Atomu teorijas un kinētiskās teorijas materiāls
Tūkstošiem gadu senie grieķi ticēja, ka katra tīra viela (piemēram, tīrs zelts, tīrs dzelzs 😉 utt.) sastāv no atomiem. Saskaņā ar viņu uzskatiem, ja tīru vielu sagriež mazos gabaliņos, tad šos mazos gabaliņus sagriež vēlreiz, tad atkal sagriež... un tā tālāk, paliek mazākais gabaliņš, ko vairs nevar griezt. Mazāko gabalu, ko vairs nevar griezt, sauc par atomu . Atoms nozīmē "nevar sadalīt" (grieķu valodā).
Tolaik tika uzskatīts , ka atomi ir nedalāmi. Tomēr vēlāk zinātnieki atklāja elektronus un atomu kodolus (protonus un neitronus), tādējādi atspēkojot uzskatu, ka atomi ir nedalāmi . Atomi sastāv no elektroniem (negatīvi lādētiem) un kodola. Elektroni riņķo ap kodolu. Kodola iekšpusē atrodas protoni (pozitīvi lādēti) un neitroni (neitrāli, kas nozīmē, ka tiem nav lādiņa).
Pastāv vēl viena teorija, ko sauc par nepārtrauktības teoriju (nepārtraukts = notiekošs). Šī teorija apgalvo , ka tīru matēriju var bezgalīgi sadalīt. Saskaņā ar šo teoriju nav tādas lietas kā mazākā daļiņa. Mazāko daļiņu var bezgalīgi sadalīt mazākos gabalos un tā tālāk.
Kura no šīm divām teorijām ir pareiza? Atomu teorija vai nepārtrauktības teorija?
Fizikā jebkura teorija ir zinātniski pieņemta, ja to var pierādīt eksperimentāli. 18. , 19. un 20. gadsimtā zinātnieku veikto eksperimentu rezultātā atomu teorija tika pierādīta kā pareiza.
Vispirms ir jāsaprot šāds skaidrojums. Elementi ir tīras vielas, kuras ķīmiski nevar sadalīt citās vielās, piemēram, zelts (Au), dzelzs (Fe), varš (Cu), cinks (Zn), nātrijs (Na), kalcijs (Ca), hlors (Cl), slāpeklis (N), skābeklis (O), ūdeņradis (H) utt. Papildus elementiem ir arī savienojumi. Savienojumi sastāv no elementiem. Tā kā tie sastāv no elementiem, savienojumus joprojām var iedalīt elementos. Savienojuma piemērs ir ūdens.
Mazākā elementa daļiņa ir atoms, savukārt mazākā savienojuma daļiņa ir molekula. Molekulas sastāv no savstarpēji saistītiem atomiem . Tīrs zelts ir elementa piemērs. Tīrs zelts faktiski sastāv no zelta atomiem (Au). Arī dzelzs gabals ir elementa piemērs. Dzelzs sastāv no dzelzs atomiem (Fe). Tātad elements ir tīra viela, kas sastāv no viena veida atomiem.
Ūdens, ko jūs bieži redzat, turat rokās un dzerat, sastāv no ūdens molekulām (ķīmiskā formula H2O). Ūdens molekulas sastāv no diviem ūdeņraža atomiem (H) un viena skābekļa atoma (O).
Šeit ir daži atomu teorijas pierādījumi:
Pirmkārt, nemainīgu proporciju likums.
Noteiktu proporciju likums nosaka, ka, elementiem apvienojoties, veidojot savienojumus, iegūtajiem savienojumiem ir vienāda masas attiecība. Piemēram, sāls… Sāls, ko mēs redzam, ir savienojums, kas sastāv no sāls molekulām (ķīmiskā formula NaCl). Dabiski, sāls molekulas vienmēr veidojas no 23 daļām nātrija (Na) un 35 daļām hlora (Cl).
Nepārtrauktā teorija to nevar izskaidrot , bet atomu teorija var . Saskaņā ar atomu teoriju atomi ir elementa mazākā daļa , tāpēc atomiem ir masa . Savienojumu veidojošo elementu masu salīdzinājums noteikti ir saistīts ar elementu veidojošo atomu relatīvajām masām. Pamatojoties uz katra savienojumu veidojošā elementa daudzumu, zinātnieki nosaka atoma relatīvo masu. To sauc par relatīvu, jo viena elementa atoma relatīvā masa tiek salīdzināta ar cita elementa atoma relatīvo masu.
Ūdeņradis ir vieglākais atoms, tāpēc to izmanto kā etalonu. Ūdeņraža atoma (H) relatīvajai masai tiek piešķirta vērtība 1. Izmantojot ūdeņraža atoma relatīvo masu kā etalonu, oglekļa atoma (C) relatīvajai masai tiek piešķirta vērtība 12, skābekļa atoma (O) relatīvajai masai tiek piešķirta vērtība 16 un tā tālāk (vienkārši apskatiet elementu periodisko tabulu). Oglekļa atoma relatīvā masa = 12 nozīmē, ka viena oglekļa atoma masa ir 12 reizes lielāka nekā viena ūdeņraža atoma (H) masa. Skābekļa atoma relatīvā masa = 16 nozīmē, ka viena skābekļa atoma masa ir 16 reizes lielāka nekā viena ūdeņraža atoma (H) masa.
Starptautiskajā sistēmā (SI) mums ir masas etalons — platīna-irīdija atoms, kas glabājas Starptautiskajā svaru un mēru birojā (Francijā). Saskaņā ar starptautisku vienošanos šī platīna-irīdija atoma masa ir 1 kg. Tas ir standarta kilograms. Atomu mērogā mums ir arī otrs masas etalons — oglekļa-12C atoms. Saskaņā ar starptautisku vienošanos viena oglekļa-12C atoma masa ir 1 12,0000 vienotās atommasas vienības (u).
1 u = 1,66 x 10-27 kg.
Viena C oglekļa atoma (C) masa = 12,0000 u, viena ūdeņraža atoma (H) masa = 1,0078 u, viena skābekļa atoma (O) masa = 15,9994 u, viena nātrija atoma masa = 22,9897 u utt. Sīkāku informāciju par atomu masu var atrast elementu periodiskajā tabulā.
Papildus atomu masai pastāv arī tā sauktā molekulmasa. Molekulārā masa ir kopējā atomu masa, kas veido molekulu. Piemēram, sāls (NaCl) molekulmasa = viena nātrija (Na) atoma masa + viena hlora (Cl) atoma masa. Ūdens (H2O ) molekulmasa = divu ūdeņraža (H) atomu masa + viena skābekļa (O) atoma masa.
Otrkārt, Brauna kustība
Reiz sensenos laikos dzīvoja angļu biologs vārdā Roberts Brauns. Ia pētīja ūdenī ievietotus ziedputekšņus (1827). Bija redzams ūdens un ziedputekšņi. menggunakan mikroskops. 
Robert Brown sajūta bija dīvaina pēc tam, kad redzēju, ka ziedputekšņi pārvietojas paši no sevis. Dīvaini ūdens dēļ. sedans kluss, Kāpēc Ziedputekšņi pārvietojas. Ziedputekšņu kustības virziens ir patvaļīgs, bet nepārtraukts. Ia aizdomas, ka kustība ir dzīvības forma, Kur dzīvus ziedputekšņus, lai tas varētu kustēties. Taču viņa pieņēmums bija nepareizs, jo ievietojot pārvietojās arī mazas neorganiskas daļiņas, piemēram, ziedputekšņi. ke ūdenī. Šāda veida kustību sauc par ūdens kustību. BRown.
Šo atklājumu nevarēja izskaidrot līdz kinētiskās teorijas attīstībai.
Kinētiskā teorija
Kinētiskais nozīmē kustīgs ( grieķu valodā ). Kinētiskā teorija apgalvo, ka katra viela sastāv no atomiem vai molekulām, un šie atomi vai molekulas nepārtraukti pārvietojas nejaušā veidā.
Kustoties, atomi vai molekulas Biedrspunyai ātrums. Arī atomi vai molekulas Biedrspunyai masa. Jo Biedrspunyai masa (m) un ātrums (v), tad atomam vai molekulai ir kinētiskā enerģija (EK) un impulss (p). Kinētiskā enerģija: EK = 1⁄2 mv2Kamēr impulss: p = m v. Papildus impulsam ir arī spēks. Kustoties, vienmēr pastāv sadursmes iespēja. Tātad spēks rodas no impulsa izmaiņām sadursmes laikā.
Var teikt, ka kinētiskā teorija patiesībā balstās uz kinētisko enerģiju, impulsu un spēku. Šīs trīs lietas tiek pētītas kustības dinamikas priekšmetā (Ņūtona likumi, impulss un inerce). Atšķirība ir tāda, ka kinētiskajā teorijā mēs dinamiku pielietojam atomu vai molekulu līmenī. Kinētisko teoriju izstrādāja Boils (1627–1691), Daniels Bernulli (1700–1782), Džouls (1818–1889), Kronigs (1822–1879), Rūdolfs Klausiuss (1822–1888) un Klerks Maksvels (1831–1879).
Šīs kinētiskās teorijas pastāvēšana var izskaidrot Brauna atklājumu . Saskaņā ar kinētisko teoriju ziedputekšņi pārvietojas, jo tos stumj ātri kustīgas ūdens molekulas. Tā kā ir tik daudz ūdens molekulu, ziedputekšņi tiek stumti no dažādiem virzieniem.
Balstoties uz noteiktu proporciju likumu un Brauna kustības atklāšanu, zinātnieki arvien vairāk atzīst atomu teoriju. Atoms ir jebkuras vielas mazākā daļiņa. Tādējādi atomiem ir izmērs. Cik liels ir atoms?
1905. gadā Einšteins teorētiski pētīja atomu izmērus. Balstoties uz atomu teoriju, kinētisko teoriju un eksperimentos iegūtajiem datiem, viņš atklāja, ka atoma diametrs ir aptuveni 10-10 m . Tātad atoma diametrs tika iegūts ar aprēķinu palīdzību. Atoma izmērs bija atklāts, tāpēc tika atzīta gan atomu teorija , gan kinētiskā teorija.
