Termodinamică

Structura discontinuă (discretă) a substanţei

Substanţele sunt alcătuite din atomi şi molecule.Toate corpurile, indiferent de starea de agregare, sunt alcătuite din atomi. Când se asociază

doi sau mai mulţi atomi între care se stabilesc legături chimice se formează o moleculă. Molecula este particula cea mai mică dintr-o substanţă care poate exista în stare liberă şi

care păstrează proprietăţile chimice ale substanţei din care provine.Moleculele pot fi:

- monoatomice: He, Ne, Fe;- diatomice: O2, Cl2;- poliatomice: H2O, CO2, H2SO4

Fenomenul de pătrundere (împrăştiere) a moleculelor unei substanţe printre moleculele altei substanţe fără intervenţia unei forţe exterioare se numeşte difuzie. Difuzia evidenţiază mişcarea moleculelor.

Moleculele oricărei substanţe, indiferent de starea ei de agregare, se află într-o mişcare permanentă (continuă), dezordonată, dependentă de temperatură (care se intensifică la creşterea temperaturii), numită mişcare termică sau agitaţie termică.

Mişcarea termică a moleculelor dintr-un corp macroscopic dă naştere unor fenomene fizice care se manifestă la scară macroscopică, numite fenomene termice.

Mărimi caracteristice structurii discrete a substanţei

Sistemele fizice la care ne vom referi în acest capitol sunt formate dintr-un număr enorm de particule foarte mici. De aceea se va face descrierea lor cu ajutorul unor mărimi specifice.

a. Masa atomică Ab. Masa moleculară Mc. Cantitatea de substanţă ( - niu)d. Masa molară e. Numărul lui Avogadro f. Volumul molar (volumul kilomolar) g. Concentraţia gazului h. Masa unei molecule

În 1963 s-a adoptat ca unitate de măsură pentru masele atomice, moleculare, etc. aşa numita unitate atomică de masă notată cu u.

Unitatea atomică de masă reprezintă a 12-a parte din masa izotopului de carbon .

a. Masa atomică a unui element este masa atomului său exprimată în unităţi atomice de masă . (hidrogen)(oxigen)

b. Masa moleculară a unui element este masa moleculei sale exprimată în unităţi atomice de masă.

(masa moleculară a moleculei de oxigen)(masa moleculară a moleculei de oxigen)

Concluzie: Unitatea atomică de masă s-a introdus deoarece moleculele sunt foarte mici şi masele lor nu se pot determina prin cântărire.

1

Termodinamică

c. Cantitatea de substanţă ( - niu) este o mărime fizică fundamentală în S.I. fiind o măsură a numărului de particule aflate într-un sistem fizic. Unitatea de măsură pentru cantitatea de substanţă în S.I. este molul.

d. Masa molară Masa unui mol sau kmol (kilomol) se numeşte masă molară şi se notează cu - miu. Masa molară se calculează prin produsul dintre masa atomică A dată de tabelul periodic al

elementelor al lui Mendeleev şi numărul de atomi care formează molecula.

Masa molară este o mărime derivată în S.I., fiind definită prin relaţia:

, dar pentru o exprimare mai comodă se va folosi sau .

e. Numărul lui Avogadro reprezintă numărul de molecule (atomi) dintr-un mol de substanţă, care conţin acelaşi număr de molecule.

- numărul de molecule din gaz (sau din cantitatea de substanţă) - numărul lui Avogadro, mărime fizică derivată în S.I.

- cantitatea de substanţă

f. Volumul molar (volumul kilomolar) reprezintă volumul unui mol sau kmol de gaz.Sau: Volumul ocupat de un mol se numeşte volum molar.

, unde:

- volum molar, mărime fizică derivată în S.I. - volumul sistemului (gazului) - cantitatea de substanţă

Pentru gaze aflate în condiţii normale de temperatură şi presiune, adică , (sau ) volumul molar al gazelor

se notează şi are valoarea:

Dacă nu există condiţii normale de temperatură şi presiune, atunci volumul molar se notează cu şi se calculează cu relaţia . Relaţia pentru calcularea volumului molar al substanţelor aflate în stare solidă sau lichidă adică relaţia dintre volumul molar şi densitatea

este: şi se deduce astfel:

2

niu

miu

Termodinamică

- reprezintă densitatea unei substanţe şi se defineşte prin relaţia

deci:

g. Concentraţia gazului (numărul de molecule în unitatea de volum): , unde:

- concentraţia gazului (numărul volumic) - numărul de molecule din gaz (sau din cantitatea de substanţă) sau numărul de entităţi

elementare din sistem - volumul sistemului

deci

Pentru gaze, aflate în condiţii normale de temperatură şi presiune, numărul volumic este practic independent de natura gazului, având valoarea , numită constanta (numărul) lui Loschmidt.

h. Masa unei molecule

3