ความแตกต่างที่สำคัญ – แบบจำลองอนุภาคของสสารกับทฤษฎีโมเลกุลจลนศาสตร์
แบบจำลองอนุภาคของสสารคือแบบจำลองที่ใช้อธิบายการจัดเรียงตัวของอะตอม โมเลกุลหรือไอออนที่มีอยู่ในวัสดุใดๆ ทฤษฎีโมเลกุลจลนศาสตร์เป็นทฤษฎีที่ใช้อธิบายคุณสมบัติทางกายภาพของก๊าซ ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างแบบจำลองอนุภาคของสสารและทฤษฎีโมเลกุลจลนศาสตร์คือ แบบจำลองอนุภาคของสสารอธิบายคุณสมบัติของเฟสของแข็ง ของเหลว และแก๊สของสสาร ในขณะที่ทฤษฎีโมเลกุลจลนศาสตร์อธิบายคุณสมบัติของก๊าซ
รูปแบบอนุภาคของสสารคืออะไร
แบบจำลองอนุภาคของสสารคือแบบจำลองที่อธิบายการจัดเรียงของอนุภาค (อะตอม โมเลกุล หรือไอออน) ในระยะหนึ่งของสสาร มีสามขั้นตอนหลักที่สสารสามารถมีอยู่ได้: เฟสของแข็ง เฟสของเหลว และแก๊ส โมเดลอนุภาคแสดงแนวคิดต่อไปนี้:
- สสารทั้งหมดถูกสร้างขึ้นจากอนุภาคขนาดเล็ก
- อนุภาคเล็กๆเหล่านี้เคลื่อนไหวตลอดเวลา
- มีช่องว่างระหว่างอนุภาคเหล่านี้
- เมื่อวัตถุถูกทำให้ร้อน การเคลื่อนที่ของอนุภาคจะเพิ่มขึ้น
รูปที่ 1: The Three Phases of Matter
โซลิดเฟส
เฟสของแข็งคือเฟสของสสารที่อนุภาค (อะตอม โมเลกุล หรือไอออนที่สร้างจากของแข็ง) ถูกกักไว้อย่างแน่นหนาดังนั้นอนุภาคจึงแน่นมาก มีช่องว่างเล็ก ๆ ระหว่างอนุภาค มีปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุลที่รุนแรงมากระหว่างอนุภาค คุณสมบัติเหล่านี้ทำให้ของแข็งมีรูปร่างเฉพาะ เนื่องจากอนุภาคถูกอัดแน่น อนุภาคจึงแสดงการเคลื่อนไหวเพียงเล็กน้อย (สามารถสังเกตการสั่นสะเทือนได้เกือบทุกครั้ง ดังนั้นอนุภาคยังคงอยู่ในตำแหน่งที่แน่นอน) เมื่อของแข็งมีรูปร่างคงที่ มันก็มีปริมาตรคงที่เช่นกัน ความหนาแน่นของของแข็งนั้นสูงมากเมื่อเทียบกับของเหลวและก๊าซ
ระยะของเหลว
เฟสของเหลวเป็นเฟสของสสารที่อนุภาคถูกอัดแน่นเข้าด้วยกัน แต่ไม่แน่นเหมือนในของแข็ง ช่องว่างระหว่างอนุภาคมีขนาดใหญ่เมื่อเทียบกับของแข็ง แต่มีขนาดเล็กเมื่อเทียบกับก๊าซ อนุภาคสามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระ ของเหลวไม่มีรูปร่างที่กำหนดไว้ ได้รูปทรงของภาชนะที่มีของเหลวอยู่ ความหนาแน่นของของเหลวน้อยกว่าของแข็งและสูงกว่าของแก๊สอย่างไรก็ตาม ของเหลวมีปริมาตรคงที่เนื่องจากอนุภาคถูกอัดแน่นเข้าด้วยกัน
ระยะแก๊ส
เฟสของแก๊สคือเฟสของสสารที่อนุภาคเคลื่อนที่อย่างต่อเนื่องในทิศทางสุ่ม ดังนั้นจึงมีช่องว่างขนาดใหญ่ระหว่างอนุภาคก๊าซ อนุภาคเหล่านี้เติมภาชนะปิดซึ่งมีก๊าซอยู่ จากนั้นก๊าซจะได้รับปริมาตรของภาชนะ ความหนาแน่นของก๊าซนั้นน้อยมากเมื่อเทียบกับของแข็งและของเหลว
ทฤษฎีโมเลกุลจลน์คืออะไร
ทฤษฎีโมเลกุลจลนศาสตร์เป็นทฤษฎีที่อธิบายคุณสมบัติทางกายภาพของก๊าซในระดับโมเลกุล แนวคิดของทฤษฎีโมเลกุลจลนศาสตร์มีดังนี้
- ก๊าซมีอนุภาคที่คงที่และเคลื่อนที่แบบสุ่ม
- อนุภาคเหล่านี้ชนกันอย่างต่อเนื่อง การชนกันนั้นยืดหยุ่นอย่างสมบูรณ์
- ปริมาตรของโมเลกุลของก๊าซนั้นเล็กน้อยมากเมื่อเทียบกับปริมาตรของภาชนะที่มีก๊าซอยู่ แต่อนุภาคเหล่านี้มีมวลมาก
- ไม่มีแรงระหว่างโมเลกุลระหว่างโมเลกุลของแก๊ส
- พลังงานจลน์เฉลี่ยของก๊าซเป็นสัดส่วนกับอุณหภูมิสัมบูรณ์ของก๊าซ
รูปที่ 2: การชนกันระหว่างอนุภาคก๊าซอย่างบริสุทธิ์
ความสัมพันธ์ระหว่างพลังงานจลน์กับความเร็วของโมเลกุลก๊าซสามารถแสดงได้ดังนี้
KE=½.mv2
โดยที่ KE คือพลังงานจลน์ m คือมวลของอนุภาคก๊าซ และ v คือความเร็วเฉลี่ยของโมเลกุลแก๊ส แต่การวัดค่าพารามิเตอร์เหล่านี้ทำได้ยาก ดังนั้นสมการจะถูกแก้ไขดังนี้
KE=3/2.kBT
โดยที่ KE เป็นพลังงานจลน์ kB คือค่าคงที่ของ Boltzmann (1.381×10-23 m2 กก s-2 K-1) และ T คืออุณหภูมิสัมบูรณ์ของแก๊ส (ในหน่วยเคลวิน) สมการนี้บ่งชี้ว่าพลังงานจลน์ของก๊าซเป็นสัดส่วนโดยตรงกับอุณหภูมิสัมบูรณ์ของก๊าซ
ความแตกต่างระหว่างแบบจำลองอนุภาคของสสารและทฤษฎีโมเลกุลจลน์คืออะไร
แบบจำลองอนุภาคของสสารกับทฤษฎีโมเลกุลจลนศาสตร์ |
|
| แบบจำลองอนุภาคของสสารคือแบบจำลองที่อธิบายการจัดเรียงของอนุภาค (อะตอม โมเลกุล หรือไอออน) ในระยะหนึ่งของสสาร | ทฤษฎีโมเลกุลจลนศาสตร์เป็นทฤษฎีที่ระบุคุณสมบัติทางกายภาพของก๊าซในระดับโมเลกุล |
| ส่วนประกอบ | |
| แบบจำลองอนุภาคของสสารอธิบายคุณสมบัติของเฟสของแข็ง ของเหลว และก๊าซของสสาร | ทฤษฎีโมเลกุลจลนศาสตร์อธิบายคุณสมบัติของก๊าซ |
| เนื้อหา | |
| แบบจำลองอนุภาคของสสารอธิบายการจัดเรียงของอนุภาคในของแข็ง ของเหลว หรือก๊าซ | ทฤษฎีโมเลกุลจลนศาสตร์อธิบายความสัมพันธ์ระหว่างพลังงานจลน์กับคุณสมบัติอื่นๆ ของก๊าซ |
Summary – แบบจำลองอนุภาคของสสารกับทฤษฎีโมเลกุลจลนศาสตร์
แบบจำลองอนุภาคและทฤษฎีโมเลกุลจลนศาสตร์อธิบายคุณสมบัติทางกายภาพที่แตกต่างกันของสสาร แบบจำลองอนุภาคคือแบบจำลองที่อธิบายการจัดเรียงของอนุภาค (อะตอม โมเลกุล หรือไอออน) ในระยะหนึ่งของสสาร ทฤษฎีโมเลกุลจลนศาสตร์อธิบายความสัมพันธ์ระหว่างพลังงานจลน์กับคุณสมบัติอื่นๆ ของก๊าซ ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างแบบจำลองอนุภาคของสสารและทฤษฎีโมเลกุลจลนศาสตร์คือ แบบจำลองอนุภาคของสสารอธิบายคุณสมบัติของเฟสของแข็ง ของเหลว และแก๊สของสสาร ในขณะที่ทฤษฎีโมเลกุลจลนศาสตร์อธิบายคุณสมบัติของก๊าซ