Вопрос 1. Статистический и термодинамический методы исследования.

Молекулярная физика и термодинамика — разделы физики, в которых изучаются макроскопические процессы в телах, связанные с огромным числом содержащихся в телах атомов и молекул. Для исследования этих процессов применяют два качественно различных и взаимно допол­няющих друг друга метода: статистический (молекулярно-кинетический) и термодинами­ческий. Первый лежит в основе молекулярной физики, второй — термодинамики.

Статистический метод основан на том, что свойства макроскопической системы в конеч­ном счете определяются свойствами частиц системы, особенностями их движения и усредненными значениями динамических характеристик этих частиц (скорости, энер­гии и т. д.). Например, температура тела определяется скоростью хаотического движе­ния его молекул, но так как в любой момент времени разные молекулы имеют различные скорости, то она может быть выражена только через среднее значение скорости движения молекул. Нельзя говорить о температуре одной молекулы. Таким образом, макроскопические характеристики тел имеют физический смысл лишь в слу­чае большого числа молекул.

Термодинамический метод отличается от статистического. Область применения термодинамики значительно шире, чем молекулярно-кинетической теории, ибо нет таких областей физики и химии, в которых нельзя было бы пользоваться термодинамическим методом. Однако, с другой стороны, термодинами­ческий метод несколько ограничен: термодинамика ничего не говорит о микроскопи­ческом строении вещества, о механизме явлений, а лишь устанавливает связи между макроскопическими свойствами вещества. Молекулярно-кинетическая теория и термо­динамика взаимно дополняют друг друга, образуя единое целое, но отличаясь различ­ными методами исследования.

Вопрос 2. Основные положения молекулярно-кинетической теории.

- Все вещества состоят из молекул, а молекулы из атомов, что не является пределом делимости.

- Между молекулами действуют силы взаимного притяжения и отталкивания.

- Молекулы, составляющие тело, находятся в состоянии непрерывного и беспорядочного движения.

Вопрос 3. Уравнение состояния идеального газа.

Молекулы газа ударяются между собой и о стенки сосуда, т.е. действуют с некоторой силой на стенки (давление газа). Сила удара зависит от скорости, следовательно, давление является функцией кинетической энергии.

Идеальный газ – воображаемый газ, молекулы которого представлены упругими шариками не связанными межмолекулярными связями.

P=nkT (k – постоянная Бойля k=1.38*10²³ Дж/К)

Вопрос 4. Экспериментальные газовые законы.

Состояние любой массы газа характеризуется параметрами состояния: давление температура, объем. Процесс их изменения называется газовым процессом.

Закон Бойля – Мариотта: T=const, PV=const.

Закон Гей – Люссака:

P=const, = где Т0 начальная температура газа, Т – температура газа, V0 – объем газа при T0, V – объем газа при Т.

V=V0(1+αT) α – температурный коэффициент объемного расширения.

Закон Шарля:

V=const, =

P= P0(1+ϒ) ϒ- термический коэффициент давления газа.

Закон Дальтона:

Порциальное давление газа, входящего в газовую смесь – давление, которое имел бы этот газ, если бы он один занимал весь объем. Давление газовой смеси равно сумме порциальных давлений, входящих в нее газов.

P=P1+P2+P3….

Закон Авогадро:

При одинаковой температуре и давлении массы любых газов занимают одинаковые объемы.

Закон Клайперона:

=const, PVT=const.

Закон Мейделеева-Клайперона:

PV= RT. M – молярная масса, m – масса, R – универсальная газовая постоянная.