13. Основные положения молекулярно-кинетической теории и их опытное обоснование.

 Молекулярно-кинетическая теория — это раздел физики, изучающий свойства различных состояний вещества, основывающийся на представлениях о существовании молекул и атомов как мельчайших частиц вещества. В основе МКТ лежат три основных положения:           1. Все вещества состоят из мельчайших частиц: молекул, атомов или ионов.(в-во дискретно)           2. Эти частицы находятся в непрерывном хаотическом движении

3. скорость которого определяет температуру вещества.               Основные положения МКТ подтверждаются многими опытными фактами. Существование молекул, атомов и ионов доказано экспериментально, молекулы достаточно изучены и даже сфотографированы с помощью электронных микроскопов. Упругость газов, твердых и жидких тел, способность жидкостей смачивать некоторые твердые тела, процессы окрашивания, склеивания, сохранения формы твердыми телами и многое другое говорят о существовании сил притяжения и отталкивания между молекулами. Явление диффузии — способность молекул одного вещества проникать в промежутки между молекулами другого — тоже подтверждает основные положения МКТ. Явлением диффузии объясняется, например, распространение запахов, смешивание разнородных жидкостей, процесс растворения твердых тел в жидкостях, сварка металлов путем их расплавления или путем давления. Подтверждением непрерывного хаотического движения молекул является также и броуновское движение — непрерывное хаотическое движение микроскопических частиц, нерастворимых в жидкости.           Движение броуновских частиц объясняется хаотическим движением частиц жидкости, которые сталкиваются с микроскопическими частицами и приводят их в движение. Опытным путем было доказано, что скорость броуновских частиц зависит от температуры жидкости. Теорию броуновского движения разработал А. Эйнштейн. Законы движения частиц носят статистический, вероятностный характер. Известен только один способ уменьшения интенсивности броуновского движения — уменьшение температуры. Существование броуновского движения убедительно подтверждает движение молекул.

21. Скорость теплового движения молекул. Опыт Штерна..

МКТ газов основана на том, что газы состоят из беспорядочно движущихся молекул. Понятие температуры связано со скоростью  хаотического движения молекул формулой 

где – v² среднее значение квадрата скорости. Следовательно   

Так как N_А^.k=const=R, то  _.

Впервые прямое измерение скорос­тей теплового движения атомов было осуществлено немецким физиком Отто Штерном в 1920 г. 

Рассмотрим его упрощенную схему. Прибор Штерна состоит из двух коаксиальных цилиндров 2 и 4, жестко связанных друг с другом. Цилиндры могут вращаться с постоянной ско­ростью. Вдоль оси внутреннего цилиндра 2 натянута тонкая платиновая проволока 1, покрытая снаружи тонким слоем серебра. В стенке внутреннего цилиндра 2 имеется узкая щель. Воздух из цилиндров откачивается непрерывно работа­ющим насосом. При пропускании электрического тока через платиновую про­волоку она разогревается до температуры выше температуры плавления серебра. Серебро интенсивно испаряет­ся, и внутренний цилиндр заполняется газом из атомов серебра благодаря тому, что молекулы воздуха откачаны. Атомы серебра движутся прямолинейно и равномерно от про­волоки во все стороны. Большинство оседает на внутренней поверхности внутреннего цилиндра. Некоторые из них про­летают через щель, образуя пучок атомов. Когда прибор не­подвижен, атомы серебра, пройдя через щель, осаждаются на внутренней поверхности внешнего цилиндра (б). В результате прямо против щели образуется узкая полоска се­ребра одинаковой толщины. После того как прибор приво­дится в быстрое вращение с постоянной скоростью, опыт повторяется. При вращении прибора атомы серебра попада­ют на внутреннюю поверхность не прямо против щели, а по­лоска серебра смещается на некоторое расстояние (в).

Причем полоска серебра размыта по краям и неоднородна по толщине. В чем причина? Атомы серебра в пучке имеют раз­личные скорости. Так как атомам необходимо время, чтобы пролететь пространство между цилиндрами, то при вращении прибора атомы серебра, движущиеся с большей скоростью, оседают на внутренней поверхности цилиндра ближе к щели, а атомы, движущиеся с меньшей скоростью, оседают дальше от щели. Поэтому полоска серебра смещается на некоторое расстояние. 

  - Наиболее вероятное распределение