Tofauti Muhimu – Muundo wa Chembe ya Muhimu dhidi ya Nadharia ya Molekuli ya Kinetiki
Muundo wa chembe ya maada ni modeli inayotumika kueleza mpangilio wa atomi, molekuli au ayoni ambazo zipo katika nyenzo yoyote. Nadharia ya Molekuli ya Kinetic ni nadharia inayotumiwa kuelezea sifa za kimwili za gesi. Tofauti kuu kati ya muundo wa chembe wa maada na nadharia ya kinetiki ya molekuli ni kwamba muundo wa chembe ya maada hufafanua sifa za awamu ya maada, kioevu na gesi ilhali nadharia ya molekuli ya kinetic inaelezea sifa za gesi.
Muundo wa Particle of Matter ni nini?
Muundo wa chembe ya maada ni modeli inayoeleza mpangilio wa chembe (atomi, molekuli au ayoni) katika awamu fulani ya maada. Kuna awamu tatu kuu jambo lolote linaweza kuwepo: awamu imara, awamu ya kioevu na awamu ya gesi. Muundo wa chembe unaonyesha dhana zifuatazo:
- Mada yote hujengwa kutoka kwa chembe ndogo.
- Chembechembe hizi ndogo huwa katika mwendo kila wakati.
- Kuna nafasi tupu kati ya chembe hizi.
- Maada inapochemshwa, mwendo wa chembe huongezeka.
Kielelezo 1: Awamu Tatu za Mambo
Awamu Imara
Awamu dhabiti ni awamu ya maada ambapo chembe (atomi, molekuli au ioni ambazo solid imeundwa) hushikiliwa kwa nguvu. Kwa hiyo, chembe zimefungwa kwa karibu sana. Kuna nafasi ndogo sana tupu kati ya chembe. Kuna mwingiliano mkali sana wa kiingilizi kati ya chembe. Vipengele hivi hupa mango umbo fulani. Kwa kuwa chembe zimefungwa vizuri, chembe huonyesha harakati karibu kidogo (mitetemo inaweza kuzingatiwa mara nyingi; kwa hivyo chembe hubaki katika nafasi fulani). Kadiri ile ngumu inavyopata umbo thabiti, ina kiasi kisichobadilika pia. Msongamano wa kigumu ni mkubwa sana ikilinganishwa na vimiminika na gesi.
Awamu ya Kimiminiko
Awamu ya kioevu ni awamu ya mata ambayo chembe hupangwa kwa karibu, lakini si pakiti ya kubana kama ilivyo katika yabisi. Nafasi tupu kati ya chembe ni kubwa ikilinganishwa na yabisi, lakini ni ndogo ikilinganishwa na gesi. Chembe zinaweza kusonga kwa uhuru. Kioevu haina sura iliyoelezwa; hupata sura ya chombo ambacho kioevu kinapatikana. Uzito wa kioevu ni chini ya ile ya kigumu na ya juu kuliko ile ya gesi. Hata hivyo, kioevu kina ujazo usiobadilika kwa vile chembe hizo zimefungwa kwa karibu.
Awamu ya Gesi
Awamu ya gesi ni awamu ya mada ambayo chembe huwa katika harakati zinazoendelea katika maelekezo nasibu. Kwa hiyo, kuna nafasi kubwa kati ya chembe za gesi. Chembe hizi hujaza chombo kilichofungwa ambacho gesi iko. Kisha gesi hupata kiasi cha chombo. Msongamano wa gesi ni mdogo sana ikilinganishwa na yabisi na kimiminika.
Nadharia ya Molekuli ya Kinetic ni nini?
Nadharia ya molekuli ya kinetic ni nadharia inayoelezea sifa za kimaumbile za gesi katika kiwango cha molekuli. Dhana za nadharia ya kinetiki ya molekuli ni kama ifuatavyo.
- Gesi zina chembechembe ambazo ziko katika mwendo usiobadilika, nasibu.
- Chembechembe hizi hugongana kila mara. Migongano ni elastic kabisa.
- Kiasi cha molekuli ya gesi hakitumiki ikilinganishwa na ujazo wa chombo ambamo gesi iko. Lakini chembe hizi zina wingi wa kutosha.
- Hakuna nguvu kati ya molekuli kati ya molekuli za gesi.
- Wastani wa nishati ya kinetiki ya gesi inalingana na halijoto kamili ya gesi.
Kielelezo 2: Mgongano Safi Kati ya Chembe za Gesi
Uhusiano kati ya nishati ya kinetiki na kasi ya molekuli za gesi unaweza kutolewa kama ilivyo hapo chini.
KE=½.mv2
Ambapo KE ni nishati ya kinetiki, m ni wingi wa chembe ya gesi na v ni wastani wa kasi ya molekuli za gesi. Lakini kupima vigezo hivi ni vigumu; kwa hivyo, mlinganyo unarekebishwa kama hapa chini.
KE=3/2.kBT
Ambapo KE ni nishati ya kinetic, kB ni ya kudumu ya Boltzmann (1.381×10-23 m2 kg s-2 K-1), na T ni halijoto kamili ya gesi (katika vitengo vya Kelvin). Mlinganyo huu unaonyesha kuwa nishati ya kinetiki ya gesi inalingana moja kwa moja na halijoto kamili ya gesi.
Nini Tofauti Kati ya Muundo wa Chembe ya Matter na Nadharia ya Molekuli ya Kinetiki?
Muundo wa Chembe ya Jambo dhidi ya Nadharia ya Molekuli ya Kinetic |
|
| Muundo wa chembe ya maada ni modeli inayoelezea mpangilio wa chembe (atomi, molekuli au ioni) katika awamu fulani ya maada. | Nadharia ya Molekuli ya Kinetiki ni nadharia inayoonyesha sifa za kimaumbile za gesi katika kiwango chake cha molekuli. |
| Vipengele | |
| Muundo wa chembe ya maada huelezea sifa za awamu ya maada, kioevu na gesi. | Nadharia ya kinetiki ya molekuli inaeleza sifa za gesi. |
| Yaliyomo | |
| Muundo wa chembe ya maada hufafanua mpangilio wa chembe katika kigumu, kioevu au gesi. | Nadharia ya molekuli ya kinetic inaelezea uhusiano kati ya nishati ya kinetiki na sifa nyingine za gesi. |
Muhtasari – Muundo wa Chembe ya Jambo dhidi ya Nadharia ya Molekuli ya Kinetiki
Muundo wa chembe na nadharia ya molekiuli ya kinetiki hufafanua sifa tofauti za kimaumbile za maada. Muundo wa chembe ni kielelezo kinachoeleza mpangilio wa chembe (atomi, molekuli au ioni) katika awamu fulani ya maada. Nadharia ya kinetiki ya molekuli inaelezea uhusiano kati ya nishati ya kinetiki na sifa zingine za gesi. Tofauti kuu kati ya modeli ya chembe ya maada na nadharia ya kinetiki ya molekuli ni kwamba muundo wa chembe ya maada huelezea sifa za awamu ya maada, kioevu na gesi ambapo nadharia ya kinetic ya molekuli inaelezea sifa za gesi.
