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为什么物质密度不同.因为分子间隔大小不同吗

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:物理作业 时间:2024/07/13 13:30:52
为什么物质密度不同.因为分子间隔大小不同吗
是因为分子间隔大小吗
你提了一个很有启发性的问题!
就你的问题,我把各种物体的密度归一下类,顺便说一下我的想法!
宏观物质系统的特性都是大量微观粒子运动的集体表现,宏观物理量是相应微观物理量的统计平均值.(摘自《热力学.统计物理(汪志诚)》
以下密度用ρ表示,分子质量用M表示,分子间距用d表示,N0表示阿氏常数(一个计数的数,1mol的分子含N0个分子),∝表示正比于.
1.对于气体、液体来说,ρ=M/(N0*d^3);
2.对于固体来说:
(1)如果是非晶体并且是由小分子组成的(如沥青),ρ=M/(N0*d^3)仍近似成立;
(2)如果是晶体,还要考虑它的具体结构.但是有一点不变ρ∝M/(d^3).只不过不同类型的晶体,公式的比例系数是不同的,同种结构类型的晶体公式的比例系数一样.
(3)对于一些有机物大分子构成的固体,由于分子由好多原子组成且形状不规则,这时很难说分子间的距离是多少!但是宏观量密度无非就是(所有分子的质量)除以(这些分子所占的空间)!(这对于任何情况都成立).
下面来说你提的问题,举两个例子吧:
(1)比较氧气与熔化的硫:为什么它们的密度差得很多?(虽然它们的分子量近似一样,但是它们分子的间距差了好多,大约有几十倍啊(在同样的环境下)!结果它们的密度差了几千倍.)
(2)比较稀薄的氢气和氮气:为什么它们的密度差得很多?(由阿氏定律,只要稀薄的气体温度相同,即使不同气体,它们的间距d也近似相等!但是它们的分子量差了近7倍,它们的密度也差了7倍.)
再深入一步,M与d哪个对ρ的影响更大一些呢?应该是d.因为d的三次方出现在ρ的公式中,而M是一次方的形式影响ρ的!在这种意义下,影响密度的主要是分子间距(回过头再看看我举的那两个例子,就知道我这句话的意思了)!