Физика. Молекулярная физика. Термодинамика

11 Для абсолютного сравнения целесообразно ввести некоторое эталонное вещество. Ранее для этого использовался кислород или наиболее распространенный изотоп кислорода (химическая или фи- зическая шкала масс). В 1965 г. комиссия, состоящая из представи- телей международных союзов физиков и химиков, установила, что наиболее распространенный изотоп углерода ( 12 С) должен иметь мас- совое число 12,00000. Массу молекулы можно определить по формуле: 0 A m N   , (1.2) где μ – масса одного моля (молярная масса); N A – число структур- ных элементов (молекул) в одном моле (число Авогадро). Так масса молекулы азота равна: m o = 28  10 –3 /(6,022  10 23 ) = 4,65  10 –26 кг. При нормальных условиях ( T = 273 К, р = 1 атм) один моль газа (6,02  10 23 молекул) занимает объем 22,4  10 –3 м 3 . Следовательно, при равномерном распределении каждая молекула могла бы занимать объем 3,72  10 –26 м 3 . А если предположить, что молекулы имеют фор- му шаров и расположены вплотную друг к другу, то каждая из них имела бы радиус: 1/3 1/3 26 3 10 3 3, 72 3,14 2, 07 4 4 V r                    нм. Но ни одна столь плотно упакованная система не могла бы вести себя, как газ. Объем, занимаемый молекулами газа, пренебрежимо мал по сравнению с объемом, свободным для передвижения молекул. Отсюда следует, что такие шарообразные молекулы имеют попереч- ный размер значительно меньший, чем 10 –9 м (1 нм или 10 A  ). Эти предположения подтверждаются количественно в случае конденсированного газа. Согласно опыту, объем жидкости или крис- талла примерно в 10 3 раз меньше объема газа при нормальных усло- виях, и если предположить, что все молекулы соприкасаются, то по- лучим радиус молекулы порядка 0,1 нм (1 A  ).