Атомска теорија и кинетичка теорија на материјалот
Со илјадници години, античките Грци верувале дека секоја чиста супстанца (на пр., чисто злато, чисто железо 😉, итн.) е составена од атоми. Според нив, ако чистата супстанца се исече на мали парчиња, тогаш тие мали парчиња се сечат повторно, па повторно се сечат… и така натаму, ќе има најмало парче кое не може да се сече понатаму. Најмалото парче кое не може да се сече понатаму се нарекувало атом . Атом значи „не може да се подели“ (на грчки).
Во тоа време , се сметало дека атомите се неделиви. Сепак, подоцна научниците откриле електрони и атомски јадра (протони и неутрони), со што ја побиле идејата дека атомите се неделиви . Атомите се составени од електрони (негативно наелектризирани) и јадро. Електроните орбитираат околу јадрото. Внатре во јадрото се протони (позитивно наелектризирани) и неутрони (неутрални, што значи дека немаат полнеж).
Постои уште една теорија, наречена теорија на континуитет (континуирано = тековна). Оваа теорија тврди дека чистата материја може да се подели бесконечно. Според оваа теорија, не постои такво нешто како најмало парче. Најмалото парче може понатаму да се подели на помали парчиња, и така натаму, бесконечно.
Од овие две теории, која е точна? Атомската теорија или континуираната теорија?
Во физиката, секоја теорија е научно прифатена ако може да се докаже експериментално. Во 18-ти , 19-ти и 20-ти век , преку експерименти спроведени од научници, атомската теорија беше докажана како точна.
Прво, разберете го следното објаснување. Елементите се чисти супстанции кои не можат хемиски да се поделат на други супстанции, на пример, злато (Au), железо (Fe), бакар (Cu), цинк (Zn), натриум (Na), калциум (Ca), хлор (Cl), азот (N), кислород (O), водород (H) итн. Освен елементите, постојат и соединенија. Соединенијата се составени од елементи. Бидејќи се составени од елементи, соединенијата сепак можат да се поделат на елементи. Пример за соединение е водата.
Најмалиот дел од елементот е атом, додека најмалиот дел од соединението е молекула. Молекулите се состојат од атоми поврзани заедно . Чистото злато е пример за елемент. Чистото злато всушност е составено од атоми на злато (Au). Парче железо е исто така пример за елемент. Железото е составено од атоми на железо (Fe). Значи, елементот е чиста супстанца составена од ист тип на атоми.
Водата што често ја гледате, држите и пиете е составена од молекули на вода (хемиска формула H2O). Молекулите на водата се состојат од два атома на водород (H) и еден атом на кислород (O).
Еве неколку докази за атомската теорија:
Прво, законот за константни пропорции.
Законот за одредени пропорции наведува дека кога елементите се комбинираат за да формираат соединенија, добиените соединенија имаат ист масен сооднос. На пример, сол… Солта што ја гледаме е соединение составено од молекули на сол (хемиска формула NaCl). Природно, молекулите на сол секогаш се формираат од 23 делови натриум (Na) и 35 делови хлор (Cl).
Континуираната теорија не може да го објасни тоа , но атомската теорија може . Според атомската теорија, атомите се најмалиот дел од елементот , па затоа атомите имаат маса . Споредбата на масите на елементите што формираат соединение е секако поврзана со релативните маси на атомите што го формираат елементот. Врз основа на количината на секој елемент што го формира соединението, научниците ја одредуваат релативната маса на атомот. Се вели дека е релативна затоа што релативната маса на атомот на еден елемент се споредува со релативната маса на атомот на друг елемент.
Водородот е најлесниот атом, затоа се користи како референтен показател. Релативната маса на атомот на водород (H) е дадена вредност 1. Користејќи ја релативната маса на атомот на водород како референтен показател, релативната маса на атомот на јаглерод (C) е дадена вредност 12, релативната маса на атомот на кислород (O) е дадена вредност 16 и така натаму (само погледнете го периодниот систем на елементите). Релативната маса на атомот на јаглерод = 12 значи дека масата на еден атом на јаглерод е 12 пати поголема од масата на еден атом на водород (H). Релативната маса на атомот на кислород = 16 значи дека масата на еден атом на кислород е 16 пати поголема од масата на еден атом на водород (H).
Во Меѓународниот систем (SI), имаме стандард за маса, атом на платина-иридиум кој се чува во Меѓународното биро за тежини и мерки (Франција). Според меѓународен договор, масата на овој атом на платина-иридиум е 1 кг. Ова е стандардниот килограм. На атомската скала, имаме и втор стандард за маса, атомот на јаглерод-12C. Според меѓународен договор, масата на еден атом на јаглерод-12C е 12,0000 унифицирани атомски масени единици (u).
1 u = 1,66 x 10‐27 кг.
Маса од 1 атом јаглерод C (C) = 12,0000 u, маса од 1 атом водород (H) = 1,0078 u, маса од 1 атом кислород (O) = 15,9994 u, маса од 1 атом натриум = 22,9897 u и така натаму. Во врска со атомската маса, деталите може да се видат во периодниот систем на елементите.
Освен атомската маса, постои и нешто што се нарекува молекуларна маса. Молекуларната маса е вкупната маса на атомите што ја сочинуваат молекулата. На пример, молекуларната маса на солта (NaCl) = масата на еден атом на натриум (Na) + масата на еден атом на хлор (Cl). Молекуларната маса на водата (H2O ) = масата на два атома на водород (H) + масата на еден атом на кислород (O).
Второ, Брауново движење
Еднаш, одамна, живеел англиски биолог по име Роберт Браун. Ia испитувал полен ставен во вода (1827). Беа забележани вода и полен менггунакан микроскоп.
Роберт Браун се чувствував чудно откако видов дека поленот се движи сам. Чудно поради водата седанг тивок, менгапа Поленот се движи. Насоката на движење на поленот е произволна, но континуирана. Ia сомневање дека движењето е форма на живот, Каде жив полен за да може потег. Но, неговата претпоставка беше погрешна бидејќи малите неоргански честички како што е поленот, исто така, се движеа кога се вметнуваа. ke во вода. Овој вид движење се нарекува движење на водата. Bвеслање.
Ова откритие не можело да се објасни сè до развојот на кинетичката теорија.
Кинетичка теорија
Кинетичка значи движење ( грчки ). Кинетичката теорија наведува дека секоја супстанца се состои од атоми или молекули и овие атоми или молекули се движат континуирано на случаен начин.
Кога се движат, атомите или молекулите мемпуњаi брзина. Атомите или молекулите исто така мемпуњаi маса. Бидејќи мемпуњаi маса (m) и брзина (v), тогаш атомот или молекулата има кинетичка енергија (EK) и импулс (p). Кинетичка енергија: EK = 1⁄2 mv2Додека импулсот: p = m v. Освен импулсот, постои и сила. Кога се движите, секогаш постои можност за судир. Значи, силата произлегува од промената на импулсот за време на судирот.
Можеме да кажеме дека кинетичката теорија всушност се базира на кинетичка енергија, импулс и сила. Овие три работи се изучуваат во предметот динамика на движење (Њутнови закони, импулс и импулс). Разликата е во тоа што, во кинетичката теорија, ја применуваме динамиката на атомско или молекуларно ниво. Кинетичката теорија ја развиле Бојл (1627–1691), Даниел Бернули (1700–1782), Џул (1818–1889), Крониг (1822–1879), Рудолф Клаузиус (1822–1888) и Клерк Максвел (1831–1879).
Постоењето на оваа кинетичка теорија може да го објасни откритието на Браун . Според кинетичката теорија, поленот се движи затоа што е туркан од брзо движечки молекули на вода. Бидејќи има толку многу молекули на вода, поленот се турка од различни насоки.
Врз основа на законот за одредени пропорции и откривањето на Брауновото движење, атомската теорија станува сè повеќе прифатена од научниците. Атомот е најмалото парче од која било супстанца. Според тоа, атомите имаат големина. Колку е голем еден атом?
Во 1905 година, Ајнштајн теоретски ја истражувал големината на атомите. Врз основа на атомската теорија, кинетичката теорија и податоците добиени преку експерименти, тој открил дека дијаметарот на атомот е околу 10-10 m . Значи, дијаметарот на атомот е добиен преку пресметки. Големината на атомот била откриена, па затоа атомската теорија била признаена, како и кинетичката теорија.