Чем отличаются молекулы воды и водяного пара?

Чем отличаются молекулы воды и водяного пара?

Сами молекул ничем не отличаются, а вот расстояния между ними разные. У молекул водяного пара расстояния между молекулами во много раз больше.

Что такое молекула простыми словами?

Молекула (ударение на «е») это микроскопическая частица, состоящая из одного или нескольких атомов. … Весь наш мир состоит из молекул, которые, в свою очередь, состоят из атомов одного из 120 известных науке химических элементов. Молекулы, как правило, соединены между собой в сложные структуры именуемые кристаллами.

Что такое атомы и молекулы?

Моле́кула (новолат. molecula, уменьшительное от лат. moles — масса) — электрически нейтральная частица, образованная из двух или более связанных ковалентными связями атомов. … С точки зрения квантовой механики молекула представляет собой систему не из атомов, а из электронов и атомных ядер, взаимодействующих между собой.

Чем отличаются атомы и молекулы?

Атом состоит из ядра и электронов, которые движутся по своим орбитам вокруг ядра. Именно строением атома обуславливаются химические свойства вещества. … Молекула — это то, из чего состоит вещество. В состав молекул могут входить два и более атомов, которые между собой связаны межатомными связями.

Чем отличается от молекулы?

Атомы — это мельчайшие частицы, из которых состоит вещество. Молекулы — это также элементарные частицы, из которых состоит любое вещество. … Он имеет свою массу и размер и отвечает за свойства этого вещества, как химического элемента. Атом состоит из ядра и электронов, которые движутся по своим орбитам вокруг ядра.

Что общего у атомов и молекул и чем они различаются?

Атомы по размеру меньше молекул, они как кирпичики в молекуле, а молекулы выстраивают все вещества. Количество атомов в молекуле определяет свойства вещества. … Разница всего лишь в один атом кислорода.

Что больше молекула или бактерия Сравните размеры бактерии и молекулы?

Ответ: Бактерия состоит из молекул, а молекулы состоят из атомов. А масса молекулы водорода равна 1 атомной еденице массы, то есть 1,6.

Какой размер у молекулы?

Используя достижения современной экспериментальной техники, удалось определить линейные размеры простых атомов и молекул, которые составляют около 10-8 см. Линейные размеры сложных атомов и молекул намного больше. Например, размер молекулы белка составляет 43*10-8 см.

Что меньше электрон или молекула?

Размеры атомов и молекул ничтожны, это миллионные доли миллиметра и даже меньше. … Понятно, что молекулы больше атомов. Размеры атомов зависят от их сложности. Чем больше электронов и больше ядро атома, тем больше сам атом.

Что меньше молекула воды или воздуха?

что такое воздух это смесь газов, о каких молекулах вы говорите кислорода или азота. Они по видимому крупнее молекулы воды. Но материал создать в принципе можно, нужно к примеру ткань обработать водоотталкивающим покрытием, сделать ее гидрофобной, а газы и воздух пройдут. … Молекул воздуха не существует.

Как на Земле появился воздух?

Атмосфера Земли возникла в результате двух процессов: испарения вещества космических тел при их падении на Землю и выделения газов при вулканических извержениях (дегазация земной мантии).

Сколько процентов водорода содержится в воде?

Ответ: 11 % водорода содержит вода.

Какой размер молекулы воды?

0,28 нм

Как найти объем одной молекулы?

В таком случае для грубой оценки можно считать, что объем V некоторой массы m вещества просто равен сумме объемов содержащихся в нем молекул. Тогда объем одной молекулы мы получим, разделив объем V на число молекул N. V0=VN=VMmNA .

Какие молекулы в воде?

Вода́ (оксид водорода, гидроксид водорода) — бинарное неорганическое соединение с химической формулой h3O: молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного — кислорода, которые соединены между собой ковалентной связью.

Как найти истинный размер молекулы?

1. Цена деления прибора —
2. Молекула – это
3. Молекула характеризуется:
4. Молекулы можно увидеть с помощью:
5. Электронный микроскоп дает увеличение:
6. По фотографии вещества можно определить диаметр молекулы:
7. Истинный размер молекулы можно определить, зная увеличение микроскопа по формуле: d=D/k d=D*k d=D+k.

Каким образом можно вычислить диаметр молекулы?

Способ определение диаметра молекулы. Будем считать, что капля масла растекается по воде до тех пор, пока толщина масляной плёнки не станет равной одной молекуле, тогда диаметр одной молекулы можно определить по формуле: d=V/S, где V – объём капли масла, S — площадь масленого пятна.

Что такое способ рядов в физике?

Для определения размеров малых тел служит способ рядов: берется много маленьких тел, выкладывается на линейку в одну линию, считается число частиц в ряду. Чтобы узнать размер одной частицы — длину ряда делят на число частиц в ряду.

Как можно измерить диаметр горошины?

Для этого нужно уложить горошины в ряд и измерить длину этого ряда (например, 60 мм). Затем разделить на кол-во горошин в ряду(например, 10 штук). Получится 60 мм\10 штук=6 мм и есть диаметр горошины.

Сколько разновидностей молекул воды существует в природе?

Существует 3 вида воды.

Как образуется молекула воды?

Молекулы воды образуют друг с другом водородные связи. Частично отрицательный заряд на атоме кислорода одной молекулы притягивается к частично положительно заряженному водороду другой молекулы. Кроме того, молекулы воды также притягиваются к другим полярным молекулам и ионам.

Сколько атомов содержится в молекуле воды?

Количественный состав показывает, сколько атомов каждого вида содержится в молекуле. Пример: молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода, а молекула пероксида водорода — из двух атомов водорода и двух атомов кислорода.

Физики впервые смогли разделить воду на две разные жидкости – Москва 24, 29.05.2018

29 мая 2018, 18:00

Наука

Фото: ТАСС/YAY

Швейцарские физики впервые в истории смогли разделить воду на две разных жидкости, состоящие из двух типов молекул воды с разными свойствами. Метод их производства опубликован в журнале Nature Communications.

«Мы показали, что реакции с участием пара-воды идут на 25 процентов быстрее, чем с орто-водой, что связано с тем, как спин ядра атомов водорода влияет на вращение всей молекулы», – заявил Штефан Виллич из университета Базеля. По его словам, это позволит раскрыть механизмы, управляющие ходом реакций.

Пространственная структура и некоторые физические свойства молекул воды зависят от спина атомов водорода. Если этот показатель одинаков у обоих атомов, то молекула называется пара-водой, если они противоположны – орто-водой. Полный перечень различий между ними не известен, в 2002 году российские физики показали, что орто-вода хуже конденсируется, чем пара-вода.

Прямое превращение одной формы воды в другую запрещено законами квантовой механики. В любом стакане этой жидкости присутствуют оба типа молекул. Первые опыты показали, что разделить их было невозможно, поскольку иногда взаимодействие между группами заставляют их менять спин атомов водорода.

Решить проблему удалось после охлаждения воды до температуры, близкой к абсолютному нулю. Молекулы пара- и орто-воды сами разделились на два лагеря, не соприкасающихся друг с другом.

Для этого воду превратили в разреженный пар, который не застывает даже при сверхнизких температурах, а затем пропустили через мощный генератор электростатических полей. Так были получены два узких потока молекул, один из которых содержал в себе только пара-воду, а второй – только орто-воду.

Затем потоки столкнулись с облаком другого газа из ионов кальция и диазенилия. Последний взаимодействует с водой даже при сверхнизких температурах, отдавая ей «лишний» водород. Он стал одним из первых «межзвездных» химических соединений, открытых астрономами в космосе в последние 50 лет.

Облако и потоки воды подвергли воздействию ультрафиолета, наблюдая за взаимодействием влаги с диазенилием. Так ученые раскрыли несколько интересных свойств пара- и орто-воды. Первая вступала в реакции быстрее и активнее, что говорит о существенных различиях в их поведении и в других химических взаимодействиях.

Исследователи намерены продолжать эксперименты с чистыми формами воды, чтобы выяснить их свойства. Ученых также интересует ответ на вопрос, почему пропорции пара- и орто-воды на Земле отличаются от тех значений, которые были вычислены для других звездных систем. Эти сведения могут уточнить существующую картину формирования планеты и зарождения жизни.

Ранее японские ученые выяснили, что вязкость воды зависит от ее микроскопических структур. Наибольшую плотность они отметили у жидкости при температуре в четыре градуса Цельсия. Это в свою очередь сказывается на отклонении от норм физических свойств. Исследователи полагают открытие поможет разработчикам очистительных фильтров.

наука

Ещё больше новостей – в телеграм-канале «Москва 24». Подписывайтесь!

Новости СМИ2

7 класс Вертикальная наука

Кипение и теплота парообразования

Существует два пути испарения жидкости (перехода из жидкого состояния в газообразное): испарение и кипение. Основное различие между испарением и кипением заключается в том, где происходит испарение. Температура вещества является мерой средней кинетической энергии молекул в веществе. Но даже если средняя кинетическая энергия молекул в веществе достаточно мала, всегда найдутся молекулы с высокой энергией. При испарении эти высокоэнергетические молекулы имеют шанс отделиться от жидкого состояния и перейти в газообразное только тогда, когда они находятся вблизи поверхности жидкости. Что происходит с высокоэнергетическими молекулами в центре жидкости?

Синяя молекула имеет в двадцать пять раз большую кинетическую энергию, чем другие молекулы. Но когда синяя молекула оказывается на дне жидкости, ей некуда деться. При всей своей энергии и скорости голубая молекула просто прыгает туда-сюда между столкновениями с другими молекулами. И при каждом столкновении синяя молекула отдает энергию более медленным молекулам вокруг нее. Единственный способ, которым синяя молекула может перейти в газообразное состояние, — это если она находится на поверхности жидкости… или если там достаточно высокоэнергетических молекул, чтобы образовался пузырек.

Чтобы образовался пузырь под поверхностью жидкости, необходимо достаточное количество синих молекул, движущихся достаточно быстро, чтобы поднять жидкость, находящуюся на них. Это означает, что давление пара, создаваемое синими молекулами внутри пузыря, должно быть не меньше давления воздуха, дающего жидкость. (Помните, что давление в жидкости создается столкновением молекул. Чем быстрее эти молекулы движутся, тем больше сила их столкновений и тем выше давление.)

Согласно закону идеального газа: PV = nRT, где P — давление, V — объем, n — число Авогадро, R — газовая постоянная (8,314472 Дж·К-1·моль-1), а T — температура в кельвинах (К). Теперь еще раз взгляните на эту формулу и подумайте, что она означает. Если температура газа увеличивается, то давление газа и/или объем газа также должны увеличиваться. Классический способ представить закон идеального газа — поршень. Представьте молекулы воды в газообразном состоянии, пойманные в ловушку под весом жидкой воды и давлением воздуха, давит на жидкую воду. По мере повышения температуры наблюдайте, что происходит с объемом «пузырька» водяного пара.

При более высоких температурах давление от столкновения молекул воды в газообразном состоянии увеличивается до тех пор, пока давление пара не станет достаточно большим, чтобы поднять вес жидкой воды, и начнет формироваться пузырек. После этого любое повышение температуры просто увеличивает размер пузыря. Так работают поршни внутри двигателя внутреннего сгорания. Энергия движения поршня вверх-вниз передается на ось, которая вращает колеса автомобиля.

При 100 °C средняя скорость молекулы воды составляет примерно 660 м/с (≈1500 миль в час). При такой скорости давление пара, образующееся при столкновении молекул воды, сравняется со стандартным атмосферным давлением, и в жидкой воде начнут образовываться пузырьки водяного пара. Ниже этой скорости пузырьки водяного пара не будут иметь достаточного давления пара, чтобы «надуться» под водой. Как только эти пузырьки поднимутся на поверхность, молекулы воды внутри пузырьков отделятся от жидкости и образуют водяной пар (или пар) в воздухе. Теперь испарение происходит не только на поверхности жидкости, но и внутри жидкости. Этот процесс называется кипением, а температура, при которой он происходит, называется температурой кипения.

Температура кипения зависит от свойств молекул жидкости и давления воздуха, оказывающего давление на жидкость. Например, город Кито в Эквадоре находится на высоте 2800 м над уровнем моря, а атмосферное давление в нем составляет всего ≈70% от стандартного атмосферного давления. Это означает, что в Кито молекулам воды не нужно будет двигаться так быстро, чтобы создать давление пара, необходимое для образования пузырьков водяного пара в жидкой воде, а вода будет кипеть примерно при 90 ° C. Между тем, скороварки предназначены для увеличения давления жидкости, и большинство скороварок могут увеличить давление до удвоенного стандартного атмосферного давления. При таком давлении молекулы воды должны будут двигаться намного быстрее, чтобы создать давление пара, необходимое для образования пузырьков водяного пара в жидкой воде, а вода будет кипеть только при температуре выше 120 ° C.

Тепло и температура воды

Когда вы добавляете тепло (энергию) в воду, температура воды повышается. Имеет смысл, верно? За исключением того, что это не всегда происходит. Если тепло, которое вы добавляете к воде, пойдет на увеличение кинетической энергии молекул воды (увеличение их скорости), то температура повысится. Но у молекул есть и другие формы энергии, в которые может перейти тепло. Одним из них является электрическая потенциальная энергия.

Когда жидкая вода достигает точки кипения, происходит нечто любопытное. Температура воды перестает повышаться, хотя вы все еще накачиваете ее теплом. Итак, куда уходит все это тепло? При 100 °С (точка кипения воды при нормальном атмосферном давлении) молекулы воды в жидком состоянии имеют плотность 0,9.584 г/см3. Это означает, что в 1 см3 упаковано 3,21·1022 молекул воды, а среднее расстояние между молекулами воды составляет 3,91·10-8 см. Когда эта жидкая вода испаряется и молекулы воды переходят в газообразное состояние, объем воды претерпевает значительное расширение: плотность падает до 0,0006 г/см3, а среднее расстояние между молекулами воды увеличивается до 4,6 × 10-7 см. При переходе из жидкого состояния в газообразное при температуре кипения среднее расстояние между молекулами воды становится почти в двенадцать раз больше.

Как вы уже знаете, для разделения молекул, удерживаемых вместе межмолекулярными силами, требуется энергия. В случае с молекулами воды, которые сильно притягиваются друг к другу, на это уходит много энергии. Эта энергия может исходить из кинетической энергии самих молекул воды, но это будет означать, что вода будет охлаждаться при расширении из жидкости в газ. А если вода охлаждается, чтобы расшириться, то ее температура упадет ниже точки кипения.

Если вы нагреете жидкую воду до 100 °C, а затем выключите нагрев, жидкая вода не будет испаряться, а молекулы воды не перейдут в газообразное состояние (за исключением испарения на поверхности жидкости). Нагрева жидкой воды до 100 °C недостаточно. Для превращения жидкой воды в водяной пар (пар) необходимо продолжать подвод тепла к воде, чтобы ее молекулы имели энергию для преодоления межмолекулярных сил, удерживающих их вместе, и вода могла расширяться в газ. Чтобы нагреть 1 г жидкой воды от 0 °С до 100 °С, требуется 420 Дж энергии. Чтобы разорвать молекулы воды в 1 г жидкой воды и перевести их в газообразное состояние, требуется 2260 Дж энергии.

Энергия, необходимая для разделения молекул воды и перевода их из жидкого состояния в газообразное, называется теплотой парообразования. Теплота парообразования воды при 100 °С и нормальном атмосферном давлении составляет 2,26 кДж/г. Причина, по которой температура жидкой воды стабилизируется (перестает повышаться) после того, как она достигает точки кипения (даже несмотря на то, что тепло все еще перекачивается в нее), заключается в том, что, как только вода начинает кипеть, любое дополнительное тепло, добавленное к жидкости, уходит в превращение жидкой воды в водяной пар (пар), а не в увеличение скорости самих молекул воды. Температура воды не начнет снова подниматься выше точки кипения воды, пока вся жидкая вода не выпарится и не превратится в газ.

Моль (моль) — это единица измерения, используемая для выражения количества вещества. Это особенно полезно в химии, когда вы хотите узнать количество молекул в веществе. В одном моле воды содержится 6,022 × 1023 молекул воды. В одном моле этанола содержится 6,022 × 1023 молекул этанола. Одна молекула воды имеет массу 18 ед.; один моль воды имеет массу 18 г. Одна молекула этанола имеет массу 46 ед; один моль этанола имеет массу 46 г. (Если число 6,022 × 1023 кажется вам знакомым, то это потому, что это число Авогадро.) Таким образом, хотя мы можем выразить теплоту парообразования в граммах (2,26 кДж/г), иногда удобно также выражать теплоту парообразования. в молях (40,65 кДж/моль).

Теплота парообразования накапливается в молекулах воды в газообразном состоянии в виде потенциальной электрической энергии. Когда пар снова конденсируется в жидкое состояние, эта потенциальная электрическая энергия снова превращается в кинетическую энергию (по мере того как молекулы воды сближаются, сила притяжения между молекулами заставляет молекулы ускоряться друг к другу, увеличивая их скорость). Вот почему ожоги, вызванные паром с температурой 100 °C, часто намного серьезнее, чем ожоги, вызванные жидкой водой с температурой 100 °C. Большая часть энергии, которая выделяется обратно в виде тепла при конденсации воды, передается вашей коже.

Конденсация и водяной цикл

• Дом школы водной науки • Цикл водного цикла •

Компоненты водного цикла »Атмосфера · Конденсация · испарение · EvapotRAPOTRAPOTRAPOTRAPOTRAPOTRAPTRAPATE · . реки ·   Подземный сток ·   Запасы подземных вод ·   Лед и снег ·   Инфильтрация ·   Океаны · Осадки · Снеж. я вижу это. Конденсация — это процесс, при котором водяной пар в воздухе превращается в жидкую воду; это противоположно испарению. Конденсация имеет решающее значение для круговорота воды, поскольку она отвечает за образование облаков. Эти облака могут производить осадки , которые являются основным путем возвращения воды на поверхность Земли. Расположение молекул воды изменяется по мере того, как вода переходит из газообразной ( пара ), жидкой и твердой форм. Молекулы воды в форме пара расположены более беспорядочно, чем в жидкой воде. По мере того, как происходит конденсация и из пара образуется жидкая вода, молекулы воды становятся более организованными, и в результате в атмосферу выделяется тепло.
 

Типичные примеры образования конденсата

Вы, вероятно, видите конденсат в своей повседневной жизни! Если вы носите очки и выходите из холодной комнаты с кондиционером на улицу во влажный день, линзы запотевают, так как маленькие капли воды покрывают поверхность в результате конденсации.

Источники/использование: общественное достояние.

Конденсат стекает вниз по этому окну, где теплый влажный воздух в помещении сталкивается с более прохладной поверхностью.

Люди покупают подставки, чтобы сконденсировавшаяся вода не капала со стакана для охлажденного напитка на журнальный столик. Конденсация является причиной тумана на уровне земли, воды, покрывающей внутреннюю часть окна в холодный день, и влаги на внутренней стороне автомобильных стекол, особенно после того, как люди выдыхают влажный воздух. Все это примеры того, как вода выходит из состояния пара в теплом воздухе и конденсируется в жидкость при охлаждении.

 

Конденсация в воздухе

Воздух содержит молекулы воды. Облака существуют в атмосфере из-за восходящего воздуха. Когда воздух поднимается и охлаждается, вода в нем может «конденсироваться», образуя облака. Поскольку облака дрейфуют над ландшафтом, они являются одним из способов географического перемещения воды по земному шару в круговороте воды. Несмотря на то, что на кристально чистом голубом небе нет облаков, вода все же присутствует в виде водяного пара и капель, которые слишком малы, чтобы их можно было увидеть. В зависимости от погодных условий молекулы воды будут соединяться с мельчайшими частицами пыли, соли и дыма в воздухе, образуя облачные капельки, которые объединяются и растут, превращаясь в облака — форму воды, которую мы можем видеть. Облачные капли могут сильно различаться по размеру: от 10 микрон (миллионных долей метра) до 1 миллиметра (мм) и даже до 5 мм. Этот процесс происходит выше в небе, где воздух холоднее и где происходит больше конденсации по сравнению с испарением. По мере того, как капли воды объединяются друг с другом (также известное как слияние) и растут, облака не только развиваются, но также могут выпадать осадки. Осадки – это, по сути, вода в жидком (дождь) или твердом (лед) состоянии, выпадающая из нижней части облака.
 

Вы спросите, почему наверху холоднее?

Облака, образующиеся в результате конденсации, являются сложным и важным компонентом окружающей среды Земли. Облака регулируют поток лучистой энергии в климатическую систему Земли и из нее. Они влияют на климат Земли, отражая часть поступающего солнечного излучения (тепла) обратно в космос и отражая часть уходящего (земного) излучения обратно на поверхность Земли. Часто ночью облака действуют как «одеяло», удерживая часть тепла у поверхности. Изменение структуры облаков изменяет энергетический баланс Земли и, в свою очередь, температуру на поверхности Земли.

Источники/использование: общественное достояние. Посетите СМИ, чтобы узнать подробности.

На этом снимке показаны кучево-дождевые облака над Африкой, снятые с Международной космической станции. Нажмите на картинку, чтобы получить подробное объяснение.

Авторы и права: НАСА

Облака образуются в атмосфере, потому что воздух, содержащий водяной пар, поднимается и охлаждается. Ключом к этому процессу является то, что воздух у поверхности Земли нагревается солнечным излучением. Но знаете ли вы, почему атмосфера холоднее воздуха на поверхности Земли?

Обычно причиной является давление воздуха. Воздух имеет массу (а из-за гравитации на Земле он также имеет вес), и на уровне моря вес столба воздуха, давящего на вашу голову, составляет около 14 ½ фунтов (6,6 кг) на квадратный дюйм.

Барометрическое давление (вес воздуха) зависит от плотности воздуха. На больших высотах над головой меньше воздуха и, следовательно, меньшее давление воздуха давит вниз, а это означает, что барометрическое давление ниже. Более низкое барометрическое давление связано с меньшим количеством молекул на единицу объема. Поэтому воздух на больших высотах менее плотный.

Общее теплосодержание системы напрямую связано с количеством присутствующего вещества, поэтому на большей высоте холоднее, потому что в определенном объеме воздуха выше находится меньше молекул воздуха. Это означает более холодный воздух.

Несмотря на то, что облако весит тонны, оно не падает на вас, потому что восходящий поток воздуха, ответственный за его формирование, удерживает облако в воздухе. Воздух под облаком плотнее, чем само облако, поэтому облако плывет поверх более плотного воздуха ближе к поверхности земли.

 

Инверсионные следы: искусственные облака

Вы когда-нибудь видели похожие на облака следы, которые оставляют высоколетящие самолеты? Их называют инверсионными. Форма выхлопа самолета содержит водяной пар, и если воздух очень холодный (что часто бывает на больших высотах), то водяной пар в выхлопе будет конденсироваться в то, что по сути является перистым облаком.

Узнайте больше об инверсионных следах.

Источники/использование: общественное достояние.

«Инверсионные следы» высоколетящего самолета над озером Джексон, Флорида, США

Авторы и права: Бетси Келленбергер

Источники/Использование: Некоторое содержимое может иметь ограничения. Посетите СМИ, чтобы узнать подробности.

На калифорнийском мысе Марин, обращенном в сторону от моста Золотые Ворота, августовская жара бьет в прохладный воздух с океана, создавая очень густой туман, который имеет тенденцию оседать низко над землей.