Массы отдельных молекул и атомов очень малы. Например, в 1 г воды содержится 3,7 1022 молекул. Массы такого же порядка имеют молекулы других веществ (кроме огромных молекул органических веществ). Например, белки имеют массы, в сотни тысяч раз больше массы отдельных атомов.
Но все равно их массы в макроскопических масштабах (граммах и килограммах) чрезвычайно малы.
Приблизительную оценку размеров молекул можно получить из опытов, проведенных немецким физиком В. Рентгеном и английским физиком Д. Рэлея. Если капнуть на поверхность воды капельку масла, то капля расплывется, образуя тонкую пленку толщиной всего лишь в одну молекулу. Толщину этого слоя нетрудно определить и тем самым оценить размеры молекулы масла. Объем V (0,001 см3) слоя масла равен произведению площади его поверхности S (6000 см2) на толщину слоя d, т.е. V = Sd. Следовательно, размер молекулы масла равна:
0,001 см3 6000 см2
На данный момент существует ряд методов, позволяющих определить размеры молекул и атомов. Например, линейные размеры молекул кислорода составляют 3 -10 ~ 10 м, воды - примерно 2,6 -10 ~ 10 м. Таким образом, характерной длиной в мире молекул является размер 10 ~ 10 м. Полезно не только запомнить этот параметр ( 10 ~ 10 м), но и образно представить его себе. Это поможет нам войти в мир молекул. Легко проверить: если молекулу воды увеличить до размеров яблока, то самое яблоко станет размером с земной шар. Параметры газа, связанные с индивидуальными характеристиками составляющих его молекул, называются микроскопическими параметрами (массы молекул, их скорости, концентрация). Параметры, характеризующие состояние макроскопических тел без учета их молекулярного строения, называются макроскопическими параметрами (объем, давление, температура).
^ Соотношение между макроскопическими параметрами - объемом и давлением - называется уравнением состояния.
Основная задача молекулярно-кинетической теории: установить связь между макроскопическими и микроскопическими параметрами вещества и, исходя из этого, найти уравнение состояния данного вещества. Например, зная массу молекул, их средние скорости и концентрацию, можно найти объем, давление и температуру данной массы, а также определить давление газа, если известны его объем и температура.