Peamine erinevus – aine osakeste mudel vs kineetiline molekulaarteooria
Aine osakeste mudel on mudel, mida kasutatakse mis tahes materjalis esinevate aatomite, molekulide või ioonide paigutuse selgitamiseks. Kineetiline molekulaarteooria on teooria, mida kasutatakse gaasi füüsikaliste omaduste selgitamiseks. Peamine erinevus aine osakeste mudeli ja kineetilise molekulaarteooria vahel on see, et aine osakeste mudel kirjeldab aine tahke, vedela ja gaasilise faasi omadusi, samas kui kineetiline molekulaarteooria kirjeldab gaaside omadusi.
Mis on aine osakeste mudel?
Aine osakeste mudel on mudel, mis selgitab osakeste (aatomite, molekulide või ioonide) paigutust aine teatud faasis. Aine võib eksisteerida kolmes peamises faasis: tahke faas, vedel faas ja gaasifaas. Osakeste mudel väljendab järgmisi mõisteid:
- Kõik aine on ehitatud väikestest osakestest.
- Need pisikesed osakesed on alati liikumises.
- Nende osakeste vahel on tühjad ruumid.
- Aine kuumutamisel suureneb osakeste liikumine.
Joonis 1: Mateeria kolm faasi
Tahke faas
Tahke faas on aine faas, milles osakesed (aatomid, molekulid või ioonid, millest tahke aine koosneb) hoitakse tihed alt kinni. Seetõttu on osakesed väga tihed alt pakitud. Osakeste vahel on väga pisikesed tühjad ruumid. Osakeste vahel on väga tugev molekulidevaheline interaktsioon. Need omadused annavad tahketele ainetele kindla kuju. Kuna osakesed on tihed alt pakitud, on osakeste liikumine peaaegu tühine (enamasti võib täheldada vibratsiooni, mistõttu osakesed jäävad teatud kohtadesse). Kuna tahke aine saab kindla kuju, on sellel ka fikseeritud maht. Tahke aine tihedus on võrreldes vedelike ja gaasidega väga kõrge.
Vedelfaas
Vedelfaas on aine faas, milles osakesed on tihed alt üksteisega pakitud, kuid see ei ole tihe pakend nagu tahkete ainete puhul. Osakeste vahelised tühjad ruumid on tahkete ainetega võrreldes suured, kuid gaasidega võrreldes väikesed. Osakesed võivad vab alt liikuda. Vedelikul ei ole määratletud kuju; see saab sellise anuma kuju, milles vedelik on. Vedeliku tihedus on väiksem kui tahkel ainel ja suurem kui gaasil. Kuid vedelikul on kindel maht, kuna osakesed on tihed alt üksteisega pakitud.
Gaasifaas
Gaasifaas on aine faas, milles osakesed liiguvad pidev alt juhuslikes suundades. Seetõttu on gaasiosakeste vahel suured ruumid. Need osakesed täidavad suletud anuma, milles gaas on. Seejärel omandab gaas mahuti mahu. Gaasi tihedus on tahkete ainete ja vedelike omaga võrreldes väga väiksem.
Mis on kineetiline molekulaarteooria?
Kineetiline molekulaarteooria on teooria, mis kirjeldab gaaside füüsikalisi omadusi nende molekulaarsel tasemel. Kineetilise molekulaarteooria kontseptsioonid on järgmised.
- Gaasid sisaldavad osakesi, mis on pidevas juhuslikus liikumises.
- Need osakesed põrkuvad üksteisega pidev alt. Kokkupõrked on täiesti elastsed.
- Gaasi molekuli maht on tühine võrreldes mahuti mahuga, milles gaas on. Kuid nendel osakestel on märkimisväärne mass.
- Gaasi molekulide vahel pole molekulidevahelisi jõude.
- Gaasi keskmine kineetiline energia on võrdeline gaasi absoluutse temperatuuriga.
Joonis 2: puhtad gaasiosakeste vahelised kokkupõrked
Gaasi molekulide kineetilise energia ja kiiruse vahelise seose saab esitada järgmiselt.
KE=½.mv2
Kus KE on kineetiline energia, m on gaasiosakese mass ja v on gaasimolekulide keskmine kiirus. Kuid nende parameetrite mõõtmine on keeruline; seega võrrandit muudetakse järgmiselt.
KE=3/2.kBT
Kus KE on kineetiline energia, siis kB on Boltzmanni konstant (1.381×10-23 m2 kg s-2 K-1) ja T on gaasi absoluutne temperatuur (Kelvini ühikutes). See võrrand näitab, et gaasi kineetiline energia on otseselt võrdeline gaasi absoluutse temperatuuriga.
Mis vahe on aine osakeste mudelil ja kineetilisel molekulaarteoorial?
Aine osakeste mudel vs kineetiline molekulaarteooria |
|
| Aine osakeste mudel on mudel, mis selgitab osakeste (aatomite, molekulide või ioonide) paigutust aine teatud faasis. | Kineetiline molekulaarteooria on teooria, mis näitab gaaside füüsikalisi omadusi nende molekulaarsel tasemel. |
| Komponendid | |
| Aine osakeste mudel kirjeldab aine tahke, vedela ja gaasilise faasi omadusi. | Kineetiline molekulaarteooria kirjeldab gaaside omadusi. |
| Sisu | |
| Aine osakeste mudel selgitab osakeste paigutust tahkes, vedelikus või gaasis. | Kineetiline molekulaarteooria selgitab seost kineetilise energia ja gaasi muude omaduste vahel. |
Kokkuvõte – aine osakeste mudel vs kineetiline molekulaarteooria
Osakeste mudel ja kineetiline molekulaarteooria selgitavad aine erinevaid füüsikalisi omadusi. Osakeste mudel on mudel, mis selgitab osakeste (aatomite, molekulide või ioonide) paigutust aine teatud faasis. Kineetiline molekulaarteooria kirjeldab seost kineetilise energia ja gaasi muude omaduste vahel. Peamine erinevus aine osakeste mudeli ja kineetilise molekulaarteooria vahel on see, et aine osakeste mudel kirjeldab aine tahkete, vedelate ja gaasiliste faaside omadusi, samas kui kineetiline molekulaarteooria kirjeldab gaaside omadusi.
