โครงสร้าง 1.1 · บทนำสู่ธรรมชาติของอนุภาคในสสาร

International Baccalaureate · IB Diploma · Chemistry · HL · หัวข้อ 1

1.1

ขอบเขตและเงื่อนไขก่อนเข้าเรียน

สนับสนุนจุดเน้นระดับสูง การประเมินครั้งแรก 2025; คำแนะนำปัจจุบันได้รับแล้ว; คู่มือเคมีเต็มรูปแบบยังไม่ได้รับ requirements ของคู่มือที่เหลือ การประเมิน และปฏิบัติยังคงเก็บไว้ตามบันทึก

สิ่งจำเป็น: อ่านปริมาณและหน่วยที่กำหนด ใช้เลขคณิตและเงื่อนไขโมเดลด้านล่าง บทเรียนแต่ละบทพัฒนาวิธีการของตนเองก่อนการถ่ายโอนแบบอิสระ

นี่คือตัวอย่างการสอนดั้งเดิมหรือที่ระบุว่าเป็นเรื่องfictional อย่างชัดเจน ไม่ใช่การวัดค่าจริงหรือการสืบสวนผู้เรียนที่ได้รับการประเมินเสร็จสมบูรณ์

คำศัพท์ ฝึกฝน

English	ไทย
absolute temperature/ˈæbsəluːt ˈtemprɪtʃə/	อุณหภูมิสัมบูรณ์ ⟦number⟧
ideal gas/aɪˈdɪəl ɡæs/	แก๊สอุดมคติ ⟦number⟧

1.2

แบบจำลองแก๊สและอุณหภูมิสัมบูรณ์

อะไรจะเป็นคำอธิบายสำหรับการสังเกตนี้?

ถังก๊าซปิดมีแรงดันเปลี่ยนเมื่อได้รับความร้อน สัดส่วนองศาเซลเซียสไม่สามารถทำนายการเปลี่ยนแปลงแรงดันได้เพราะโมเดลก๊าซใช้ อุณหภูมิสัมบูรณ์
เริ่มต้นด้วยการทำนาย ระบุปริมาณหรือลักษณะที่คุณจะเปรียบเทียบ แล้วตัดสินใจว่าหลักฐานอะไรที่จะแยกแยะคำอธิบายสองแบบได้

สร้างโมเดล

ในโมเดลแก๊สอนุภาคเคลื่อนที่แบบสุ่มและความดันเกิดจากการถ่ายโอนโมเมนตัมที่ผนัง. สมการ แก๊สอุดมคติ เชื่อมโยงความดัน ปริมาตร จำนวนสาร และอุณหภูมิสัมบูรณ์
อุณหภูมิสัมบูรณ์: อุณหภูมิบนสเกลเคลวิน; ก๊าซอุดมคติ: โมเดลก๊าซที่มีสมมติฐานการลดทอนที่กำหนดไว้ล่วงหน้า

โมเดลก๊าซและอุณหภูมิสัมบูรณ์: แผนภาพกรณีตัวอย่างเดิม

เลือกหลักฐานที่นำมาทดสอบได้

ที่จำนวนและปริมาตรคงที่ ความแปรผันตรงกับอุณหภูมิเคลวิน. ที่อุณหภูมิและจำนวนคงที่ ความแปรผันผันกับปริมาตร. ระบุปริมาณใดบ้างที่คงที่ก่อนเลือกความสัมพันธ์
ใช้ชุดอุปกรณ์ที่ได้รับการรับรองพร้อมช่วงอุณหภูมิและขีดจำกัดแรงดันที่กำหนดโดยครู อนุญาตให้ระบบเข้าสู่สมดุลความร้อนและบันทึกแรงดันเทียบกับอุณหภูมิเคลวิน ห้ามให้ความร้อนภาชนะปิดที่ดัดแปลงเองเด็ดขาด

เริ่มจากปริมาณที่ทราบแล้ว

ระบุค่าที่ทราบและหน่วยของมัน เลือกความสัมพันธ์โดยพิจารณาว่าข้อสมมติฐานสอดคล้องกับเคสนี้ แล้วจัดรูปสมการก่อนแทนค่า
ข้อมูล: ความดันคือ 100 kPa ที่ 300 K โดยมีปริมาตรและปริมาณคงที่ ที่ 330 K, p2/p1=T2/T1. p2=p1 T2/T1=100×330/300=110 kPa. การเพิ่มขึ้น 30 °C เท่ากับการเปลี่ยนแปลง 30 K แต่อัตราส่วนอุณหภูมิต้องใช้หน่วยเคลวิน

ตัวอย่าง:

ที่ปริมาตรคงที่ ความดัน 120 kPa ที่ 300 K หาความดันที่ 350 K ใช้ลำดับเดียวกัน: ปริมาณที่ทราบ → โมเดล → สมการ → แทนค่า → หน่วยและการตีความ

ตรวจสอบข้อสรุปและขอบเขต

ก๊าซอุดมคตินั้นเป็นโมเดลที่มีเงื่อนไขการใช้งาน องศาเซลเซียสศูนย์ไม่ใช่ศูนย์ของการเคลื่อนที่ระดับโมเลกุล และพลังงานภายในไม่ได้กำหนดโดยแรงดันเพียงอย่างเดียว
กลับไปที่การสังเกตเดิม อธิบายว่าผลลัพธ์นี้สนับสนุนสิ่งใด มีเงื่อนไขใดบ้าง และเป็นอย่างไรในการทดสอบคำอธิบายอื่นที่ขัดแย้งกัน

เตือน:

อัตราส่วนความดันของแก๊สสามารถใช้กับอุณหภูมิเซลเซียสได้เสมอ ข้ออ้างนี้ไม่จริง: แก๊สในอุดมคติเป็นโมเดลที่มีเงื่อนไขการใช้งาน อุณหภูมิศูนย์เซลเซียสไม่ใช่ศูนย์ของการเคลื่อนที่โมเลกุล และพลังงานภายในไม่ได้กำหนดด้วยความดันเพียงอย่างเดียว

จุดสำคัญ:

โมเดลแก๊สและอุณหภูมิสัมบูรณ์: ที่ปริมาณและปริมาตรคงที่ ความดันแปรผันตรงกับอุณหภูมิเคลวิน ที่อุณหภูมิและปริมาณคงที่ ความดันแปรผกผันกับปริมาตร ระบุตัวแปรใดที่คงที่ก่อนเลือกความสัมพันธ์