид ртути (II) 360
Водород (H2) 3,3 Серная кислота (H2SO4) 163
Едкий натр (NaOH) 66,4 Сульфат меди (CuSO4) 265
Едкое кали (KOH) 93,2 Хлороводород (HCI) 60,6
Глицерин [C3H5(OH)3] 153 Хлорид натрия (NaCI) 97
Кислород (O2) 53,2    


Средняя скорость движения молекул газа

Газ
Водород
Кислород
Углекислый газ
t,  C
Скорость, м/с
0 1693 425 362
20 1755 440 376
100 1980 496 422
200 2232 556 475

Зависимость средней скорости движения молекул газа от температуры

Зависимость средней скорости движения молекул газа от температуры

Распределение молекул по скоростям движения

Интервал скоростей, м/с
Относительное число молекул, %
Интервал скоростей, м/с
Относительное число молекул, %
Менее 100 1,4 600-700 9,2
100-200 8,1 700-800 4,8
200-300 16,5 800-900 2,0
300-400 21,4 900-1000 0,6
400-500 20,6 Более 1000  
500-600 15,1    

В таблице приведены интервалы скоростей молекул и соответстующее им относительное число молекул в процентах, имеющих скорость в данном интервале. Данные относятся к молекулам газообразного кислорода, находящегося при нормальных условиях (t=0 oC, p=101 325 Па =760 мм рт.ст.).


Длина свободного пробега молекул газа

при различном давлении (t=20 oC)
Давление
Средняя длина свободного пробега
Давление
Средняя длина свободного пробега
Па
мм рт.ст.
Па
мм рт.ст.
101 325
760
62 нм
10-2
10-4
0,5
100
≈ 1
47 мкм
10-3
10-5
4,7
50
0,4
190 мкм
10-4
10-6
47 м
10
0,1
0,5 мм
10-5
10-7
0,5 км
1
0,01
4,7 мм
10-6
10-8
4,7 км
10-1
0,001
47 мм
10-7
10-9
47 км

Длина свободного пробега молекул различных газов

при нормальных условиях (t=0 oC, p=101 325 Па)
Газ
Азот
Водород
Водянной пар (100 oC
Воздух
Гелий
Кислород
Углекислый газ
Длина свободного пробега, нм
63
110
67
60
175
63
39

Длина свободного пробега молекул газа на различной высоте над землей

Высота, км Длина свободного пробега Высота, км Длина свободного пробега
0 66,3 нм 10 196 нм
0,05 66,6 нм 20 914 нм
0,1 67,0 нм 30 4410 нм
0,2 67,6 нм 50 ≈ 79 мкм
0,5 69,9 нм 60 ≈ 0,26 мм
1 73,1 нм 80 4,4 мм
2 80,7 нм 90 23,8 мм
5 110 нм 100 ≈ 14 см
8 155 нм 120 2,93 м

В таблицах приведены средняя длина свободного пробега молекул газов.


Среднее число столкновений молекул

Азот 7,2 х 109 Кислород 6,7 х 109
Водород 1,5 х 1010 Неон 1,3 х 109
Воздух 7,5 х 109 Углекислый газ 9,3 х 109

Число молекул в единице объема

Число молекул в 1 см3 при различных давлениях (t=20 oC)
Диапазон давлений
Примерное число молекул воздуха в 1 см3
Область вакуумав
Па
мм рт. ст.
101 325 - 133 760 - 1  1019- 1016 Низкий вакуум
133 - 0,13 1 - 10-3 1016 - 1013 Средний вакуум
0,13 - 1,3 х 10-5 10-3- 10-7  1013- 1010 Высокий вакуум
1,3 х 10-5 и менее 10-7 и ниже 1010 и менее Сверхвысокий вакуум