Молекулярная физика

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ(уч.10кл.стр.258-259)

Моль – количество вещества, масса которого выраженная в граммах, численно равна относительной массе атома.

Молярная масса – масса одного моля

Единица измерения – кг/моль

M = N_Am_a

Постоянная Авогадро – число атомов (или молекул) в одном моле любого вещества

N_A = 6,022*10²³ моль^-1

Существует четыре агрегатных состояние вещества (или фазы):

- твердое

- жидкое

- газообразное

- плазма

Фазовый переход – переход системы из одного агрегатного состояния в другое. При фазовом переходе скачкообразно изменяется какая-либо физическая величина (например, плотность, внутренняя энергия) или симметрия системы.

Вещество находится в твердом состоянии, если средняя потенциальная энергия притяжения молекул много больше их средней кинетической энергии.

Молекулы в твердом теле располагаются упорядочено.

Жидкое состояние образуется, если средняя потенциальная энергия притяжения молекул соизмерима с их средней кинетической энергией.

Упорядоченное расположение молекул наблюдается в жидкостях лишь в пределах нескольких соседних молекулярных слоев.

Вещество находится в газообразном состоянии, если средняя кинетическая энергия молекул превышает среднюю потенциальную энергию их взаимодействия.

Молекулы газа движутся хаотически.

Условия идеального газа:

- диаметр молекул много меньше среднего расстояния между ними

- средняя кинетическая энергия молекул много больше средней потенциальной энергии их взаимодействия

- молекулы взаимодействую между собой и со стенками абсолютно упруго.

Плазма – электронейтральная совокупность нейтральных и заряженных частиц.

Ионизация – процесс образования ионов из атомов.

Молекулы в идеальном газе движутся хаотически.

Движение одной молекулы характеризуется микроскопическими параметрами – масса молекулы, скорость, импульс, кинетическая энергия.

Свойства газа, как целого, описываются с помощью макроскопических параметров – масса газа, давление, объем, температура.

Молекулярно-кинетическая теория устанавливает связь между микро и макроскопическими параметрами.

Число молекул в идеальном газе столь велико, что закономерности их поведения модно выяснить только статистическим методом.

Равномерное распределение в пространстве молекул идеального газа по скоростям при определенной температуре является статистической закономерностью.

Наиболее вероятная скорость молекул – скорость, которой обладает максимальное количество молекул.

Стационарное равновесное состояние газа – состояние, в котором число молекул в заданном интервале скоростей остается постоянным.

Температура тела – мера средней кинетической энергии поступательного движения его молекул.

= kT

k = 1,38*10^-23 Дж/К – постоянная Больцмана

Единица термодинамической температуры – К (Кельвин)

При абсолютном нуле температуры кинетическая энергия молекул равна нулю.

Средняя квадратичная (тепловая) скорость молекул газа:

v_ср.кв. =

Давление газа – следствие ударов движущихся молекул

p = n

Давление газа пропорционально его температуре:

P = nkT

Постоянная Лошмидта – концентрация молекул идеального газа при нормальных условиях (атмосферное давление p = 1,01*10⁵ Па и температура Т = 273К = 0^оС)

n = 2,7*10²⁵ м^-3

Уравнение Клайперона Менделеева – уравнение состояния идеального газа, связывающее три макроскопических параметра (давление, объем и температуру) данной массы газа

pV = RT

Изопроцесс- процесс, при котором один из макроскопических параметров данной массы газа остается постоянным.

Изотермический процесс – процесс изменения состояния определенной массы газа при постоянной температуре

Закон Бойля-Мариотта: для газа данной массы при постоянной температуре

p₁V₁ = p₂V₂

Изотерма – график изменения макроскопических параметров газа при изотермическом процессе

Изобарный процесс - процесс изменения состояния определенной массы газа при постоянном давлении

Закон Гей-Люссака: для газа данной массы при постоянном давлении

=

Изобара – график изменения макроскопических параметров газа при изобарном процессе

Изохорный процесс - процесс изменения состояния определенной массы газа при постоянном объеме

Закон Шарля: для газа данной массы при постоянном объеме:

=

Изохора – график изменения макроскопических параметров газа при изохорном процессе

ТЕРМОДИНАМИКА

Техническая термодинамика – раздел физики, изучающий возможности использования внутренней энергии тел для совершения механической работы.

Термодинамика изучает тепловые свойства макроскопических тел без учета их молекулярного строения. В этом смысле она является макроскопической теорией.

ОСНОВЫ МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ (уч.10кл.стр.211-)

Молекулярно-кинетическая теория – учение о строении и свойствах вещества, использующее представление о существовании атомов и молекул как наименьших частиц химического вещества. В основе МКТ лежат три строго доказанных с помощью опытов утверждения:

- вещество состоит из частиц

- эти частицы беспорядочно движутся

- частицы взаимодействуют друг с другом.

Основные положения:

1.Вещество состоит из атомов (молекул).

Размеры атомов (молекул) очень малы.

Число атомов содержащихся в одном моле – число Авогадро N_А=6,022·10²³.

Моль – количество вещества, в котором содержится столько же атомов и молекул, сколько атомов содержится в углероде массой 0,012 кг.

Оценка размеров молекул: это можно сделать при наблюдении за расплывание капельки масла (оливкового) по поверхности воды. Масло никогда не займет всю поверхность, если сосуд велик. Можно предположить, что при растекании масла по максимальной площади оно образует слой толщиной всего лишь в одну молекулу.

Толщину этого слоя нетрудно определить и тем самым оценить размеры молекулы оливкового масла.

Массу можно узнать по формуле: m = m₀N.

Размеры молекулы много больше размеров атома. Размер атома примерно 10^-12м.

2.Атомы (молекулы) вещества находятся в непрерывном хаотическом тепловом движении.

Такое движение зависит от температуры.

Наиболее яркое доказательство – броуновское движение (Р. Броун, 1827 г.) мелких частиц, взвешенных в жидкости, происходящее из-за непрерывных беспорядочных соударений этих частиц с молекулами жидкости.

Другой простой экспериментальный факт, доказывающий тепловое движение атомов вещества, это диффузия.

3.Между атомами (молекулами) вещества действуют силы притяжения и отталкивания, зависящие от расстояния между частицами.

На далеких расстояниях (превышающих несколько радиусов молекулы) взаимодействие слабо и носит характер притяжения.

С уменьшением расстояния это притяжение сначала несколько возрастает, а затем стремится к нулю.

В момент соприкосновения электронных оболочек молекул возникают быстро растущие с уменьшением расстояния силы электростатического отталкивания.

Силы взаимодействия молекул:

а) взаимодействие имеет электромагнитный характер;

б) силы короткодействующие, обнаруживаются на расстояниях, сопоставимых с размерами молекул;

в) существует такое расстояние, когда силы притяжения и отталкивания равны (R₀), если R>R₀, тогда преобладают силы притяжения, если R<R₀ – силы отталкивания.

Дата добавления: 2015-11-14