Формулы по физике 10 класс: основные положения молекулярно-кинетической теории

Молекулярно-кинетическая теория (МКТ) объясняет строение и свойства вещества на основе представлений о движении и взаимодействии частиц. В таблице приведены основные формулы, изучаемые в 10 классе: расчёт количества вещества, числа частиц, массы молекул и средней кинетической энергии поступательного движения молекул.

Формулы: основные положения молекулярно-кинетической теории

Что находим	Формула	Обозначения и единицы СИ
Количество вещества	ν = N/N_A N = ν·N_A	ν — количество вещества, моль N — число молекул (частиц) вещества N_A — постоянная Авогадро (6,02·10^{23}), моль^-1
Масса одной молекулы	m₀ = m/N m₀ = M/N_A	m₀ — масса одной молекулы, кг m — масса всего вещества, кг N — число молекул вещества M — молярная масса вещества, кг/моль N_A — постоянная Авогадро, моль^-1
Количество вещества через массу и молярную массу	ν = m/M m = ν·M M = m/ν	ν — количество вещества, моль m — масса вещества, кг M — молярная масса вещества, кг/моль
Число молекул через массу и молярную массу	N = m·N_A/M	N — число молекул вещества m — масса вещества, кг N_A — постоянная Авогадро, моль^-1 M — молярная масса вещества, кг/моль
Концентрация молекул	n = N/V	n — концентрация молекул (число молекул в единице объёма), м^-3 N — число молекул V — объём вещества, м³
Связь концентрации молекул с количеством вещества	n = ν·N_A/V	n — концентрация молекул, м^-3 ν — количество вещества, моль N_A — постоянная Авогадро, моль^-1 V — объём вещества, м³
Средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул идеального газа	⟨E_к⟩ = 3·k·T/2	⟨E_к⟩ — средняя кинетическая энергия поступательного движения одной молекулы, Дж k — постоянная Больцмана (1,38·10^{-23}), Дж/К T — абсолютная температура газа, К
Связь температуры и средней кинетической энергии молекул	T = 2·⟨E_к⟩/(3·k)	T — абсолютная температура газа, К ⟨E_к⟩ — средняя кинетическая энергия поступательного движения молекулы, Дж k — постоянная Больцмана, Дж/К

Когда какую формулу применять

Для определения количества вещества по числу молекул используйте ν = N/N_A, а по массе и молярной массе — ν = m/M.
Для расчёта числа молекул по известной массе используйте N = m·N_A/M. Не путайте массу одной молекулы m₀ с массой всего вещества m.
Концентрацию молекул рассчитывайте по формуле n = N/V. Объём обязательно переводите в кубические метры.
Для определения средней кинетической энергии молекул используйте формулу ⟨E_к⟩ = 3·k·T/2. Температуру предварительно переводите из градусов Цельсия в кельвины: T = t + 273.
При расчётах следите за единицами молярной массы: если масса задана в килограммах, молярную массу необходимо выражать в кг/моль.

Пример решения задачи

В сосуде находится кислород массой 32 г. Молярная масса кислорода равна 0,032 кг/моль. Определите количество вещества и число молекул кислорода. Постоянная Авогадро N_A = 6,02·10²³ моль^-1.

Дано:

m = 32 г = 0,032 кг

M = 0,032 кг/моль

N_A = 6,02·10²³ моль^-1

Найти: ν, N.

Решение:

1. Найдём количество вещества:

ν = m/M = 0,032/0,032 = 1 моль.

2. Определим число молекул:

N = ν·N_A = 1·6,02·10²³ = 6,02·10²³ молекул.

Ответ: 6,02·10²³ молекул.