तरल शरीर। ठोस निकायों की संरचना का मॉडल
>>भौतिकी: गैसीय, तरल और ठोस निकायों की संरचना
आणविक-गतिज सिद्धांत यह समझना संभव बनाता है कि कोई पदार्थ गैसीय, तरल और ठोस अवस्था में क्यों हो सकता है।
गैसें।गैसों में, परमाणुओं या अणुओं के बीच की दूरी औसतन स्वयं अणुओं के आकार से कई गुना अधिक होती है ( अंजीर.8.5) उदाहरण के लिए, वायुमंडलीय दबाव पर, एक बर्तन का आयतन उसमें निहित अणुओं के आयतन से दसियों हज़ार गुना अधिक होता है।
गैसें आसानी से संकुचित हो जाती हैं, जबकि अणुओं के बीच की औसत दूरी कम हो जाती है, लेकिन अणु का आकार नहीं बदलता है ( अंजीर.8.6).
विशाल गति वाले अणु - सैकड़ों मीटर प्रति सेकंड - अंतरिक्ष में चलते हैं। टकराते हुए, वे बिलियर्ड गेंदों की तरह एक-दूसरे को अलग-अलग दिशाओं में उछालते हैं। गैस के अणुओं के कमजोर आकर्षण बल उन्हें एक दूसरे के पास नहीं रख पाते हैं। इसीलिए गैसें अनिश्चित काल तक फैल सकती हैं। वे न तो आकार और न ही मात्रा बनाए रखते हैं।
पोत की दीवारों पर अणुओं के कई प्रभाव गैस का दबाव बनाते हैं।
तरल पदार्थ. द्रव के अणु लगभग एक दूसरे के निकट स्थित होते हैं ( अंजीर.8.7), इसलिए एक तरल अणु एक गैस अणु से अलग व्यवहार करता है। द्रवों में, तथाकथित लघु-श्रेणी का क्रम होता है, अर्थात्, अणुओं की क्रमबद्ध व्यवस्था कई आणविक व्यास के बराबर दूरी पर संरक्षित होती है। एक अणु पड़ोसी अणुओं से टकराकर अपनी संतुलन स्थिति के बारे में दोलन करता है। केवल समय-समय पर यह एक और "कूद" करता है, संतुलन की एक नई स्थिति में गिर जाता है। इस संतुलन की स्थिति में, प्रतिकर्षण बल आकर्षण बल के बराबर होता है, अर्थात अणु का कुल अंतःक्रिया बल शून्य होता है। समय बसा हुआ जीवनपानी के अणु, यानी, कमरे के तापमान पर एक विशिष्ट संतुलन स्थिति के आसपास इसके दोलनों का समय औसतन 10 -11 सेकंड होता है। एक दोलन का समय बहुत कम होता है (10 -12 -10 -13 s)। जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, अणुओं के स्थिर जीवन का समय घटता जाता है।
तरल पदार्थों में आणविक गति की प्रकृति, पहली बार सोवियत भौतिक विज्ञानी वाई.आई. फ्रेनकेल द्वारा स्थापित, तरल पदार्थों के मूल गुणों को समझना संभव बनाती है।
तरल अणु सीधे एक दूसरे के बगल में स्थित होते हैं। आयतन में कमी के साथ, प्रतिकारक बल बहुत बड़े हो जाते हैं। यह समझाता है तरल पदार्थों की कम संपीड्यता.
जैसा कि ज्ञात है, तरल पदार्थ तरल होते हैं, यानी अपना आकार बरकरार नहीं रखते हैं. इसे इस प्रकार समझाया जा सकता है। बाहरी बल प्रति सेकंड आणविक छलांग की संख्या में विशेष रूप से बदलाव नहीं करता है। लेकिन अणुओं का एक स्थिर स्थान से दूसरे स्थान पर कूदना मुख्य रूप से बाहरी बल की दिशा में होता है ( अंजीर.8.8) इसलिए द्रव बहता है और पात्र का रूप धारण कर लेता है।
तरल और ठोस के बीच एक और महत्वपूर्ण अंतर है। एक तरल की तुलना लोगों की भीड़ से की जा सकती है, जहां अलग-अलग व्यक्ति अपनी जगह पर बेचैन होते हैं, और एक ठोस शरीर उन्हीं व्यक्तियों के पतले समूह की तरह होता है, जो ध्यान में नहीं खड़े होते हैं, लेकिन आपस में कुछ दूरी बनाए रखते हैं। . यदि हम किसी ठोस के परमाणुओं या आयनों के संतुलन की स्थिति के केंद्रों को जोड़ते हैं, तो हमें एक नियमित स्थानिक जाली मिलती है, जिसे कहा जाता है क्रिस्टलीय.
आंकड़े 8.9 और 8.10 टेबल नमक और हीरे के क्रिस्टल जाली दिखाते हैं। क्रिस्टल परमाणुओं की व्यवस्था में आंतरिक क्रम नियमित बाहरी ज्यामितीय आकृतियों की ओर ले जाता है।
चित्र 8.11 याकुटियन हीरे को दर्शाता है।
गैस दूरी मैंअणुओं के बीच अणुओं के आकार से बहुत बड़ा है r0:" एल>>आर 0
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तरल और ठोस के लिए l≈r0. द्रव के अणु अव्यवस्थित रूप से व्यवस्थित होते हैं और समय-समय पर एक स्थिर स्थिति से दूसरी स्थिति में कूदते रहते हैं।
क्रिस्टलीय ठोसों में अणुओं (या परमाणुओं) को कड़ाई से व्यवस्थित तरीके से व्यवस्थित किया जाता है।
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1. गैस असीमित विस्तार करने में सक्षम है। पृथ्वी पर वायुमंडल क्यों है?
2. गैस, द्रव और ठोस अणुओं की गति के प्रक्षेप पथ में क्या अंतर है? इन अवस्थाओं में पदार्थों के अणुओं के अनुमानित प्रक्षेप पथ बनाइए।
जी.वाई.मायाकिशेव, बी.बी.बुखोवत्सेव, एन.एन.सोत्स्की, भौतिकी ग्रेड 10
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पदार्थ की संरचना के बारे में आणविक-गतिज विचार तरल पदार्थ, गैसों और ठोस पदार्थों के गुणों की संपूर्ण विविधता की व्याख्या करते हैं। पदार्थ के कणों के बीच विद्युत चुम्बकीय संपर्क होते हैं - वे विद्युत चुम्बकीय बलों की मदद से एक दूसरे को आकर्षित और पीछे हटाते हैं। अणुओं के बीच बहुत बड़ी दूरी पर, ये बल नगण्य होते हैं।
अणुओं की परस्पर क्रिया बल
लेकिन अगर कणों के बीच की दूरी कम हो जाए तो तस्वीर बदल जाती है। तटस्थ अणु अपने आप को अंतरिक्ष में इस तरह से उन्मुख करना शुरू करते हैं कि उनकी सतहें एक-दूसरे का सामना करना शुरू कर देती हैं, संकेत में विपरीत चार्ज होने लगते हैं, और आकर्षक बल उनके बीच कार्य करना शुरू कर देते हैं। यह तब होता है जब अणुओं के केंद्रों के बीच की दूरी उनकी त्रिज्या के योग से अधिक होती है।
यदि हम अणुओं के बीच की दूरी को कम करना जारी रखते हैं, तो वे समान-आवेशित इलेक्ट्रॉन गोले की परस्पर क्रिया के परिणामस्वरूप पीछे हटने लगते हैं। यह तब होता है जब परस्पर क्रिया करने वाले अणुओं की त्रिज्याओं का योग कणों के केंद्रों के बीच की दूरी से अधिक होता है।
अर्थात् बड़ी अंतराआण्विक दूरियों पर आकर्षण प्रबल होता है और निकट दूरी पर प्रतिकर्षण प्रबल होता है। लेकिन कणों के बीच एक निश्चित दूरी होती है जब वे स्थिर संतुलन की स्थिति में होते हैं (आकर्षण बल प्रतिकर्षण की ताकतों के बराबर होते हैं)। इस स्थिति में, अणुओं में न्यूनतम संभावित ऊर्जा होती है। अणुओं में भी गतिज ऊर्जा होती है क्योंकि वे हर समय निरंतर गति में रहते हैं।
इस प्रकार, कणों के बीच संपर्क बंधन की ताकत पदार्थ की तीन अवस्थाओं को अलग करती है: ठोस, गैस और तरल, और उनके गुणों की व्याख्या करती है।
आइए पानी को एक उदाहरण के रूप में लें। पानी के कणों का आकार, आकार और रासायनिक संरचना समान रहती है, चाहे वह ठोस (बर्फ) हो या गैसीय (भाप)। लेकिन जिस तरह से ये कण चलते हैं और व्यवस्थित होते हैं वह प्रत्येक राज्य के लिए अलग होता है।
एसएनएफ
ठोस अपनी संरचना बनाए रखते हैं और बल से विभाजित या तोड़े जा सकते हैं। आप टेबल से नहीं गुजर सकते क्योंकि आप और टेबल दोनों ठोस हैं। ठोस कणों में पदार्थ की तीन पारंपरिक अवस्थाओं की ऊर्जा की मात्रा सबसे कम होती है। कणों को उनके बीच बहुत कम जगह के साथ एक विशिष्ट संरचनात्मक अनुक्रम में व्यवस्थित किया जाता है।
वे संतुलन में एक साथ रखे जाते हैं और केवल कंपनएक निश्चित स्थिति के आसपास। नतीजतन, ठोस हैं उच्च घनत्वतथा निश्चित आकार और मात्रा।यदि एक मेज को कुछ दिनों के लिए अकेला छोड़ दिया जाए, तो वह फैलती नहीं है, और पूरे फर्श पर लकड़ी की एक पतली परत कमरे को नहीं भरेगी!
तरल पदार्थ
एक ठोस की तरह, एक तरल में कण एक साथ पैक किए जाते हैं, लेकिन बेतरतीब ढंग से व्यवस्थित होते हैं। ठोस के विपरीत, एक व्यक्ति तरल से गुजर सकता है, यह कणों के बीच अभिनय करने वाले आकर्षक बल के कमजोर होने के कारण होता है। एक तरल में, कण एक दूसरे के सापेक्ष गति कर सकते हैं।
द्रवों का आयतन निश्चित होता है, लेकिन आकार निश्चित नहीं होता। वे होंगे गुरुत्वाकर्षण प्रवाह. लेकिन कुछ तरल पदार्थ दूसरों की तुलना में अधिक चिपचिपे होते हैं। एक चिपचिपा तरल में, अणुओं के बीच की बातचीत अधिक मजबूत होती है।
तरल अणुओं में एक ठोस शरीर की तुलना में बहुत अधिक गतिज ऊर्जा (गति की ऊर्जा) होती है, लेकिन गैस की तुलना में बहुत कम होती है।
गैसों
गैसों में कण बहुत दूर होते हैं और बेतरतीब ढंग से व्यवस्थित होते हैं। पदार्थ की इस अवस्था में सबसे अधिक गतिज ऊर्जा होती है, क्योंकि कणों के बीच व्यावहारिक रूप से कोई आकर्षक बल नहीं होता है।
गैस के अणु सभी दिशाओं में निरंतर गति में होते हैं (लेकिन केवल एक सीधी रेखा में), आपस में टकराते हैं, और जिस बर्तन में वे स्थित होते हैं उसकी दीवारों से टकराते हैं - यह कारण बनता है दबाव।
गैसें किसी बर्तन के आयतन को पूरी तरह से भरने के लिए भी फैलती हैं, चाहे उसका आकार या आकार कुछ भी हो - गैसों का कोई निश्चित आकार या आयतन नहीं होता है।
1. तरल पदार्थ की संरचना का मॉडल। संतृप्त और असंतृप्त वाष्प; तापमान पर संतृप्त भाप के दबाव की निर्भरता; उबालना नमी; ओस बिंदु, आर्द्रतामापी, साइकोमीटर।
वाष्पीकरण - द्रव की मुक्त सतह से किसी भी तापमान पर होने वाला वाष्पीकरण। किसी भी तापमान पर तापीय गति के दौरान, तरल अणुओं की गतिज ऊर्जा अन्य अणुओं के साथ उनके बंधन की संभावित ऊर्जा से अधिक नहीं होती है। वाष्पीकरण तरल के ठंडा होने के साथ होता है। वाष्पीकरण दर इस पर निर्भर करती है: खुले सतह क्षेत्र, तापमान, तरल के पास अणुओं की एकाग्रता।
वाष्पीकरण- गैसीय अवस्था से द्रव अवस्था में किसी पदार्थ के संक्रमण की प्रक्रिया।
एक बंद बर्तन में एक स्थिर तापमान पर एक तरल के वाष्पीकरण से गैसीय अवस्था में वाष्पित पदार्थ के अणुओं की सांद्रता में क्रमिक वृद्धि होती है। वाष्पीकरण की शुरुआत के कुछ समय बाद, गैसीय अवस्था में पदार्थ की सांद्रता ऐसे मूल्य तक पहुंच जाएगी जिस पर तरल में लौटने वाले अणुओं की संख्या एक ही समय में तरल छोड़ने वाले अणुओं की संख्या के बराबर हो जाती है। स्थापित गतिशील संतुलनवाष्पीकरण और संघनन प्रक्रियाओं के बीच।
एक गैसीय अवस्था में एक पदार्थ जो एक तरल के साथ गतिशील संतुलन में होता है, कहलाता है संतृप्त भाप. (वाष्प अणुओं का एक संग्रह है जो वाष्पीकरण की प्रक्रिया में तरल छोड़ देता है।) संतृप्ति से नीचे के दबाव पर भाप को असंतृप्त कहा जाता है।
जल निकायों, मिट्टी और वनस्पतियों की सतहों से पानी के निरंतर वाष्पीकरण के साथ-साथ मनुष्यों और जानवरों के श्वसन के कारण, वातावरण में हमेशा जल वाष्प होता है। इसलिए, वायुमंडलीय दबाव शुष्क हवा के दबाव और उसमें मौजूद जलवाष्प का योग होता है। जब वायु भाप से संतृप्त होगी तो जलवाष्प का दबाव अधिकतम होगा। संतृप्त भाप, असंतृप्त भाप के विपरीत, एक आदर्श गैस के नियमों का पालन नहीं करती है। इस प्रकार, संतृप्ति वाष्प का दबाव मात्रा पर निर्भर नहीं करता है, बल्कि तापमान पर निर्भर करता है। इस निर्भरता को एक सरल सूत्र द्वारा व्यक्त नहीं किया जा सकता है, इसलिए, तापमान पर संतृप्त वाष्प दबाव की निर्भरता के एक प्रयोगात्मक अध्ययन के आधार पर, तालिकाओं को संकलित किया गया है जिनका उपयोग विभिन्न तापमानों पर इसके दबाव को निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है।
किसी दिए गए तापमान पर वायु में जलवाष्प का दाब कहलाता है पूर्ण आर्द्रता. चूंकि वाष्प का दबाव अणुओं की सांद्रता के समानुपाती होता है, इसलिए पूर्ण आर्द्रता को किसी दिए गए तापमान पर हवा में जल वाष्प के घनत्व के रूप में परिभाषित किया जा सकता है, जिसे किलोग्राम प्रति घन मीटर (पी) में व्यक्त किया जाता है।
सापेक्षिक आर्द्रताकिसी दिए गए तापमान पर हवा में जल वाष्प (या दबाव) के घनत्व का अनुपात उस पर जल वाष्प के घनत्व (या दबाव) के अनुपात को कहा जाता है एक ही तापमान, प्रतिशत के रूप में व्यक्त किया जाता है, अर्थात।
मध्य जलवायु अक्षांशों में मनुष्यों के लिए सबसे अनुकूल 40-60% की सापेक्ष आर्द्रता है।
हवा के तापमान को कम करके, इसमें वाष्प को संतृप्ति में लाना संभव है।
ओसांकउस तापमान को कहते हैं जिस पर हवा में वाष्प संतृप्त हो जाती है। जब ओस बिंदु हवा में या उन वस्तुओं पर पहुंच जाता है जिनके संपर्क में आता है, तो जल वाष्प संघनित होने लगता है। हवा की आर्द्रता निर्धारित करने के लिए, हाइग्रोमीटर और साइकोमीटर नामक उपकरणों का उपयोग किया जाता है।
1. कई प्राकृतिक घटनाएं हैं जिन्हें केवल पदार्थ की संरचना को जानकर ही समझा जा सकता है। इस तरह की घटनाओं में शामिल हैं, उदाहरण के लिए, निकायों को गर्म करने और ठंडा करने की प्रक्रिया, किसी पदार्थ का ठोस अवस्था से तरल और गैसीय अवस्था में परिवर्तन, कोहरे का बनना आदि।
प्राचीन काल से लोगों ने किस संरचना के पदार्थों पर कब्जा कर लिया है, इसका सवाल। तो, 5 वीं सी में। ई.पू. प्राचीन यूनानी विचारक डेमोक्रिटस ने सुझाव दिया कि पदार्थ में छोटे कण होते हैं जो आंखों के लिए अदृश्य होते हैं। उनका मानना था कि पदार्थ के विभाजन की एक सीमा होती है। यह अंतिम अविभाज्य कण, जो पदार्थ के गुणों को बरकरार रखता है, उसने "परमाणु" कहा। डेमोक्रिटस का यह भी मानना था कि परमाणु निरंतर गतिमान रहते हैं और पदार्थ परमाणुओं की संख्या, उनके आकार, आकार और व्यवस्था में भिन्न होते हैं।
प्राचीन विचारकों का अनुमान तुरंत वैज्ञानिक विचार में नहीं बदला। उसके कई विरोधी थे: अरस्तू, विशेष रूप से, यह मानता था कि शरीर को अनिश्चित काल तक विभाजित किया जा सकता है। इस या उस परिकल्पना की वैधता की पुष्टि केवल अनुभव द्वारा की जा सकती है; उस समय इसे पूरा करना असंभव था। इसलिए कुछ समय के लिए डेमोक्रिटस के विचारों को भुला दिया गया। वे पुनर्जागरण में लौट आए। XVII-XVIII सदियों में। गैसों के गुणों का अध्ययन किया गया, और फिर 19वीं शताब्दी में। गैसीय अवस्था में पदार्थ की संरचना के सिद्धांत का निर्माण किया गया था। पदार्थ की संरचना के सिद्धांत के विकास में एक महान योगदान रूसी वैज्ञानिक एम.वी. लोमोनोसोव (1711-1765), जो मानते थे कि पदार्थ में परमाणु होते हैं, और इन विचारों का उपयोग करते हुए, वाष्पीकरण, तापीय चालकता आदि जैसी घटनाओं की व्याख्या करने में सक्षम थे।
2. पदार्थ की संरचना का आणविक-गतिज सिद्धांत तीन प्रावधानों पर आधारित है।
पद 1. सभी पदार्थ कणों से बने होते हैं जिनके बीच अंतराल होता है।ऐसे कण अणु, परमाणु, आयन हो सकते हैं।
इस स्थिति का प्रमाण अवलोकनों और प्रयोगों के दौरान स्थापित तथ्य हैं। इस तरह के तथ्यों में निकायों की संपीड़ितता, पानी में पदार्थों की घुलनशीलता आदि शामिल हैं। इसलिए, यदि आप पानी में थोड़ा सा पेंट घोलते हैं, तो पानी रंगीन हो जाएगा। अगर इस पानी की एक बूंद दूसरे गिलास शुद्ध पानी में डाल दी जाए तो यह पानी भी रंगीन हो जाएगा, केवल इसका रंग कम संतृप्त होगा। आप इस ऑपरेशन को कई बार दोहरा सकते हैं। प्रत्येक मामले में, समाधान रंगीन होगा, पिछले वाले की तुलना में केवल अधिक हल्का। इसका मतलब है कि पेंट की एक बूंद कणों में विभाजित है। दिए गए तथ्य और वर्णित अनुभव हमें यह निष्कर्ष निकालने की अनुमति देते हैं कि शरीर ठोस नहीं हैं, वे छोटे कणों से मिलकर बने हैं।
तथ्य यह है कि पिंड ठोस नहीं हैं, और यह कि उन कणों के बीच अंतराल हैं जिनसे वे बने हैं, इस तथ्य से प्रमाणित होता है कि सिलेंडर में गैस को पिस्टन द्वारा संपीड़ित किया जा सकता है, हवा को गुब्बारे, इरेज़र या में संपीड़ित किया जा सकता है। रबर का एक टुकड़ा, ठंडा होने पर पिंड सिकुड़ जाते हैं और गर्म करने पर फैल जाते हैं। इस प्रकार, एक बिना गरम की गई गेंद एक रिंग से स्वतंत्र रूप से गुजरती है जिसका व्यास गेंद के व्यास से थोड़ा बड़ा होता है। यदि गेंद को अल्कोहल के दीपक की लौ में गर्म किया जाता है, तो वह रिंग में नहीं जाएगी।
3. ऊपर चर्चा किए गए प्रयोगों से, यह इस प्रकार है कि पदार्थ को अलग-अलग कणों में विभाजित किया जा सकता है जो इसके गुणों को बरकरार रखते हैं। हालाँकि, पदार्थ के विभाजन की एक निश्चित सीमा होती है, अर्थात। किसी पदार्थ का सबसे छोटा कण होता है जो उसके गुणों को बरकरार रखता है। एक छोटा कण जो किसी दिए गए पदार्थ के गुणों को बरकरार रखता है, बस मौजूद नहीं है।
किसी पदार्थ का वह सूक्ष्मतम कण जो अपने रासायनिक गुणों को बरकरार रखता है, अणु कहलाता है।
"रासायनिक गुण" शब्द का अर्थ निम्नलिखित है। टेबल सॉल्ट एक ऐसा पदार्थ है जो सोडियम और क्लोरीन (NaCl) का एक यौगिक है। इस यौगिक में कुछ रासायनिक गुण होते हैं, विशेष रूप से, यह किसी अन्य पदार्थ के साथ प्रतिक्रिया कर सकता है। इस मामले में, नमक क्रिस्टल और इस रासायनिक यौगिक के अणु प्रतिक्रिया में एक ही तरह से व्यवहार करेंगे। इस अर्थ में, एक अणु को किसी दिए गए पदार्थ के रासायनिक गुणों को बनाए रखने के लिए कहा जाता है।
4. जिन प्रयोगों का वर्णन किया गया है उनसे संकेत मिलता है कि अणु छोटे हैं। उन्हें नग्न आंखों से देखना असंभव है। बड़े अणुओं का व्यास लगभग 10 -8 सेमी होता है।
चूंकि अणु बहुत छोटे होते हैं, इसलिए शरीर में उनमें से बहुत सारे होते हैं। तो, हवा के 1 सेमी 3 में 27 10 18 अणु होते हैं।
अणुओं का द्रव्यमान और साथ ही इसके आयाम बहुत छोटे होते हैं। उदाहरण के लिए, एक हाइड्रोजन अणु का द्रव्यमान 3.3·10-24 ग्राम या 3.3·10-27 किग्रा है, और पानी के एक अणु का द्रव्यमान 3·10 -26 किग्रा है। एक ही पदार्थ के अणुओं का द्रव्यमान समान होता है। वर्तमान में, विभिन्न पदार्थों के अणुओं का द्रव्यमान और आकार काफी सटीक रूप से निर्धारित किया गया है।
5. अणु और भी छोटे कणों से बने होते हैं जिन्हें कहा जाता है परमाणुओं. उदाहरण के लिए, एक पानी के अणु को हाइड्रोजन और ऑक्सीजन में विभाजित किया जा सकता है। हालांकि, हाइड्रोजन और ऑक्सीजन पहले से ही अन्य पदार्थ हैं, और उनके गुण पानी से अलग हैं। रासायनिक प्रतिक्रिया के दौरान पानी के अणु को ऐसे पदार्थों में विघटित करना संभव है।
परमाणु पदार्थ का सबसे छोटा कण है जो रासायनिक अभिक्रियाओं में विखंडन से नहीं गुजरता है।
पानी के अणु में दो हाइड्रोजन परमाणु और एक ऑक्सीजन परमाणु होते हैं; एक नमक अणु एक सोडियम परमाणु और एक क्लोरीन परमाणु से बना होता है। एक चीनी अणु अधिक जटिल होता है: इसमें 6 कार्बन परमाणु, 12 हाइड्रोजन परमाणु और 6 ऑक्सीजन परमाणु होते हैं, जबकि एक प्रोटीन अणु में एक हजार परमाणु होते हैं।
ऐसे पदार्थ हैं जिनके अणुओं में सजातीय परमाणु होते हैं। उदाहरण के लिए, एक हाइड्रोजन अणु में दो हाइड्रोजन परमाणु होते हैं, एक ऑक्सीजन अणु में दो ऑक्सीजन परमाणु होते हैं।
प्रकृति में ऐसे पदार्थ होते हैं जिनमें अणु नहीं होते, बल्कि परमाणु होते हैं। उन्हें सरल कहा जाता है। ऐसे पदार्थों के उदाहरण एल्युमिनियम, लोहा, पारा, टिन आदि हैं।
कोई भी पदार्थ, चाहे वह कैसे भी प्राप्त किया जाए, उसमें समान परमाणु होते हैं। उदाहरण के लिए, बर्फ के पिघलने से, या जामुन के रस से, या नल से डाले गए पानी के अणु में दो हाइड्रोजन परमाणु और एक ऑक्सीजन परमाणु होता है। वायुमंडलीय वायु से निकाले गए या किसी रासायनिक प्रतिक्रिया के दौरान प्राप्त ऑक्सीजन अणु में दो ऑक्सीजन परमाणु होते हैं।
6. स्थिति 2. अणु निरंतर यादृच्छिक (अराजक) गति में हैं. चूंकि अणु छोटे होते हैं, इसलिए उनकी गति का प्रत्यक्ष निरीक्षण और सिद्ध करना असंभव है। हालांकि, प्रायोगिक तथ्यों और देखी गई घटनाओं की एक पूरी श्रृंखला अणुओं की गति का परिणाम है। इनमें मुख्य रूप से ब्राउनियन गति और प्रसार शामिल हैं।
7. स्थिति 3. अणु एक दूसरे के साथ परस्पर क्रिया करते हैं, उनके बीच आकर्षण और प्रतिकर्षण बल कार्य करते हैं।
टिप्पणियों से पता चलता है कि शरीर अलग-अलग अणुओं में नहीं टूटते हैं। कठोर शरीर, जैसे लकड़ी की छड़ी, धातु की छड़, को खींचना या तोड़ना मुश्किल होता है। उन्हें निचोड़ना भी मुश्किल है। बर्तन में तरल को संपीड़ित करना आसान नहीं है। गैसों को संपीड़ित करना आसान होता है, लेकिन इसके लिए आपको अभी भी कुछ प्रयास करने की आवश्यकता है।
यदि पिंड अणुओं में नहीं टूटते हैं, तो यह स्पष्ट है कि अणु एक दूसरे के प्रति आकर्षित होते हैं. पारस्परिक आकर्षण अणुओं को एक साथ रखता है।
यदि आप दो सीसे के सिलेंडर लें और उन्हें एक साथ दबाएं और फिर उन्हें छोड़ दें, तो वे अलग हो जाएंगे। यदि सिलिंडरों की सतहों को साफ किया जाता है और एक-दूसरे के खिलाफ फिर से दबाया जाता है, तो सिलेंडर "एक साथ चिपके रहेंगे"। वे अलग नहीं होंगे, भले ही कई किलोग्राम वजन वाले भार को निचले सिलेंडर से निलंबित कर दिया जाए। इस परिणाम को इस प्रकार समझाया जा सकता है: सिलेंडर एक साथ जुड़े हुए हैं क्योंकि अणुओं के बीच आकर्षक बल कार्य करते हैं।
सिलेंडरों को डिबग करने से पहले, वे अलग हो गए क्योंकि सिलेंडर की सतहों में अनियमितताएं थीं, जिन्हें डिबगिंग द्वारा हटा दिया गया था। सतहें चिकनी हो गईं, और इससे सिलेंडरों की सतहों पर स्थित अणुओं के बीच की दूरी में कमी आई जब उन्हें एक दूसरे के खिलाफ दबाया गया। फलस्वरूप, अणुओं के बीच आकर्षण बल कम दूरी पर कार्य करते हैं. ये दूरियां अणु के आकार के लगभग बराबर होती हैं। इसलिए एक कप को तोड़ना और टुकड़ों को मिलाकर एक पूरा कप बनाना असंभव है। एक छड़ी को दो भागों में तोड़ना और उन्हें एक साथ रखकर एक पूरी छड़ी प्राप्त करना असंभव है।
आकर्षक बलों के साथ, प्रतिकारक बल अणुओं के बीच कार्य करते हैं, जो अणुओं को एक दूसरे के पास आने से रोकते हैं। यह इस तथ्य की व्याख्या करता है कि निकायों को संपीड़ित करना मुश्किल है, बाहरी बल द्वारा उस पर कार्य करना बंद करने के बाद एक संपीड़ित वसंत अपना मूल आकार लेता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि जब अणु संकुचित होते हैं, तो वे एक-दूसरे के पास पहुँचते हैं और उनके बीच कार्य करने वाली प्रतिकारक शक्तियाँ बढ़ जाती हैं। वे वसंत को उसकी मूल स्थिति में लाते हैं।
जब किसी पिंड को खींचा जाता है, तो आकर्षण बल की तुलना में प्रतिकर्षण बल काफी हद तक कम हो जाता है। जब किसी पिंड को संकुचित किया जाता है, तो आकर्षण बल की तुलना में प्रतिकर्षण बल काफी हद तक बढ़ जाता है।
8. पदार्थ एकत्रीकरण की तीन अवस्थाओं में हो सकते हैं: ठोस, तरल और गैसीय। एकत्रीकरण की विभिन्न अवस्थाओं में निकायों के गुण भिन्न-भिन्न होते हैं।
तो, एक ठोस शरीर का एक निश्चित आकार और एक निश्चित आयतन होता है। संपीड़ित या खिंचाव करना मुश्किल है; यदि आप इसे निचोड़ते हैं, और फिर इसे छोड़ते हैं, तो यह, एक नियम के रूप में, अपने आकार और मात्रा को पुनर्स्थापित करता है। अपवाद कुछ पदार्थ हैं, जिनमें से ठोस अवस्था तरल पदार्थ (प्लास्टिसिन, मोम, var) के गुणों के करीब है।
तरल उस बर्तन का आकार ले लेता है जिसमें इसे डाला जाता है। इससे पता चलता है कि पृथ्वी की परिस्थितियों में तरल का अपना आकार नहीं होता है। तरल की केवल बहुत छोटी बूंदों का अपना आकार होता है - एक गेंद का आकार।
तरल की मात्रा को बदलना बेहद मुश्किल है। इसलिए, यदि आप पंप में पानी खींचते हैं, तो नीचे के छेद को बंद कर दें और पानी को संपीड़ित करने का प्रयास करें, इसके सफल होने की संभावना नहीं है। इसका मतलब है कि तरल का अपना आयतन होता है।
एक तरल के विपरीत, गैस का आयतन बदलना काफी आसान होता है। यह अपने हाथों से गेंद या गुब्बारे को निचोड़कर किया जा सकता है। गैस का अपना कोई आयतन नहीं होता है, यह उस बर्तन के पूरे आयतन पर कब्जा कर लेता है जिसमें वह स्थित है। गैस के आकार के बारे में भी यही कहा जा सकता है।
इस प्रकार, ठोसों का अपना आकार और आयतन होता है, तरल पदार्थों का अपना आयतन होता है, लेकिन उनका अपना आकार नहीं होता है, गैसों का न तो अपना आयतन होता है और न ही अपना आकार। ठोस और तरल पदार्थ को संपीड़ित करना मुश्किल होता है, गैसों को आसानी से संपीड़ित किया जा सकता है।
शरीर के इन गुणों को पदार्थ की संरचना के बारे में ज्ञान का उपयोग करके समझाया जा सकता है।
चूंकि गैसें उन्हें प्रदान किए गए संपूर्ण आयतन पर कब्जा कर लेती हैं, इसलिए यह स्पष्ट है कि गैस के अणुओं के बीच आकर्षण बल कम होते हैं। इसका मतलब है कि अणु एक दूसरे से अपेक्षाकृत बड़ी दूरी पर हैं। औसतन, वे तरल अणुओं के बीच की दूरी से दस गुना अधिक होते हैं। इसकी पुष्टि इस तथ्य से होती है कि गैसें आसानी से संपीडित होती हैं।
छोटे आकर्षक बल गैस के अणुओं की गति की प्रकृति को भी प्रभावित करते हैं। एक गैस अणु एक सीधी रेखा में तब तक चलता है जब तक कि वह दूसरे अणु से नहीं टकराता, जिसके परिणामस्वरूप वह अपनी गति की दिशा बदल देता है और अगली टक्कर तक एक सीधी रेखा में चलता रहता है।
कठोर शरीर को संपीड़ित करना मुश्किल होता है। यह इस तथ्य के कारण है कि अणु एक दूसरे के करीब हैं और उनके बीच की दूरी में एक छोटे से बदलाव के साथ, प्रतिकारक बल तेजी से बढ़ते हैं। ठोस के अणुओं के बीच अपेक्षाकृत बड़ा आकर्षण इस तथ्य की ओर ले जाता है कि वे अपना आकार और आयतन बनाए रखते हैं।
अधिकांश ठोसों के परमाणु या अणु एक निश्चित क्रम और रूप में व्यवस्थित होते हैं क्रिस्टल लैटिस. चित्र 63 टेबल नमक के क्रिस्टल जाली को दर्शाता है। क्रिस्टल जाली के नोड्स में सोडियम (Na) और क्लोरीन (Cl) परमाणु होते हैं। एक ठोस पिंड (परमाणु या अणु) के कण क्रिस्टल जाली के एक नोड के सापेक्ष दोलन करते हैं।
तरल पदार्थों में, अणु भी एक दूसरे के काफी करीब होते हैं। इसलिए, उन्हें संपीड़ित करना मुश्किल है, और उनकी अपनी मात्रा है। हालांकि, एक तरल के अणुओं के बीच आकर्षण बल इतना मजबूत नहीं होता है कि तरल अपना आकार बनाए रख सके।
तरल अणुओं की गति की प्रकृति बहुत जटिल है। वे ठोस के अणुओं की तरह व्यवस्थित नहीं हैं, बल्कि गैसों के अणुओं की तुलना में बड़े क्रम में हैं। एक द्रव के अणु अपनी साम्यावस्था की स्थिति के बारे में दोलन करते हैं, लेकिन समय के साथ ये संतुलन स्थितियाँ बदल जाती हैं।
चित्र 64 पानी के अणुओं को एकत्रीकरण की विभिन्न अवस्थाओं में दिखाता है: ठोस (c), द्रव (b), गैसीय (a)।
भाग 1
1. अणु है
1) पदार्थ का सबसे छोटा कण
2) किसी पदार्थ का एक कण जो अपने रासायनिक गुणों को बरकरार रखता है
3) किसी पदार्थ का सबसे छोटा कण जो अपने सभी गुणों को बरकरार रखता है
4) किसी पदार्थ का सबसे छोटा कण जो अपने रासायनिक गुणों को बरकरार रखता है
2. तथ्य यह है कि किसी पदार्थ के कणों के बीच अंतराल होते हैं, इसका प्रमाण है:
A. गैसों की संपीड्यता
B. पदार्थ को भागों में अलग करना
सही उत्तर
1) केवल ए
2) केवल बी
3) ए और बी दोनों
4) न तो ए और न ही बी
3. केतली में पानी के एक स्तंभ को गर्म करते समय
1) पानी के अणुओं के बीच की औसत दूरी घट जाती है
2) पानी के अणुओं के बीच औसत दूरी बढ़ जाती है
3) पानी के अणुओं का आयतन बढ़ता है
4) पानी के अणुओं का आयतन घटता है
4. अणुओं के बीच तांबे के तार को खींचते समय
1) केवल आकर्षक बल कार्य करते हैं
2) आकर्षक और प्रतिकारक बल दोनों कार्य करते हैं, लेकिन आकर्षक बल प्रतिकारक बलों से अधिक होते हैं
3) आकर्षक और प्रतिकारक दोनों बल कार्य करते हैं, लेकिन प्रतिकर्षण बल आकर्षक बलों से अधिक होते हैं
4) केवल प्रतिकर्षण बल कार्य करते हैं
5. एक कठोर लोचदार शरीर को उस पर भार रखकर संकुचित किया गया था। इस शरीर के पदार्थ के अणुओं के बीच परस्पर क्रिया की शक्तियों में कैसे परिवर्तन हुआ?
1) केवल आकर्षण बल बढ़े हैं
2) केवल प्रतिकर्षण बल में वृद्धि हुई
3) आकर्षक और प्रतिकारक बल दोनों में वृद्धि हुई है, लेकिन आकर्षक बल प्रतिकारक बलों से अधिक हो गए हैं
4) आकर्षक और प्रतिकारक दोनों बलों में वृद्धि हुई है, लेकिन प्रतिकारक बल आकर्षक बलों से अधिक हो गए हैं
6. यदि पदार्थ का अपना आकार नहीं है, लेकिन उसका अपना आयतन है, तो वह किस अवस्था में है?
1) केवल तरल में
2) केवल गैसीय में
3) तरल या गैसीय में
4) केवल ठोस में
7. पदार्थ किस अवस्था में है, यदि उसका न तो अपना आकार है और न ही अपना आयतन?
1) केवल तरल में
2) केवल गैसीय में
3) तरल या गैसीय में
4) केवल ठोस में
8. कणों की व्यवस्था में सबसे छोटा क्रम इसके लिए विशिष्ट है
1) गैसें
2) तरल पदार्थ
3) क्रिस्टलीय निकाय
4) अनाकार पिंड
9. तरल से क्रिस्टलीय अवस्था में पानी के संक्रमण के दौरान
1) अणुओं के बीच की दूरी बढ़ जाती है
2) अणु एक दूसरे को आकर्षित करने लगते हैं
3) अणुओं की व्यवस्था में सुव्यवस्था बढ़ जाती है
4) अणुओं के बीच की दूरी कम हो जाती है
10. एक कैंडी के अनाकार अवस्था से क्रिस्टलीय अवस्था में परिवर्तन के दौरान, इसकी सतह पर चीनी के क्रिस्टल बनते हैं। जिसमें
1) चीनी के अणुओं के बीच की दूरी में उल्लेखनीय वृद्धि
2) चीनी के अणु बेतरतीब ढंग से चलना बंद कर देते हैं
3) शर्करा के अणुओं की व्यवस्था में सुव्यवस्था बढ़ जाती है
4) चीनी के अणुओं के बीच की दूरी काफी कम हो जाती है
11. नीचे दिए गए कथनों की सूची में से दो सही कथनों को चुनिए और उनकी संख्याएँ तालिका में लिखिए।
1) अणु किसी पदार्थ का सबसे छोटा कण होता है।
2) द्रव और गैस द्वारा दाब का स्थानांतरण उनके अणुओं की गतिशीलता के कारण होता है।
3) एक विकृत पिंड में अणुओं के बीच आकर्षण बल प्रतिकर्षण बल के बराबर होते हैं।
4) अणुओं के बीच कम दूरी पर केवल प्रतिकर्षण बल कार्य करते हैं।
5) अणुओं के बीच परस्पर क्रिया गुरुत्वाकर्षण प्रकृति की होती है।
12. दिए गए कथनों में से दो सही कथन चुनिए और उनकी संख्याएँ तालिका में लिखिए।
1) जब एक बर्तन से दूसरे बर्तन में पानी डाला जाता है तो वह बर्तन का रूप ले लेता है।
2) द्रवों में विसरण गैसों की अपेक्षा तेज होता है।
3) किसी पदार्थ के अणु निरंतर निर्देशित गति में होते हैं।
4) किसी दिए गए तापमान पर, सभी अणु समान गति से चलते हैं।
5) पानी एक लकड़ी की मेज पर फैलता है, क्योंकि पानी के अणुओं के बीच बातचीत की ताकत पानी और लकड़ी के अणुओं के बीच बातचीत की ताकतों से कम होती है।
जवाब
गैसों, तरल पदार्थों और ठोस पदार्थों की संरचना के मॉडल
सभी पदार्थ तीन में मौजूद हो सकते हैं एकत्रीकरण की स्थिति.
गैस- एकत्रीकरण की एक अवस्था जिसमें पदार्थ का कोई निश्चित आयतन और आकार नहीं होता है। गैसों में, किसी पदार्थ के कणों को उन दूरियों पर हटा दिया जाता है जो कण के आकार से बहुत बड़ी होती हैं। कणों के बीच आकर्षण बल छोटे होते हैं और उन्हें एक दूसरे के पास नहीं रख सकते। कण परस्पर क्रिया की स्थितिज ऊर्जा शून्य मानी जाती है, अर्थात यह कण गति की गतिज ऊर्जा से काफी कम होती है। कण बेतरतीब ढंग से बिखरते हैं, उस बर्तन के पूरे आयतन पर कब्जा कर लेते हैं जिसमें गैस स्थित होती है। गैस कणों के प्रक्षेपवक्र टूटी हुई रेखाएँ हैं (एक प्रभाव से दूसरे प्रभाव में, कण समान रूप से और सीधा चलता है)। गैसों को आसानी से संपीड़ित किया जाता है।
तरल- एकत्रीकरण की एक अवस्था जिसमें किसी पदार्थ का एक निश्चित आयतन होता है, लेकिन उसका आकार बरकरार नहीं रहता है। तरल पदार्थों में, कणों के बीच की दूरी कण आकार के बराबर होती है, इसलिए तरल पदार्थों में कणों की परस्पर क्रिया बल बड़े होते हैं। कणों के परस्पर क्रिया की स्थितिज ऊर्जा उनकी गतिज ऊर्जा के बराबर होती है। लेकिन यह कणों की व्यवस्थित व्यवस्था के लिए पर्याप्त नहीं है। तरल पदार्थों में, केवल पड़ोसी कणों का पारस्परिक अभिविन्यास देखा जाता है। तरल पदार्थ के कण कुछ संतुलन स्थितियों के आसपास अराजक दोलन करते हैं और थोड़ी देर बाद अपने पड़ोसियों के साथ स्थान बदलते हैं। ये छलांग तरल पदार्थ की तरलता की व्याख्या करते हैं।
ठोस- एकत्रीकरण की एक अवस्था जिसमें किसी पदार्थ का एक निश्चित आयतन होता है और वह अपना आकार बनाए रखता है। ठोस पदार्थों में, कणों के बीच की दूरी कणों के आकार के बराबर होती है, लेकिन तरल पदार्थों की तुलना में छोटी होती है, इसलिए कणों के बीच परस्पर क्रिया बल बहुत अधिक होते हैं, जो पदार्थ को अपना आकार बनाए रखने की अनुमति देता है। कणों की परस्पर क्रिया की स्थितिज ऊर्जा उनकी गतिज ऊर्जा से अधिक होती है, इसलिए कणों की एक क्रमबद्ध व्यवस्था, जिसे क्रिस्टल जालक कहा जाता है, ठोस पदार्थों में देखी जाती है। ठोस के कण संतुलन की स्थिति (क्रिस्टल जाली का एक नोड) के आसपास अराजक दोलन करते हैं और बहुत कम ही अपने पड़ोसियों के साथ स्थान बदलते हैं। क्रिस्टल में एक विशिष्ट गुण होता है - अनिसोट्रॉपी - क्रिस्टल में दिशा की पसंद पर भौतिक गुणों की निर्भरता।