Uczeń, jak każdy człowiek, chce umieć coś zrobić samodzielnie Spisy zadań Rozwiązane zadania z fizyki szkolnej - gimnazjum i szkoły ponadgimnazjalne (licea i technika) Termodynamika – podstawy teorii kinetyczno-molekularnej.

Nauka o cieple ma długą i burzliwą historię oraz liczne "przewroty".
Komplikacje tej nauki wynikają z "ulotnego" charakteru wielkości termodynamicznych.
Do zrozumienia wielkości termodynamicznych można dojść poprzez zastosowanie wielkości mechanicznych (energia, praca, pęd). Wymaga to powiązania termodynamik z mechaniką klasyczną.

Problemem jest ogromna ilość prostych obiektów tworzących układy termodynamiczne.

Dlatego też trzeba oswoić się z wieloma liczbami dużymi i małymi.

Termodynamika – podstawy teorii kinetyczno-molekularnej.

Zadanie

Pyłek sadzy ma masę 0,01mg=0,00001g.
Ile atomów węgla jest w tym pyłku?
Jeden miligram to tysiączna część grama i milionowa część kilograma.

Masa molowa węgla jest równa 12g/mol=12kg/kmol.

Liczba Avogadra N₀=6,022•10²³mol^-1

1. Treść zadania

2.

Oznaczmy masę jednego mola (masę molową) przez µ
Masę jednego atomu węgla oznaczmy przez m₁


 

3.

Masa jednego atomu to iloraz masy molowej (masy jednego mola) przez ilość atomów w molu czyli przez liczbę Avogadra.
Ilość atomów w danej masie obliczymy dzieląc tę masę przez masę jednego atomu węgla.

4.

Jakie rozmiary ma taka porcja węgla?
Oszacujemy objętość i rozmiary ziarnka sadzy węgla (grafitu).
Masa jednorodnego ciała jest równa iloczynowi gęstości substancji tworzącej ciało i objętości ciała.


 

5.

Objętość jest niewyobrażalnie mała.
Może rozmiary będą bardziej uchwytne?
Potraktujmy ziarenko jak sześcian (idealizacja, ale chodzi nam tylko o oszacowanie).
Objętość sześcianu to krawędź sześcianu podniesiona do trzeciej potęgi.

6.

Rozmiar ziarenka jest równy ułamkowi milimetra.
A jeśli jest to kulka, to jej średnica będzie równa w przybliżeniu około podwojonej krawędzi sześcianu – chodzi nam o oszacowanie!
Uzyskujemy również ułamek milimetra.



1012.4-2010.11.14