Основы молекулярно-кинетической теории

Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат на тему:

"Основы молекулярно-кинетической теории"

Выполнил ученик группы И-1-16

Антонов Евгений

Молекулярно-кинетическая теория - раздел молекулярной физики, изучающий свойства вещества на основе представлений об их молекулярном строении и определенных законах взаимодействия между атомами (молекулами), из которых состоит вещество. Молекулярно-кинетическая теория содержит три основных положения:

1. Все тела состоят из малых частиц, между которыми есть промежутки.

2. Частицы тел постоянно и беспорядочно двигаются.

3. Частицы тел взаимодействуют друг с другом.

Существование микрочастиц - молекул, атомов и ионов подтверждается непосредственным наблюдением в электронных микроскопах, растворимостью твердых тел в жидкостях, механическим дроблением твердых тел, сжимаемостью и проницаемостью веществ. Непрерывность движения микрочастиц подтверждается диффузией, броуновским движением, способностью газов неограниченно расширятся и занимать весь предоставленный объем. О взаимодействии микрочастиц позволяют утверждать прочность и упругость веществ, способность жидкостей смачивать некоторые твердые тела, поверхностное натяжение жидкостей и др.

Основное уравнение молекулярно-кинетической теории:

Где: p - давление; m₀ - масса частицы; n - концентрация частиц; - средний квадрат скорости одной молекулы.

Давление - это физическая величина, равная отношению силы к площади поверхности. Единицами измерения давления являются: атмосфера, миллиметр ртутного столба, Паскаль. Давление газа возникает в следствии движении молекул и их ударов о стенку сосуда. Давление относят к макроскопическим параметрам.

Макроскопические характеристики - это характеристики состояний, не учитывающие её молекулярную структуру. К таким характеристикам относят: давление, температуру, объём. Макроскопические характеристики можно легко измерить.

Микроскопические характеристики - это характеристики состояний молекул, из которых состоит система. К таким характеристикам относят: скорость, концентрацию, энергию молекул. Макроскопические характеристики трудно измерить.

Для того чтобы вычислить концентрацию частиц в сосуде, нужно число частиц в сосуде поделить на объём сосуда. Так как посчитать массу частицы и средний квадрат скорости одной молекулы достаточно трудно, можно использовать формулу:

Где E_k - средняя кинетическая энергия. Для того чтобы посчитать её, используют формулу:

Где: K - постоянная Больцмана, равная 1,38•10^-23 ;

T - абсолютная температура, вычисляется по формуле

T=273+tєC.

Абсолютная температура - это безусловная мера температуры и одна из главных характеристик термодинамики. Понятие абсолютной температуры было введено У. Томсоном (Кельвином), в связи, с чем шкалу абсолютной температуры называют шкалой Кельвина или термодинамической температурной шкалой. Единица абсолютной температуры - кельвин (К). Абсолютная шкала температуры называется так, потому что мера основного состояния нижнего предела температуры: абсолютный ноль - наиболее низкая возможная температура, при которой ничего не может быть холоднее и теоретически невозможно извлечь из вещества тепловую энергию. Абсолютный ноль определен как 0 K. Что приблизительно равно ?273.15 °C.

Постоянная Больцмана - физическая постоянная, определяющая связь между температурой вещества и энергией теплового движения частиц этого вещества. Названа в честь австрийского физика Людвига Больцмана, сделавшего большой вклад в статистическую физику, в которой эта постоянная играет ключевую роль. Экспериментально постоянную Больцмана можно определить с помощью закона теплового излучения Планка, описывающего распределение энергии в спектре равновесного излучения при определённой температуре излучающего тела, а также другими методами. молекула атом вещество броуновский

Основное уравнение молекулярно-кинетической теории так же можно записать как:

P=nKT

Для того чтобы посчитать средний квадрат скорости одной молекулы, используют формулу:

Где: T - абсолютная температура; M - молярная масса вещества; R - универсальная газовая постоянная, равна 8,31 .

R=KN_A

Где: K - постоянная Больцмана, а N_A - число Авогадро, равное 6,02•10²³ моль^-1.

Универсальная газовая постоянная - константа, равная работе расширения одного моля идеального газа в изобарном процессе при увеличении температуры на 1 К. В 1874 году Д. Менделеев вычислил значение константы в уравнении Менделеева - Клапейрона для одного моля газа, используя закон Авогадро, согласно которому 1 моль различных газов при одинаковом давлении и температуре занимает одинаковый объём. Уравнение состояния идеального газа (уравнение Менделеева - Клапейрона) записывается как:

В этом уравнении присутствуют все физические величины, которые описывают свойства газа.

Размещено на Allbest.ru