Номер 2, страница 253 - гдз по физике 10 класс учебник Грачев, Погожев

Молекулярная физика и термодинамика. Глава 7. Основы молекулярно-кинетической теории и термодинамики. Параграф 44. Масса молекул. Количество вещества. Вопросы - номер 2, страница 253.

Условие.

2. Почему массы молекул разных веществ кратны друг другу?

Решение.

2. Почему массы молекул разных веществ кратны друг другу?

Утверждение, что массы молекул разных веществ кратны друг другу, следует понимать так, что их отношение является рациональным числом (дробью, где в числителе и знаменателе — целые числа). Это является прямым следствием атомарного строения вещества.

1. Дискретность строения вещества. Все вещества состоят из молекул, которые, в свою очередь, состоят из определенного набора атомов. Число атомов каждого элемента в молекуле всегда является целым. Например, молекула воды ($H_2O$) состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода.

2. Масса молекулы. Масса молекулы равна сумме масс всех атомов, входящих в её состав. Поскольку число атомов целое, масса молекулы — это целочисленная комбинация масс составляющих её атомов.

3. Атомная единица массы. Для измерения масс атомов и молекул используется атомная единица массы (а.е.м.), которая определяется как $1/12$ массы атома изотопа углерода-12 ($^{12}C$). Массы всех остальных атомов выражаются в этих единицах и являются величинами, близкими к целым числам (это число называется массовым числом). Например, относительная атомная масса водорода ($H$) приблизительно равна 1 а.е.м., а кислорода ($O$) — 16 а.е.м.

Таким образом, масса любой молекулы, выраженная в а.е.м., будет приблизительно равна целому числу. Рассмотрим пример:

Относительная молекулярная масса воды ($H_2O$): $M_r(H_2O) = 2 \cdot A_r(H) + 1 \cdot A_r(O) \approx 2 \cdot 1 + 16 = 18$ а.е.м.

Относительная молекулярная масса аммиака ($NH_3$): $M_r(NH_3) = 1 \cdot A_r(N) + 3 \cdot A_r(H) \approx 1 \cdot 14 + 3 \cdot 1 = 17$ а.е.м.

Отношение их масс будет равно: $\frac{m(H_2O)}{m(NH_3)} \approx \frac{18}{17}$.

Это отношение является отношением двух целых чисел. Поскольку массы всех молекул можно выразить как практически целые числа в одних и тех же единицах (а.е.м.), их отношения всегда будут рациональными числами.

Ответ: Массы молекул разных веществ кратны друг другу в том смысле, что их отношение является рациональным числом. Это связано с тем, что молекулы состоят из целого числа атомов, а массы самих атомов являются практически целочисленными кратными одной и той же фундаментальной величины — атомной единицы массы.