Toate moleculele unei substanțe participă la mișcarea termică, prin urmare, odată cu o schimbare a naturii mișcării termice, starea substanței și proprietățile sale se schimbă. Deci, când temperatura crește, apa fierbe, transformându-se în abur. Dacă temperatura scade, apa îngheață și se transformă dintr-un lichid într-un solid.
DEFINIȚIE
Temperatura- scalar cantitate fizica, care caracterizează gradul de încălzire al corpului.
Temperatura este o măsură a intensității mișcării termice a moleculelor și caracterizează starea echilibru termic sisteme de corpuri macroscopice: toate corpurile sistemului care se află în echilibru termic între ele au aceeași temperatură.
Se măsoară temperatura termometru. Orice termometru folosește o modificare a unui parametru macroscopic în funcție de schimbarea temperaturii.
Unitatea de măsură a temperaturii în SI este gradul Kelvin (K). Formula pentru trecerea de la scara Celsius la scara de temperatură Kelvin (scara absolută) este:
unde este temperatura în Celsius.
Temperatura minimă corespunde cu zero pe o scară absolută. La zero absolut mișcarea termică moleculele se opresc.
Cu cât temperatura corpului este mai mare, cu atât viteza de mișcare termică a moleculelor este mai mare și, în consecință, energia moleculelor corpului este mai mare. Astfel, temperatura servește ca măsură a energiei cinetice a mișcării termice a moleculelor.
Viteza pătrată medie a moleculelor
Viteza pătrată medie a moleculelor este calculată prin formula:
unde este constanta Boltzmann, J/K.
Energia cinetică medie de mișcare a unei molecule
Energia cinetică medie a mișcării unei molecule:
Semnificația fizică a constantei Boltzmann constă în faptul că această constantă determină relația dintre temperatura unei substanțe și energia mișcării termice a moleculelor acestei substanțe.
Este important de reținut că energia medie a mișcării termice a moleculelor depinde numai de temperatura gazului. La o anumită temperatură, energia cinetică medie a mișcării haotice de translație a moleculelor nu depinde nici de compoziție chimică gaz, nici asupra masei moleculelor, nici asupra presiunii gazului, nici asupra volumului ocupat de gaz.
Exemple de rezolvare a problemelor
EXEMPLUL 1
| Exercițiu | Care este energia cinetică medie a moleculelor de argon dacă temperatura gazului este C? |
| Soluţie | Energia cinetică medie a moleculelor de gaz este determinată de formula: constanta lui Boltzmann. Să calculăm: |
| Răspuns | Energia cinetică medie a moleculelor de argon la o temperatură dată J. |
EXEMPLUL 2
| Exercițiu | Cu ce procent va crește energia cinetică medie a moleculelor de gaz atunci când temperatura acestuia se schimbă de la 7 la ? |
| Soluţie | Energia cinetică medie a moleculelor de gaz este determinată de relația: Modificarea energiei cinetice medii datorată schimbării temperaturii: Modificarea procentuală a energiei: Să convertim unitățile în sistemul SI: . Să calculăm: |
| Răspuns | Energia cinetică medie a moleculelor de gaz va crește cu 10%. |
EXEMPLUL 3
| Exercițiu | De câte ori este viteza pătrată medie a unei particule de praf cu greutatea în kg suspendată în aer mai mică decât viteza pătrată medie a moleculelor de aer? |
| Soluţie | Viteza pătrată medie a unui bob de praf:
Viteza RMS a unei molecule de aer:
Masa moleculei de aer: |
[Testul de fizică 24] Forțe de interacțiune intermoleculară. Starea agregată a materiei. Natura mișcării termice a moleculelor din corpurile solide, lichide, gazoase și modificarea acesteia odată cu creșterea temperaturii. Dilatare termica tel. Expansiunea liniară a solidelor la încălzire. Expansiunea termică volumetrică a solidelor și lichidelor. Tranziții între stările agregate. Căldura de tranziție de fază. Echilibrul de faze. Ecuația de echilibru termic.
Forțe de interacțiune intermoleculară.
Interacțiunea intermoleculară este de natură electrică. Între eleacționează forțele de atracție și repulsie, care scad rapid odată cu creștereadistanțe dintre molecule.Forțele respingătoare acționeazădoar la distante foarte scurte.În practică, comportamentul materiei șistarea sa agregatădeterminat de ceea ce estedominante: forţe de atracţiesau mișcare termică haotică.Forțele domină în solideinteracțiuni, deci eiîși păstrează forma.
Starea agregată a materiei.
- capacitatea (corp solid) sau incapacitatea (lichid, gaz, plasmă) de a menține volumul și forma,
- prezența sau absența ordinului pe rază lungă (corp solid) și pe rază scurtă (lichid) și alte proprietăți.
Mișcarea termică în solide este în principal oscilativă. La mare
temperaturi, mișcarea termică intensă împiedică moleculele să se apropie unele de altele - gazoase
stare, mișcarea moleculelor este de translație și rotație. . În gaze mai mici de 1% în volum
se referă la volumul moleculelor în sine. La temperaturi intermediare
moleculele se vor mișca constant în spațiu, schimbând totuși locuri
distanța dintre ele nu este cu mult mai mare decât d - lichid. Natura mișcării moleculelor
într-un lichid este de natură oscilativă și translațională (în momentul în care acestea
sari intr-o noua pozitie de echilibru).
Dilatare termica a tel.
Mișcarea termică a moleculelor explică fenomenul de dilatare termică a corpurilor. La
amplitudinea încălzirii mișcare oscilatorie moleculele cresc, rezultând
creșterea dimensiunii corpului.
Expansiunea liniară a solidelor la încălzire.
Expansiunea liniară a unui corp rigid este descrisă prin formula: L=L0(1+at) , unde a este coeficientul de dilatare liniară ~10^-5 K^-1.
Expansiunea termică volumetrică a solidelor și lichidelor.
Expansiunea volumetrică a corpurilor este descrisă printr-o formulă similară: V = V0(1+Bt), B este coeficientul de dilatare volumetrică și B=3a.
Tranziții între stările agregate.
Substanța poate fi în stare solidă, lichidă, gazoasă. Aceste
stările se numesc stări agregate ale materiei. Substanța se poate muta din
de la o stare la alta. O trăsătură caracteristică a transformării materiei este
posibilitatea existenţei unor sisteme neomogene stabile, când substanţa poate
se află în mai multe stări de agregare simultan. Când descriem astfel de sisteme
folosiți un concept mai larg al fazei materiei. De exemplu, carbonul în solid
starea agregată poate fi în două faze diferite - diamant și grafit. fază
numită totalitatea tuturor părților sistemului, care în absența unui extern
impactul este omogen din punct de vedere fizic. Dacă mai multe faze ale unei substanţe la un dat
temperatura și presiunea există în contact una cu cealaltă și, în același timp, masa unuia
faza nu crește din cauza unei scăderi a celuilalt, atunci se vorbește de echilibru de fază.
Căldura de tranziție de fază.
Căldura de tranziție de fază- cantitatea de căldură care trebuie transmisă substanței (sau îndepărtată din ea) în timpul tranziției izobar-izoterme de echilibru a substanței de la o fază la alta (tranziție de fază de primul fel - fierbere, topire, cristalizare, transformare polimorfă, etc.).
Pentru tranzițiile de fază de al doilea fel, căldura transformării de fază este zero.
O tranziție de fază de echilibru la o presiune dată are loc la o temperatură constantă - temperatura de tranziție de fază. Căldura unei tranziții de fază este egală cu produsul dintre temperatura de tranziție de fază și diferența de entropie în cele două faze între care are loc tranziția.
Echilibrul de faze.
Mișcarea termică a moleculelor.
Cel mai convingător fapt este mișcarea browniană a moleculelor. Mișcarea browniană a moleculelor confirmă natura haotică a mișcării termice și dependența intensității acestei mișcări de temperatură. Pentru prima dată, mișcarea aleatorie a particulelor solide mici a fost observată de botanistul englez R. Brown în 1827, examinând particule solide suspendate în apă - spori de mușchi club. Atrageți atenția elevilor asupra faptului că mișcarea disputelor are loc pe linii drepte care alcătuiesc o linie întreruptă. De atunci, mișcarea particulelor într-un lichid sau gaz a fost numită brownian. Efectuați un experiment demonstrativ standard „Observarea mișcării browniene” folosind o cutie rotundă cu două pahare.
Schimbând temperatura unui lichid sau gaz, de exemplu, prin creșterea acestuia, se poate crește intensitatea mișcării browniene. O particulă browniană se mișcă sub influența impactului molecular. Explicația pentru mișcarea browniană a unei particule este că impactul moleculelor lichide sau gazoase asupra particulei nu se anulează reciproc. Teoria cantitativă a mișcării browniene a fost dezvoltată de Albert Einstein în 1905. Einstein a arătat că pătratul mediu al deplasării unei particule browniene este proporțional cu temperatura mediului, depinde de forma și dimensiunea particulei și este direct proporțional cu timpul de observare. Fizicianul francez J. Perrin a efectuat o serie de experimente care au confirmat cantitativ teoria mișcării browniene.
Calculul numărului de impacturi pe peretele vasului. Considerăm un gaz monoatomic ideal în echilibru într-un vas cu volumul V. Să evidențiem moleculele cu o viteză de la v la v + dv. Atunci numărul de molecule care se deplasează în direcția unghiurilor și cu aceste viteze va fi egal cu:
dN v,, = dN v d/4. (14,8)
Să evidențiem o suprafață elementară cu suprafața dP., pe care o vom lua ca parte a peretelui vasului. Pentru o unitate de timp, această zonă va fi atinsă de moleculele închise într-un cilindru oblic cu o bază dП și o înălțime v cos (vezi Fig. 14.3). Numărul de intersecții ale suprafeței selectate de moleculele alese de noi (numărul de impacturi asupra peretelui) pe unitatea de timp d v,, va fi egal cu produsul dintre concentrația de molecule și volumul acestui oblic cilindru:
d v,, = dП v cos dN v,, /V, (14.9)
unde V este volumul vasului care conține gazul.
Integrând expresia (14.9) asupra unghiurilor din unghiul solid 2, care corespunde unei modificări a unghiurilor și în intervalul de la 0 la /2 și, respectiv, de la 0 la 2, obținem o formulă pentru calcularea numărului total de impacturi ale moleculelor cu viteze de la v la v + dv pe perete.
Integrând expresia asupra tuturor vitezelor, obținem că numărul de impacturi ale moleculelor pe un perete cu aria dP pe unitatea de timp va fi egal cu:
. (14.11)
Având în vedere definiția viteza medie obținem că numărul de impacturi ale moleculelor pe un perete de unitate de suprafață pe unitatea de timp va fi egal cu:
= N/V
Distribuția Boltzmann, adică distribuția particulelor într-un câmp potențial extern, poate fi utilizată pentru a determina constantele utilizate în fizica moleculara. Unul dintre cele mai importante și celebre experimente din acest domeniu este lucrarea lui Perrin asupra numărului lui Avogadro. Deoarece moleculele de gaz nu sunt vizibile nici măcar printr-un microscop, au fost folosite particule browniene mult mai mari în experiment. Aceste particule au fost plasate într-o soluție în care a acționat asupra lor o forță de plutire. În acest caz, forța gravitației care acționează asupra particulelor browniene a scăzut și, astfel, distribuția particulelor de-a lungul înălțimii părea să fie întinsă. Acest lucru a făcut posibilă observarea acestei distribuții la microscop.
Una dintre dificultăți a fost obținerea de particule în suspensie de exact aceeași dimensiune și formă. Perrin a folosit particule de gumă și mastic. Frecare gummigut în apă. Perrin a primit o emulsie galben strălucitor, în care, atunci când este observată la microscop, multe granule sferice puteau fi distinse. În loc de măcinare mecanică, Perrin a tratat și guma sau masticul cu alcool, care a dizolvat aceste substanțe. Când o astfel de soluție a fost diluată cu o cantitate mare de apă, s-a obținut o emulsie din aceleași granule sferice ca în timpul măcinarii mecanice a gumei. Pentru a selecta boabe de exact aceeași dimensiune, Perrin a supus particulelor suspendate în apă la centrifugări repetate și a obținut în acest fel o emulsie foarte omogenă formată din particule sferice cu o rază de ordinul unui micrometru. După ce a procesat 1 kg de gummigut, Perrin a primit după câteva luni o fracțiune care conținea câteva decigrame de boabe de mărimea dorită. Cu această fracție au fost efectuate experimentele descrise aici.
La studierea emulsiei, a fost necesar să se facă măsurători la diferențe de înălțime neglijabile - doar câteva sutimi de milimetru. Prin urmare, distribuția înălțimii particulelor a fost studiată cu ajutorul unui microscop. O sticlă foarte subțire cu o gaură largă găurită a fost lipită de o lamă de microscop (prezentată în figură). În acest fel, s-a obținut o baie plată (cuvetă Zeiss (1816-1886)), a cărei înălțime era de aproximativ 100 µm (0,1 mm). O picătură de emulsie a fost plasată în centrul băii, care a fost imediat aplatizată cu un pahar de acoperire. Pentru a evita evaporarea, marginile lamei au fost acoperite cu parafină sau lac. Apoi, medicamentul poate fi observat timp de câteva zile sau chiar săptămâni. Preparatul a fost plasat pe platoul unui microscop așezat cu grijă în poziție orizontală. Lentila avea o mărire foarte mare, cu o adâncime mică de focalizare, astfel încât doar particulele din interiorul unui strat orizontal foarte subțire cu o grosime de ordinul unui micrometru puteau fi văzute la un moment dat. Particulele au efectuat o mișcare browniană intensă. Prin focalizarea microscopului asupra unui anume strat orizontal emulsie, a fost posibil să se numere numărul de particule din acest strat. Apoi microscopul a fost concentrat pe un alt strat și din nou a fost numărat numărul de particule browniene vizibile. În acest fel a fost posibil să se determine raportul dintre concentrațiile particulelor browniene la diferite înălțimi. Diferența de înălțime a fost măsurată cu un șurub micrometru al microscopului.
Acum să trecem la calcule specifice. Deoarece particulele browniene sunt în câmpul gravitațional și Arhimede, energia potențială a unei astfel de particule
În această formulă, p este densitatea gumei, p este densitatea lichidului, V este volumul particulei de gumă. Punctul de referință pentru energia potențială este ales în partea de jos a celulei, adică la h = 0. Scriem distribuția Boltzmann pentru un astfel de câmp sub forma
n(h) = n0e kT = n0e kT . Reamintim că n este numărul de particule pe unitate de volum la înălțimea h și n0 este numărul de particule pe unitatea de volum la înălțimea h = 0.
Numărul de bile AN vizibile prin microscop la înălțimea h este egal cu n(h)SAh, unde S este aria părții vizibile a emulsiei și Ah este adâncimea de câmp a microscopului (în experimentul lui Perrin , această valoare a fost de 1 μm). Apoi scriem raportul numărului de particule la două înălțimi h1 și h2 după cum urmează:
AN1 = ((p-p")Vg(h2 _ h1) - exp
Calculând logaritmul ambelor părți ale ecuației și efectuând calcule simple, obținem valoarea constantei Boltzmann și apoi numărul Avogadro:
k(p_p")Vg(h2 _ h1)
Când lucrezi în diverse conditiiși cu diverse emulsii, Perrin a obținut valori pentru constanta Avogadro cuprinse între 6,5 1023 și 7,2 1023 mol-1. Aceasta a fost una dintre dovezile directe ale teoriei molecular-cinetice, în valabilitatea căreia la acea vreme nu credeau toți oamenii de știință.
Energia medie a moleculelor.
Tema: Forțele interacțiunii intermoleculare. Agregat
stare a materiei. Natura mișcării termice a moleculelor din solid,
corpurile lichide și gazoase și modificarea acesteia odată cu creșterea temperaturii.
Dilatare termica a tel. Tranziții de fază. Faza de căldură
tranziții. Echilibrul de faze.
Interacțiunea intermoleculară este de natură electrică. Între ele
acționează forțele de atracție și repulsie, care scad rapid odată cu creșterea
distanțe dintre molecule.
Forțele de respingere acționează doar la distanțe foarte mici.
În practică, comportamentul unei substanțe și starea ei de agregare este determinată de ceea ce este dominant: forțe de atracție sau mișcare termică haotică.
Solidele sunt dominate de forțele de interacțiune, așa că își păstrează forma. Forțele de interacțiune depind de forma și structura moleculelor, deci nu există o singură lege pentru calcularea lor.
Cu toate acestea, dacă ne imaginăm că moleculele au o formă sferică - caracter general dependența forțelor de interacțiune de distanța dintre molecule –r este prezentată în Figura 1-a. Figura 1-b arată dependența energiei potențiale a interacțiunii moleculelor de distanța dintre ele. La o anumita distanta r0 (este diferit pentru diferite substante) Fattract.= Fretract. Energia potenţială este minimă, la rr0 predomină forţele de respingere, iar la rr0 este invers.
Figura 1-c arată tranziția energiei cinetice a moleculelor în energie potențială în timpul mișcării lor termice (de exemplu, vibrații). În toate figurile, originea coordonatelor este aliniată cu centrul uneia dintre molecule. Apropiindu-se de o altă moleculă, energia ei cinetică se transformă în energie potenţială şi atinge valoarea sa maximă la distanţele r=d. d se numește diametrul efectiv al moleculelor (distanța minimă la care se apropie centrele a două molecule.
Este clar că diametrul efectiv depinde, printre altele, de temperatură, deoarece la o temperatură mai mare moleculele se pot apropia mai mult.
La temperaturi scăzute, când energia cinetică a moleculelor este mică, acestea sunt atrase aproape și se stabilesc într-o anumită ordine - o stare solidă de agregare.
Mișcarea termică în solide este în principal oscilativă. La temperaturi ridicate, mișcarea termică intensă împiedică moleculele să se apropie unele de altele - starea gazoasă, mișcarea moleculelor este translațională și rotațională .. În gaze, mai puțin de 1% din volum cade pe volumul moleculelor în sine. La temperaturi intermediare, moleculele se vor mișca continuu în spațiu, schimbând locuri, dar distanța dintre ele nu este cu mult mai mare decât d - lichid. Natura mișcării moleculelor într-un lichid este oscilativă și translațională (în momentul în care acestea sar într-o nouă poziție de echilibru).
Mișcarea termică a moleculelor explică fenomenul de dilatare termică a corpurilor. La încălzire, amplitudinea mișcării vibraționale a moleculelor crește, ceea ce duce la o creștere a dimensiunii corpurilor.
Expansiunea liniară a unui corp rigid este descrisă prin formula:
l l 0 (1 t), unde este coeficientul de dilatare liniară 10-5 K-1. Expansiunea volumetrică a corpurilor este descrisă printr-o formulă similară: V V0 (1 t), este coeficientul de dilatare volumetrică și =3.
Substanța poate fi în stare solidă, lichidă, gazoasă. Aceste stări se numesc stări agregate ale materiei. Materia se poate schimba de la o stare la alta. O trăsătură caracteristică a transformării unei substanțe este posibilitatea existenței unor sisteme eterogene stabile, atunci când substanța poate fi în mai multe stări de agregare deodată.
Când se descriu astfel de sisteme, se folosește un concept mai larg al fazei materiei. De exemplu, carbonul în stare solidă de agregare poate fi în două faze diferite - diamant și grafit. Faza este totalitatea tuturor părților sistemului, care în absența influenței externe este omogenă din punct de vedere fizic. Dacă există mai multe faze ale unei substanțe la o anumită temperatură și presiune, în contact una cu cealaltă și, în același timp, masa unei faze nu crește din cauza scăderii celeilalte, atunci se vorbește de echilibru de fază.
Tranziția unei substanțe de la o fază la alta se numește tranziție de fază. În timpul unei tranziții de fază, are loc o schimbare calitativă bruscă (care are loc într-un interval îngust de temperatură) a proprietăților unei substanțe. Aceste tranziții sunt însoțite de o schimbare bruscă a energiei, densității și alți parametri. Există tranziții de fază de primul și al doilea fel. Tranzițiile de fază de primul fel includ topirea, solidificarea (cristalizarea), evaporarea, condensarea și sublimarea (evaporarea de la suprafața unui corp solid). Tranzițiile de fază de acest fel sunt întotdeauna asociate cu eliberarea sau absorbția de căldură, numită căldură latentă faza de tranzitie.
În timpul tranzițiilor de fază de ordinul doi, nu există o schimbare bruscă a energiei și densității. Căldura de tranziție de fază este, de asemenea, egală cu 0. Transformările în timpul unor astfel de tranziții apar imediat în întregul volum ca urmare a unei modificări. rețea cristalină la o anumită temperatură, numită punctul Curie.
Luați în considerare o tranziție de primul fel. Când corpul este încălzit, după cum s-a menționat, există o expansiune termică a corpului și, în consecință, o scădere a energiei potențiale a interacțiunii particulelor. Apare o situație când, la o anumită temperatură, relația dintre energiile potențiale și cinetice nu poate asigura echilibrul stării de fază veche și substanța trece într-o fază nouă.
Topirea este trecerea de la o stare cristalină la o stare lichidă. Q=m, căldura specifică topire, arată câtă căldură este necesară pentru a transfera 1 kg solidîn lichid la punctul de topire, măsurat în J/kg. În timpul cristalizării, cantitatea de căldură eliberată este calculată folosind aceeași formulă. Topirea și cristalizarea au loc la o anumită temperatură pentru o anumită substanță, numită punct de topire.
Evaporare. Moleculele dintr-un lichid sunt legate de forțe atractive, dar unele dintre cele mai rapide molecule pot părăsi volumul lichidului. În acest caz, energia cinetică medie a moleculelor rămase scade și lichidul se răcește. Pentru a menține evaporarea, este necesar să se furnizeze căldură: Q=rm, r este căldura specifică de vaporizare, care arată câtă căldură trebuie consumată pentru a transfera 1 kg de lichid în stare gazoasă la o temperatură constantă.
Unitate: J/kg. În timpul condensului, căldura este eliberată.
Puterea calorică a combustibilului se calculează prin formula: Q=qm.
În condiții de echilibru mecanic și termic, stările sistemelor neomogene sunt determinate prin setarea presiunii și temperaturii, deoarece acești parametri sunt aceiași pentru fiecare parte a sistemului. Experiența arată că atunci când două faze sunt în echilibru, presiunea și temperatura sunt interconectate printr-o dependență care este o curbă de echilibru de fază.
Punctele situate pe curbă descriu un sistem neomogen în care există două faze. Punctele aflate în interiorul regiunilor descriu stări omogene ale materiei.
Dacă curbele tuturor echilibrelor de fază ale unei substanțe sunt construite pe un plan, atunci o vor împărți în regiuni separate și ele însele vor converge într-un punct, care se numește punct triplu. Acest punct descrie starea materiei în care pot coexista toate cele trei faze. În figura 2 sunt construite diagrame ale stării apei.
Citeste si:
|
Unul dintre cei mai importanți parametri care caracterizează o moleculă este energia potențială minimă de interacțiune.Forțele atractive care acționează între molecule tind să condenseze o substanță, adică să-i apropie moleculele de o distanță. r 0 atunci când energia lor potențială de interacțiune este minimă și egală, dar această abordare este împiedicată de mișcarea termică haotică a moleculelor. Intensitatea acestei mișcări este determinată de energia cinetică medie a moleculei, care este de ordin kT, Unde k este constanta Boltzmann. Stări agregate substanţele depind semnificativ de raportul cantităţilor şi kT.
Să presupunem că temperatura sistemului de molecule considerat este atât de mare încât
kT>> În acest caz, mișcarea termică haotică intensă împiedică forțele de atracție să conecteze moleculele în agregate ale mai multor particule care s-au apropiat de o distanță. r 0: în timpul coliziunilor, energia cinetică mare a moleculelor va sparge cu ușurință aceste agregate în molecule constitutive și, astfel, probabilitatea formării agregatelor stabile va fi arbitrar mică. În aceste condiții, moleculele în cauză se vor afla în mod evident în stare gazoasă.
Dacă temperatura sistemului de particule este foarte scăzută, de ex. kT << молекулам, действующими силами притяжения, тепловое движение не может помешать приблизиться друг к другу на расстояние близкое к r 0 într-o anumită ordine. În acest caz, sistemul de particule va fi în stare solidă, iar energia cinetică mică a mișcării termice va forța moleculele să facă mici oscilații aleatorii în jurul anumitor poziții de echilibru (noduri rețelei cristaline).
În cele din urmă, la temperatura sistemului de particule determinată din egalitatea aproximativă kT≈ energia cinetică a mișcării termice a moleculelor, a cărei valoare este aproximativ egală cu energia potențială de atracție, nu va putea deplasa molecula la o distanță care depășește semnificativ r 0 . În aceste condiții, substanța se va afla în stare lichidă de agregare.
Astfel, o substanță, în funcție de temperatura ei și de mărimea moleculelor sale constitutive, se va afla în stare gazoasă, solidă sau lichidă.
În condiții normale, distanța dintre molecule dintr-un gaz este de zeci de ori (vezi Exemplul 1.1) mai mare decât dimensiunea lor; de cele mai multe ori se deplasează în linie dreaptă fără interacțiune și doar o parte mult mai mică a timpului, când se află la distanțe apropiate de alte molecule, interacționează cu ele, schimbând direcția mișcării lor. Astfel, în stare gazoasă, mișcarea unei molecule arată ca și cum este prezentată schematic în Fig. 7, A.
În stare solidă, fiecare moleculă (atom) a unei substanțe se află într-o poziție de echilibru (un nod al rețelei cristaline), în apropierea căreia produce mici vibrații și direcția (de exemplu, aa"în fig. 7, b) și amplitudinea acestor oscilații se schimbă aleatoriu (de exemplu, în direcția bb") după un timp mult mai mare decât perioada acestor oscilaţii; frecvențele de vibrație ale moleculelor în cazul general nu sunt aceleași. Vibrațiile unei molecule individuale a unui corp solid sunt prezentate în termeni generali în fig. 7, b.
Moleculele unui solid sunt împachetate atât de strâns încât distanța dintre ele este aproximativ egală cu diametrul lor, adică. distanţă r 0 în fig. 3. Se știe că densitatea stării lichide este cu aproximativ 10% mai mică decât densitatea stării solide, toate celelalte lucruri fiind egale. Prin urmare, distanța dintre moleculele în stare lichidă este ceva mai mare r 0 . Având în vedere că, în stare lichidă, moleculele au și o energie cinetică a mișcării termice mai mare, este de așteptat ca, spre deosebire de starea solidă, să își poată schimba cu ușurință locația prin efectuarea unei mișcări oscilatorii, deplasându-se pe o distanță care nu depășește semnificativ diametrul moleculei. Traiectoria mișcării unei molecule lichide arată aproximativ ca și cum este prezentată schematic în Fig. 7, în. Astfel, mișcarea unei molecule într-un lichid combină mișcarea de translație, așa cum se întâmplă într-un gaz, cu mișcarea oscilativă, care se observă într-un solid.
