Литература

1. Детлаф А.А., Яворский Б.М, Курс физики: Уч. пос. для втузов. Изд. 4-е, испр. - 607 с. М: Высшая Школа, 1989г.

2. Трофимова Т.И. Краткий курс физики: Уч. пос. для вузов. Изд. 2-е, испр. – 352 с, М: Высшая Школа, 2002 г.

3. Савельев И.В. Курс общей физики. Механика. Молекулярная физика. 350с, т. М.Наука. 1989.

4. Грабовский Р.И. Курс физики; Учебник для вузов. Изд. 6-е - 608 с. {Учебники для вузов: Специальная литература}, СПб: Лань, 2002 г.

5. Трофимова Т.И. Курс физики: Учебное пособие для инженерно-технических специальностей ВУЗов, Изд. 6-е/ 7-е - 542 с. М: Высшая Школа, 1999 г.

Лекция №10 (тезисы)

Основные положения мкт. Основное уравнение мкт газов. Температура

Молекулярно-кинетической теорией называют учение о строении и свойствах вещества на основе представления о существовании атомов и молекул как наименьших частиц химических веществ.

В основе молекулярно-кинетической теории лежат три основных положения:

1. Все тела состоят из мельчайших частиц – молекул и атомов. Масса любого тела есть величина дискретная, кратная массе составляющих его частиц.

2. Атомы и молекулы находятся в непрерывном хаотическом движении.

3. Частицы взаимодействуют друг с другом силами, имеющими электрическую природу. Гравитационное взаимодействие между частицами пренебрежимо мало.

Наиболее ярким экспериментальным подтверждением представлений молекулярно-кинетической теории о беспорядочном движении атомов и молекул является броуновское движение.

Постоянное хаотичное движение молекул вещества проявляется также в другом легко наблюдаемом явлении – диффузии. Диффузией называется явление проникновения двух или нескольких соприкасающихся веществ друг в друга. Наиболее быстро процесс протекает в газе, если он неоднороден по составу. Диффузия приводит к образованию однородной смеси независимо от плотности компонентов.

Молекулы имеют чрезвычайно малые размеры. Простые одноатомные молекулы имеют размер порядка 10^–10 м. Беспорядочное хаотическое движение молекул называется тепловым движением.

Моль – это количество вещества, содержащее столько же частиц (молекул), сколько содержится атомов в 0,012 кг углерода ¹²C. Молекула углерода состоит из одного атома.

Таким образом, в одном моле любого вещества содержится одно и то же число частиц (молекул). Это число называется постоянной Авогадро N_А: N_А = 6,02·10²³ моль^–1

Простейшей моделью, рассматриваемой молекулярно-кинетической теорией, является модель идеального газа. Газ считается идеальным, если размерами частиц и силами их взаимодействия на расстоянии можно пренебречь. Идеальный газ это газ материальных точек взаимодействующих между собой в момент соударения Задача молекулярно-кинетической теории состоит в том, чтобы установить связь между микроскопическими (масса, скорость, кинетическая энергия молекул) и макроскопическими параметрами (давление, объем, температура). Формула для среднего давления газа на стенку сосуда: , где Е_к=1/2m₀ v², n=N/V

Это уравнение устанавливает связь между давлением p идеального газа, массой молекулы m₀, концентрацией молекул n, средним значением квадрата скорости и средней кинетической энергией поступательного движения молекул. Его называют основным уравнением молекулярно-кинетической теории газов.

Давление является макроскопическим параметром характеризующим поведение идеального газа в целом. Оно может быть определено с помощью измерительного прибора – манометра. Основное уравнение МКТ связывает величину макроскопического параметра (р) с физическими величинами характеризующими отдельные частицы (m, v).

Температура это физическая величина характеризующая степень нагретости тела. Понятие температуры тесно связано с понятием теплового равновесия. Тела, находящиеся в контакте друг с другом, могут обмениваться энергией. Энергия, передаваемая одним телом другому при тепловом контакте, называется количеством теплоты. Для измерения температуры используются физические приборы – термометры, в которых о величине температуры судят по изменению какого-либо физического параметра. По температурной шкале Цельсия точке плавления льда приписывается температура 0 °С, а точке кипения воды – 100 °С. Шкала Фаренгейта (T_F), в ней температура замерзающей воды принимается равной 32 °F, а температура кипения воды равной 212 °F. Шкала Кельвина В этой шкале единица измерения температуры такая же, как и в шкале Цельсия, но нулевая точка сдвинута: T_К = T_С + 273,15 В системе СИ принято единицу измерения температуры по шкале Кельвина называть кельвином и обозначать буквой K.

Давление разреженного газа в сосуде постоянного объема V изменяется прямо пропорционально его абсолютной температуре: p ~ T. p = nkT, n = N / V – концентрация молекул (т. е. число молекул в единице объема сосуда), k –постоянная Больцмана, k = 1,38·10^–23 Дж/К. Сравнивая соотношения p = nkT с основным уравнением молекулярно-кинетической теории газов , можно получить: Средняя кинетическая энергия хаотического движения молекул газа прямо пропорциональна абсолютной температуре.