Основы молекулярной физики и термодинамики

Размещено на http://www.allbest.ru/

Основы молекулярной физики и термодинамики

Молекулярная физика и термодинамика - разделы физики, в которых изучаются макроскопические процессы в телах, связанные с огромным числом содержащихся в телах атомов и молекул.

Молекулярная физика представляет собой раздел физики, изучающий строение и свойства веществ, исходя из так называемых молекулярно-кинетических представлений. Согласно этим представлениям:

1. Любое тело - твердое, жидкое или газообразное состоит из большого количества весьма малых обособленных частиц-молекул.

2. Молекулы всякого вещества находятся в бесконечном хаотическом движении (например, броуновское движение).

3. Используется идеализированная модель идеального газа, согласно которой:

а) Собственный объем молекул газа пренебрежимо мал по сравнению с объемом сосуда (разреженность).

б) Между молекулами отсутствуют силы взаимодействия.

в) Столкновение молекул газа между собой и со стенками сосуда абсолютно упругие.

4. Макроскопические свойства тел (давление, температура и др.) описываются с помощью статистических методов, основным понятием которых является статистический ансамбль, т.е. описывается поведения большого числа частиц через введение средних характеристик (средняя скорость, энергия) всего ансамбля, а не отдельной частицы.

Термодинамика в отличие от молекулярно-кинетической теории изучает макроскопические свойства тел, не интересуясь их макроскопической картиной. Термодинамика - раздел физики, изучающий общие свойства макроскопических систем, находящихся в состоянии термодинамического равновесия, и процессы перехода между этими состояниями. В основе термодинамики лежат 3 фундаментальных закона, называемых началами термодинамики, установленных на основании обобщения большой совокупности опытных фактов.

Молекулярно-кинетическая теория и термодинамика взаимно дополняют друг друга, образуя единое целое, но отличаясь различными методами исследования.

Термодинамическая система - совокупность макроскопических тел, которые взаимодействуют и обмениваются энергией, как между собой, так и с другими телами. Состояние системы задается термодинамическими параметрами - совокупность физических величин, характеризующих свойства термодинамической системы, обычно в качестве параметров состояния выбирающих температуру, давление и удельный объем.

Температура - физическая величина, характеризующая состояние термодинамического равновесия макроскопической системы.

[T] = K - термодинамическая шкала, [t] = °C - международная практическая шкала. Связь термодинамической и м/н практической температуры: Т = t + 273, например, при t = 20 °C T = 293 K.

Удельный обьем - это обьем единицы массы. Когда тело однородно, т. е. с = const, то макроскопические свойства однородного тела могут характеризовать обьем тела V.

Молекулярно-кинетическая теория (м. к. т) идеальных газов. Закон идеальных газов. В молекулярно-кинетической теории используется идеализированная модель идеального газа. Идеальным газом называется газ, молекулы которого не взаимодействуют друг с другом на расстоянии и имеют ничтожно малые собственные размеры. У реальных газов молекулы испытывают действия силы межмолекулярного взаимодействия. Однако H_2, He, O_2, N₂ при н. у. (Т=273К, Р=1,01 ·10⁵ Па) можно приблизительно считать идеальным газом.

Процесс, при котором один из параметров (p, V, T, S) остаются постоянными, называются изопроцессами.

Изотермический процесс Т=const, m=const, описываются законом Бойля-Мариотта: pV=const.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Изобарический процесс p = const описывается законом Гей-Люссака:

V=V₀ (1+ б t);

V=V₀ б T

Размещено на http://www.allbest.ru/

терметический коэффициент объёмного расширения град^-1.

Изохорический процесс V = const. Описывается законом Шарля.

p = p₀ (1+ б t);

p = p₀ б T

Размещено на http://www.allbest.ru/

- характеризует зависимость объёма от температуры. б равен относительному изменению объёма газа при нагревании его на 1 К. Как показывает опыт, одинаков для всех газов и равен .

Моль вещества. Число Авогадро. Закон Авогадро.

Атомной массой () химического элемента называется отношение массы атома этого элемента к 1/12 массы атома изотопа углерода С¹².

А_r=CINT (А) (А в таблице Менделеева).

Молекулярной массой (Mr) вещества называется отношение массы молекулы этого вещества к 1/12 массы атома изотопа углерода С¹². Единица массы, равная 1/12 массы атома С называется атомной единицей массы (а.е.м.) m =1 а.е.м.=1,66 ·10^-27кг. Количество вещества, в котором содержится число частиц (атомов или молекул) равное числу атомов в 12 г (0.012 кг) изотопа углерода называется молем. Число частиц содержащихся в моле вещества называется числом Авогадро.

Массу моля называют молярной массой м. Молярная масса равна отношению массы к количеству молей V , которое в нем содержится.

Закон Авогадро: моли любых газов при нормальных условиях (Т=273 К, р=1,01 ·10⁵ Па) занимают одинаковый объём равный 22.41 ·10^-3 м³/моль.

молекулярный физика термодинамика кинетический

Размещено на Allbest.ru