Βασική Διαφορά – Μοντέλο Σωματιδίων Ύλης έναντι Κινητικής Μοριακής Θεωρίας
Το μοντέλο σωματιδίων της ύλης είναι ένα μοντέλο που χρησιμοποιείται για να εξηγήσει τη διάταξη των ατόμων, μορίων ή ιόντων που υπάρχουν σε οποιοδήποτε υλικό. Η κινητική μοριακή θεωρία είναι μια θεωρία που χρησιμοποιείται για να εξηγήσει τις φυσικές ιδιότητες ενός αερίου. Η βασική διαφορά μεταξύ του μοντέλου σωματιδίων της ύλης και της κινητικής μοριακής θεωρίας είναι ότι το μοντέλο σωματιδίων της ύλης περιγράφει τις ιδιότητες των στερεών, υγρών και αέριων φάσεων της ύλης ενώ η κινητική μοριακή θεωρία περιγράφει τις ιδιότητες των αερίων.
Τι είναι το Μοντέλο Σωματιδίων της Ύλης;
Το μοντέλο σωματιδίων της ύλης είναι ένα μοντέλο που εξηγεί τη διάταξη των σωματιδίων (άτομα, μόρια ή ιόντα) σε μια ορισμένη φάση της ύλης. Υπάρχουν τρεις κύριες φάσεις στις οποίες μπορεί να υπάρχει οποιαδήποτε ύλη: στερεή φάση, υγρή φάση και αέρια φάση. Το μοντέλο σωματιδίων εκφράζει τις ακόλουθες έννοιες:
- Όλη η ύλη αποτελείται από μικρά σωματίδια.
- Αυτά τα μικροσκοπικά σωματίδια είναι πάντα σε κίνηση.
- Υπάρχουν κενά κενά μεταξύ αυτών των σωματιδίων.
- Όταν η ύλη θερμαίνεται, η κίνηση των σωματιδίων αυξάνεται.
Εικόνα 1: Οι Τρεις Φάσεις της Ύλης
Στερεά φάση
Η στερεή φάση είναι η φάση της ύλης στην οποία τα σωματίδια (άτομα, μόρια ή ιόντα από τα οποία αποτελείται το στερεό) συγκρατούνται σφιχτά. Επομένως, τα σωματίδια είναι πολύ στενά συσκευασμένα. Υπάρχουν πολύ μικροσκοπικά κενά διαστήματα μεταξύ των σωματιδίων. Υπάρχουν πολύ ισχυρές διαμοριακές αλληλεπιδράσεις μεταξύ των σωματιδίων. Αυτά τα χαρακτηριστικά δίνουν στα στερεά ένα ιδιαίτερο σχήμα. Δεδομένου ότι τα σωματίδια είναι σφιχτά συσκευασμένα, τα σωματίδια παρουσιάζουν σχεδόν αμελητέα κίνηση (οι κραδασμοί μπορούν να παρατηρηθούν τις περισσότερες φορές, επομένως τα σωματίδια παραμένουν σε ορισμένες θέσεις). Καθώς το στερεό αποκτά σταθερό σχήμα, έχει και σταθερό όγκο. Η πυκνότητα ενός στερεού είναι πολύ υψηλή σε σύγκριση με τα υγρά και τα αέρια.
Υγρή φάση
Η υγρή φάση είναι μια φάση της ύλης στην οποία τα σωματίδια συσκευάζονται στενά μεταξύ τους, αλλά δεν είναι μια σφιχτή συσκευασία όπως στα στερεά. Τα κενά διαστήματα μεταξύ των σωματιδίων είναι μεγάλα σε σύγκριση με τα στερεά, αλλά είναι μικρά σε σύγκριση με τα αέρια. Τα σωματίδια μπορούν να κινούνται ελεύθερα. Το υγρό δεν έχει καθορισμένο σχήμα. παίρνει το σχήμα του δοχείου στο οποίο υπάρχει το υγρό. Η πυκνότητα ενός υγρού είναι μικρότερη από αυτή ενός στερεού και μεγαλύτερη από αυτή ενός αερίου. Ωστόσο, ένα υγρό έχει σταθερό όγκο αφού τα σωματίδια είναι συσκευασμένα στενά μεταξύ τους.
Φάση αερίου
Η αέρια φάση είναι μια φάση της ύλης στην οποία τα σωματίδια βρίσκονται σε συνεχή κίνηση σε τυχαίες κατευθύνσεις. Επομένως, υπάρχουν μεγάλα κενά μεταξύ των σωματιδίων αερίου. Αυτά τα σωματίδια γεμίζουν ένα κλειστό δοχείο στο οποίο υπάρχει το αέριο. Τότε το αέριο αποκτά τον όγκο του δοχείου. Η πυκνότητα ενός αερίου είναι πολύ μικρότερη σε σύγκριση με αυτή των στερεών και των υγρών.
Τι είναι η Κινητική Μοριακή Θεωρία;
Η κινητική μοριακή θεωρία είναι μια θεωρία που περιγράφει τις φυσικές ιδιότητες των αερίων στο μοριακό τους επίπεδο. Οι έννοιες της κινητικής μοριακής θεωρίας είναι οι εξής.
- Τα αέρια περιέχουν σωματίδια που βρίσκονται σε σταθερή, τυχαία κίνηση.
- Αυτά τα σωματίδια συγκρούονται μεταξύ τους συνεχώς. Οι συγκρούσεις είναι εντελώς ελαστικές.
- Ο όγκος ενός μορίου αερίου είναι αμελητέος σε σύγκριση με τον όγκο του δοχείου στο οποίο υπάρχει το αέριο. Αλλά αυτά τα σωματίδια έχουν σημαντική μάζα.
- Δεν υπάρχουν διαμοριακές δυνάμεις μεταξύ των μορίων αερίου.
- Η μέση κινητική ενέργεια του αερίου είναι ανάλογη με την απόλυτη θερμοκρασία του αερίου.
Εικόνα 2: Καθαρές συγκρούσεις μεταξύ σωματιδίων αερίου
Η σχέση μεταξύ της κινητικής ενέργειας και της ταχύτητας των μορίων αερίου μπορεί να δοθεί ως παρακάτω.
KE=½.mv2
Όπου KE είναι η κινητική ενέργεια, m είναι η μάζα ενός σωματιδίου αερίου και v είναι η μέση ταχύτητα των μορίων αερίου. Αλλά η μέτρηση αυτών των παραμέτρων είναι δύσκολη. Έτσι, η εξίσωση τροποποιείται όπως παρακάτω.
KE=3/2.kBT
Όπου KE είναι η κινητική ενέργεια, kB είναι η σταθερά του Boltzmann (1.381×10-23 m2 kg s-2 K-1), και T είναι η απόλυτη θερμοκρασία του αερίου (σε μονάδες Kelvin). Αυτή η εξίσωση δείχνει ότι η κινητική ενέργεια του αερίου είναι ευθέως ανάλογη με την απόλυτη θερμοκρασία του αερίου.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ του μοντέλου σωματιδίων της ύλης και της κινητικής μοριακής θεωρίας;
Μοντέλο σωματιδίων της ύλης εναντίον κινητικής μοριακής θεωρίας |
|
| Το μοντέλο σωματιδίων της ύλης είναι ένα μοντέλο που εξηγεί τη διάταξη των σωματιδίων (άτομα, μόρια ή ιόντα) σε μια συγκεκριμένη φάση της ύλης. | Η κινητική μοριακή θεωρία είναι μια θεωρία που υποδεικνύει τις φυσικές ιδιότητες των αερίων στο μοριακό τους επίπεδο. |
| Στοιχεία | |
| Το μοντέλο σωματιδίων της ύλης περιγράφει τις ιδιότητες των στερεών, υγρών και αερίων φάσεων της ύλης. | Η κινητική μοριακή θεωρία περιγράφει τις ιδιότητες των αερίων. |
| Περιεχόμενο | |
| Το μοντέλο σωματιδίων της ύλης εξηγεί τη διάταξη των σωματιδίων σε στερεό, υγρό ή αέριο. | Η κινητική μοριακή θεωρία εξηγεί τη σχέση μεταξύ της κινητικής ενέργειας και άλλων ιδιοτήτων ενός αερίου. |
Σύνοψη – Μοντέλο Σωματιδίων Ύλης εναντίον Κινητικής Μοριακής Θεωρίας
Το μοντέλο σωματιδίων και η κινητική μοριακή θεωρία εξηγούν διαφορετικές φυσικές ιδιότητες της ύλης. Μοντέλο σωματιδίων είναι το μοντέλο που εξηγεί τη διάταξη των σωματιδίων (άτομα, μόρια ή ιόντα) σε μια ορισμένη φάση της ύλης. Η κινητική μοριακή θεωρία περιγράφει τη σχέση μεταξύ της κινητικής ενέργειας και άλλων ιδιοτήτων ενός αερίου. Η βασική διαφορά μεταξύ του μοντέλου σωματιδίων της ύλης και της κινητικής μοριακής θεωρίας είναι ότι το μοντέλο σωματιδίων της ύλης περιγράφει τις ιδιότητες των στερεών, υγρών και αερίων φάσεων της ύλης ενώ η κινητική μοριακή θεωρία περιγράφει τις ιδιότητες των αερίων.
