固体、液体、気体中の粒子の特性と組織

固体中の粒子の特性。液体中の粒子の特性。気体中の粒子の特性。

固体の体積。非常に少ない運動エネルギーしか持たない密集した分子を固体と呼びます。これらは構造が非常に堅牢で、加えられた力に対して耐性があります。固体の例としては、木材、固体の氷、岩石などがあります。物が占める空間の大きさがその物の体積です。固体の体積は立方センチメートルで測定されます。固体の分子は規則的な形や不規則な形をとることがあります。

長方形の固体の場合、体積は長さ、幅、高さの積で測定できます。立方体では、すべての辺の長さは同じです。したがって、面積は各辺で等しくなります。立方体の体積は (length)³。角柱の場合、体積は底面積と高さの積です。円筒の場合、体積は円底面積と円筒の高さの積に等しくなります。ピラミッドの場合、体積は底面積と高さの積の 3 分の 1 になります。

長さ 30 センチメートル、幅 20 センチメートル、高さ 15 センチメートルの直方体の体積の例を見てみましょう。各辺が6センチメートルの立方体の体積を求めてみましょう。

固体は一般に分子として硬い形状をしており、圧縮されて化学結合によってしっかりと結合しています。これらの結合により、固体の非晶質または結晶の形状が得られます。非晶質固体では、分子は三次元構造に配置されません。例としてはゲルや金属ガラスが挙げられます。結晶固体では分子が三次元的に配列されています。例としては、ダイヤモンド、氷、食卓塩などがあります。

圧縮性。圧縮率は、圧力を加えることによって特定の固体の体積がどれだけ減少するかを測定するものです。固体分子では、本質的に圧縮率の変化や体積の変化はありません。これは、固体を構成する分子が非常に密に詰まっているためです。たとえば、レンガや木材に圧力をかけると、その体積は変化しないため、圧縮性の変化はゼロになります。

密度。密度とは、与えられた体積内の物質の質量です。固体は液体や気体よりも密度が高くなります。それは粒子が密集しているからです。密度は質量を体積で割ることで測定できます。鉄は、1立方メートルあたり7,800キログラムの密度値を持つ固体物質です。鉄の重さは 7,800 キログラムなので、その密度は標準圧力および室温付近では 1 立方メートルあたり 7,800 キログラムです。

液体の形状。液体には明確な形がありません。入っている容器の形状になります。液体の粒子は密に詰まっておらず、自由に動くため、これらの分子が自由に動き、液体の形状が変化するのです。粒子間の空間は限られています。たとえば、牛乳は液体です。入っている容器の形状になります。しかし、そのボリュームは同じままです。

音量体積は単に物質が占める空間の尺度です。液体の分子は自由に動きますが、密集しており、一定の体積を持ちます。リットルまたはミリリットル単位の容量とも呼ばれます。たとえば、ガラスに 150 ミリリットルの水を入れることができる場合。このグラスに水を入れますその容量は 150 ミリリットルです。液体の体積は、メスフラスコ、ビーカーなどの器具で測定できます。

圧縮性。液体は分子間の空間が限られているため、固体よりも圧縮性が高くなります。液体に圧力が加えられると分子の密度が変化し、限界まで圧縮されます。液体の圧縮率は固体よりも高く、気体よりも低くなります。

たとえば、容器のほぼ半分のスペースを占める液体を容器に充填します。ピストンを通して圧力が加えられると、液体は圧縮され、容器の 3 分の 1 のスペースを占めます。液体を圧縮すると密度も増加します。

密度。液体の密度は、その液体がどれくらい重いかを表す尺度です。ある種の容器に入った 2 種類の異なる液体を量ると、その液体の方が密度が高くなります。液体分子は分子間力が強いため、分子間の引力が非常に弱い気体よりも密度が高くなります。

たとえば、水の密度は 1 立方センチメートルあたり 1 グラムです。一方、蜂蜜の密度は1立方センチメートルあたり14グラムです。ここでは、水よりも多くの蜂蜜を空間に入れることができるため、蜂蜜はより密度が高くなります。これは蜂蜜の分子がより硬いためでもあります。

ガス量気体は分子間に非常に大きな空間があり、分子は自由に移動できます。気体には決まった体積がなく、気体が存在する空間の体積を占めます。二酸化炭素ガスがシリンダー内に存在する場合、シリンダーの容積が形成されます。部屋の中に設置すると、部屋の容積を占めることになります。

たとえば、分子量とモル体積の積であるガス体積をリットルまたは立方メートルの単位で測定できます。一般的に、1 モルのガスは室温で 24 立方メートルの体積を持ちます。これはモル体積とも呼ばれます。二酸化窒素ガスは室温でモル数 025 です。容量は6リットルです。

形。気体分子は明確な形を持っていません。分子間の分子間力が非常に小さいため、容器内のスペースを占有します。ガス粒子は、粒子間の引力がほとんどないかまったくない状態でランダムな動きをします。この結果、ガスは任意の体積と形状をとります。例えば、容器の中に酸素分子ガスが存在します。それは容器の形をしています。それがガラスの中にあれば、ガラスの形になります。部屋の中にある場合は、部屋の形をとっています。

圧縮性。気体分子は分子間に非常に大きな空間を持っています。圧縮率が非常に高いです。容器内のガスに圧力をかけると、非常に小さな空間に圧縮することができます。気体は液体や固体よりも圧縮性が高いです。たとえば、二酸化炭素は分子間の空間が大きいため、最も圧縮しやすい気体です。圧縮率は、気体分子の圧縮率によって気体の体積が 100 倍のうち 99 倍変化することから測定できます。

密度。ガスの密度は非常に小さいですが、非常に特定の圧力と温度で測定することができます。 STP では、ガスの質量は特定の体積を占め、密度を持ちます。気体分子は非常に大きな空間を持っているため、その密度は液体や固体よりも非常に低くなりますたとえば、ヘリウム風船は、周囲の空気よりも密度が非常に低いヘリウムガスの存在により上昇します。密度は質量を体積で割る式で測定することもできます。

分子運動理論による実在気体の挙動の記述

固体、液体、気体中の粒子の特性と組織

固体中の粒子の特性。 液体中の粒子の特性。 気体中の粒子の特性。

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