Онлайн калькуляторы

На нашем сайте собрано более 100 бесплатных онлайн калькуляторов по математике, геометрии и физике.

Справочник

Основные формулы, таблицы и теоремы для учащихся. Все что нужно, чтобы сделать домашнее задание!

Заказать решение

Не можете решить контрольную?!
Мы поможем! Более 20 000 авторов выполнят вашу работу от 100 руб!

Силы взаимодействия молекул

Силы взаимодействия или молекулярные силы

Между молекулами любого вещества действуют силы взаимодействия или молекулярные силы. Эти силы имеют электромагнитную природу. Так как массы молекул очень малы, ничтожно малые силы гравитационного взаимодействия между молекулами можно не рассматривать. Каждая молекула представляет собой сложную систему, состоящую из заряженных частиц: электронов и атомных ядер. Поэтому при взаимодействии молекул одновременно действуют как силы притяжения их разноименных зарядов, так и силы отталкивания одноименных. И те, и другие с увеличением расстояния между молекулами быстро уменьшаются. Однако убывание сил отталкивания должно быть более быстрым, чем сил притяжения, в результате чего силы отталкивания будут преобладать на малых расстояниях между молекулами, а силы притяжения – на более дальних расстояниях.

На рис.1 изображена зависимость силы взаимодействия молекул от расстояния между ними. Как видно из рисунка, на очень больших расстояниях электромагнитного взаимодействия между молекулами практически нет. При сближении молекул, оставаясь в целом электрически нейтральными, молекулы будут ориентироваться таким образом, что их обращенные друг к другу стороны будут иметь разноименные заряды. В результате между молекулами будут возникать силы притяжения. При дальнейшем сближении молекул силы притяжения между ними будут возрастать. Если молекулы сблизятся до такой степени, что их электронные облака начнут заметно проникать друг в друга, то электроны и ядра различных молекул будут резко отталкиваться с силой, которая очень быстро растет с уменьшением расстояния между молекулами. На таких расстояниях будут преобладать силы отталкивания.

Зависимость силы взаимодействия молекул от  расстояния между ними

Рис.1 Зависимость силы взаимодействия молекул от расстояния между ними

Таким образом, на каждую молекулу действует сумма сил притяжения и отталкивания. На больших расстояниях преобладает сила притяжения (на расстоянии 2-3 диаметров молекулы притяжение максимально), на малых расстояниях сила отталкивания.

Существует такое расстояние между молекулами r_0, на котором силы притяжения становятся равными силам отталкивания. Такое положение молекул называется положением устойчивого равновесия.

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1
Задание Что из приведенных ниже фактов или явлений является наиболее наглядным опытным подтверждением взаимодействия между молекулами? Указать правильное утверждение:

а) растекание масла на поверхности воды;

б) расширение твердых тел, жидкостей и газов в результате нагревания;

в) наблюдение атомов и молекул с помощью электронного микроскопа;

г) возникновение сил упругости при деформациях твердых тел.

Ответ Правильным является утверждение г). Причиной возникновения сил упругости при деформациях твердых тел является взаимодействие между молекулами вещества этих тел. Силы взаимодействия между молекулами таковы, что на малых расстояниях (по сравнению с размерами самих молекул) молекулы отталкиваются, а на больших расстояниях – притягиваются. В недеформированном теле молекулы расположены на расстояниях, соответствующих устойчивому равновесию молекул, т.е. когда силы притяжения и отталкивания молекул компенсируют друг друга. Однако, когда мы растягиваем или сжимаем тело, расстояния между молекулами увеличиваются (или уменьшаются), в результате чего начинают преобладать либо силы притяжения, либо силы отталкивания, что приводит к возникновению сил упругости.
ПРИМЕР 2
Задание Почему разбитую чашку нельзя соединить так, чтобы она снова стала целой?
Ответ Для того, чтобы чашка снова стала целой, ее фрагменты нужно сблизить на такие расстояния, при которых молекулярное взаимодействие становится достаточно сильным. Практически осуществить это невозможно.
Нужна помощь с
решением задач?
Более 500 авторов онлайн и готовы помочь тебе прямо сейчас! Цена от 20 рублей за задачу. Сейчас у нас проходит акция, мы дарим 100 руб на первый заказ.