Номер 4, страница 4 - гдз по физике 8 класс сборник задач Исаченкова, Слесарь

В чем особенность теплового движения и взаимодействия частиц в газах?

Тепловое движение и взаимодействие частиц в газах имеют ряд ключевых особенностей, которые отличают газообразное состояние вещества от жидкого и твердого. Эти особенности лежат в основе молекулярно-кинетической теории газов.

Особенности теплового движения:

1. Хаотичность и непрерывность. Частицы газа (атомы или молекулы) находятся в постоянном, беспорядочном (хаотическом) движении. Они движутся по ломаным траекториям, прямолинейно между столкновениями с другими частицами или стенками сосуда.

2. Высокие скорости. Скорости движения частиц газа очень велики и зависят от температуры и массы частиц. Например, при комнатной температуре средняя квадратичная скорость молекул азота в воздухе составляет около 500 м/с.

3. Зависимость от температуры. Интенсивность теплового движения напрямую связана с температурой. Средняя кинетическая энергия поступательного движения частиц газа пропорциональна его абсолютной температуре: $E_k = \frac{3}{2}kT$, где $\text{k}$ – постоянная Больцмана ($k \approx 1.38 \cdot 10^{-23}$ Дж/К), а $\text{T}$ – абсолютная температура в кельвинах.

Особенности взаимодействия частиц:

1. Большие межмолекулярные расстояния. В газах средние расстояния между частицами во много раз превышают их собственные размеры. Вследствие этого объем, занимаемый самими частицами, пренебрежимо мал по сравнению с объемом сосуда.

2. Слабые силы взаимодействия. Из-за больших расстояний силы межмолекулярного притяжения и отталкивания в газах очень малы. В модели идеального газа этими силами пренебрегают, считая, что частицы взаимодействуют только в моменты кратковременных упругих столкновений.

3. Преобладание кинетической энергии над потенциальной. Кинетическая энергия хаотического движения частиц ($E_k$) значительно больше потенциальной энергии их взаимодействия ($E_p$). Это позволяет частицам легко преодолевать силы притяжения и свободно перемещаться по всему предоставленному объему.

Ответ: Особенностями теплового движения частиц в газах являются его хаотичность, непрерывность и высокие скорости, напрямую зависящие от температуры. Особенности взаимодействия заключаются в больших расстояниях между частицами и очень слабых силах притяжения, вследствие чего кинетическая энергия частиц значительно преобладает над потенциальной энергией их взаимодействия.

Какие свойства газов они определяют?

Указанные особенности движения и взаимодействия частиц определяют все основные макроскопические свойства газов:

1. Способность занимать весь предоставленный объем. Из-за непрерывного хаотичного движения и слабых сил взаимодействия частицы газа не удерживаются друг около друга и разлетаются, стремясь равномерно заполнить любой сосуд, в который они помещены. Поэтому газы не имеют собственной формы и объема.

2. Давление. Давление газа на стенки сосуда является результатом многочисленных упругих ударов хаотично движущихся частиц об эти стенки. Давление зависит от концентрации частиц и их средней кинетической энергии (т.е. температуры).

3. Низкая плотность. Так как расстояния между частицами велики, в единице объема газа содержится значительно меньше вещества, чем в том же объеме жидкости или твердого тела. Это обуславливает их низкую плотность.

4. Хорошая сжимаемость и расширяемость. Наличие больших промежутков между частицами позволяет легко сжимать газы под действием внешнего давления, уменьшая их объем. При ослаблении давления газы легко расширяются.

5. Диффузия. Беспорядочное движение частиц приводит к тому, что частицы одного вещества самопроизвольно проникают в пространство, занятое частицами другого вещества, что приводит к их перемешиванию. Это явление называется диффузией.

Ответ: Особенности движения и взаимодействия частиц определяют такие фундаментальные свойства газов, как способность занимать весь предоставленный объем, оказывать давление на стенки сосуда, иметь низкую плотность, хорошую сжимаемость и расширяемость, а также способность к диффузии.