Hauptunterschied – Teilchenmodell der Materie vs. kinetische Molekulartheorie
Partikelmodell der Materie ist ein Modell, das verwendet wird, um die Anordnung von Atomen, Molekülen oder Ionen zu erklären, die in jedem Material vorhanden sind. Die kinetische Molekulartheorie ist eine Theorie zur Erklärung der physikalischen Eigenschaften eines Gases. Der Hauptunterschied zwischen dem Teilchenmodell der Materie und der kinetischen Molekulartheorie besteht darin, dass das Teilchenmodell der Materie die Eigenschaften fester, flüssiger und gasförmiger Materiephasen beschreibt, während die kinetische Molekulartheorie die Eigenschaften von Gasen beschreibt.
Was ist ein Teilchenmodell der Materie?
Teilchenmodell der Materie ist ein Modell, das die Anordnung von Teilchen (Atome, Moleküle oder Ionen) in einer bestimmten Phase der Materie erklärt. Es gibt drei Hauptphasen, in denen jede Materie existieren kann: feste Phase, flüssige Phase und Gasphase. Das Partikelmodell drückt die folgenden Konzepte aus:
- Alle Materie ist aus kleinen Teilchen aufgebaut.
- Diese winzigen Teilchen sind immer in Bewegung.
- Zwischen diesen Partikeln sind Leerstellen.
- Wenn die Materie erhitzt wird, nimmt die Bewegung der Teilchen zu.
Abbildung 1: Die drei Phasen der Materie
Festphase
Die feste Phase ist die Phase der Materie, in der Teilchen (Atome, Moleküle oder Ionen, aus denen der Festkörper besteht) festgeh alten werden. Daher sind die Teilchen sehr dicht gepackt. Zwischen den Partikeln gibt es sehr kleine Leerräume. Es gibt sehr starke intermolekulare Wechselwirkungen zwischen Partikeln. Diese Merkmale verleihen Festkörpern eine besondere Form. Da die Partikel dicht gepackt sind, zeigen die Partikel eine fast vernachlässigbare Bewegung (die meiste Zeit können Schwingungen beobachtet werden; daher bleiben Partikel in bestimmten Positionen). Da der Festkörper eine feste Form erhält, hat er auch ein festes Volumen. Die Dichte eines Festkörpers ist im Vergleich zu Flüssigkeiten und Gasen sehr hoch.
Flüssigphase
Die flüssige Phase ist eine Phase der Materie, in der Teilchen dicht gepackt sind, aber es ist keine dichte Packung wie in Festkörpern. Die Leerräume zwischen Partikeln sind groß im Vergleich zu Feststoffen, aber klein im Vergleich zu Gasen. Partikel können sich frei bewegen. Die Flüssigkeit hat keine definierte Form; es erhält die Form des Behälters, in dem sich die Flüssigkeit befindet. Die Dichte einer Flüssigkeit ist geringer als die eines Feststoffs und höher als die eines Gases. Eine Flüssigkeit hat jedoch ein festes Volumen, da die Partikel dicht beieinander gepackt sind.
Gasphase
Die Gasphase ist eine Phase der Materie, in der sich Partikel in ständiger Bewegung in zufällige Richtungen befinden. Daher gibt es große Zwischenräume zwischen Gaspartikeln. Diese Partikel füllen einen geschlossenen Behälter aus, in dem sich das Gas befindet. Dann erhält das Gas das Volumen des Behälters. Die Dichte eines Gases ist im Vergleich zu der von Feststoffen und Flüssigkeiten sehr gering.
Was ist kinetische Molekulartheorie?
Kinetische Molekulartheorie ist eine Theorie, die die physikalischen Eigenschaften von Gasen auf molekularer Ebene beschreibt. Die Konzepte der kinetischen Molekulartheorie sind wie folgt.
- Gase enth alten Partikel, die sich in ständiger zufälliger Bewegung befinden.
- Diese Teilchen kollidieren ständig miteinander. Die Stöße sind vollkommen elastisch.
- Das Volumen eines Gasmoleküls ist im Vergleich zum Volumen des Behälters, in dem sich das Gas befindet, vernachlässigbar. Aber diese Teilchen haben eine beträchtliche Masse.
- Es gibt keine zwischenmolekularen Kräfte zwischen Gasmolekülen.
- Die durchschnittliche kinetische Energie des Gases ist proportional zur absoluten Temperatur des Gases.
Abbildung 2: Reine Kollisionen zwischen Gasteilchen
Die Beziehung zwischen der kinetischen Energie und der Geschwindigkeit von Gasmolekülen kann wie folgt angegeben werden.
KE=½.mv2
Dabei ist KE die kinetische Energie, m die Masse eines Gasteilchens und v die Durchschnittsgeschwindigkeit von Gasmolekülen. Aber die Messung dieser Parameter ist schwierig; somit wird die Gleichung wie folgt modifiziert.
KE=3/2.kBT
wobei KE die kinetische Energie ist, ist kB die Boltzmann-Konstante (1.381×10-23 m2 kg s-2 K-1), und T ist die absolute Temperatur des Gases (in Einheiten von Kelvin). Diese Gleichung zeigt, dass die kinetische Energie des Gases direkt proportional zur absoluten Temperatur des Gases ist.
Was ist der Unterschied zwischen dem Teilchenmodell der Materie und der kinetischen Molekulartheorie?
Teilchenmodell der Materie vs. kinetische Molekulartheorie |
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| Teilchenmodell der Materie ist ein Modell, das die Anordnung von Teilchen (Atome, Moleküle oder Ionen) in einer bestimmten Phase der Materie erklärt. | Kinetische Molekulartheorie ist eine Theorie, die die physikalischen Eigenschaften von Gasen auf molekularer Ebene angibt. |
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| Das Teilchenmodell der Materie beschreibt die Eigenschaften fester, flüssiger und gasförmiger Materiephasen. | Die kinetische Molekulartheorie beschreibt die Eigenschaften von Gasen. |
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| Das Teilchenmodell der Materie erklärt die Anordnung von Teilchen in einem Feststoff, einer Flüssigkeit oder einem Gas. | Die kinetische Molekulartheorie erklärt die Beziehung zwischen kinetischer Energie und anderen Eigenschaften eines Gases. |
Zusammenfassung – Teilchenmodell der Materie vs. kinetische Molekulartheorie
Das Teilchenmodell und die kinetische Molekulartheorie erklären verschiedene physikalische Eigenschaften von Materie. Teilchenmodell ist das Modell, das die Anordnung von Teilchen (Atome, Moleküle oder Ionen) in einer bestimmten Phase der Materie erklärt. Die kinetische Molekulartheorie beschreibt die Beziehung zwischen kinetischer Energie und anderen Eigenschaften eines Gases. Der Hauptunterschied zwischen dem Teilchenmodell der Materie und der kinetischen Molekulartheorie besteht darin, dass das Teilchenmodell der Materie die Eigenschaften von festen, flüssigen und gasförmigen Materiephasen beschreibt, während die kinetische Molekulartheorie die Eigenschaften von Gasen beschreibt.
