Размеры, массы молекул, атомов.

Относительная молекулярная масса (или относительная атомная масса) вещества М_r – это отношение массы молекулы (или атома) данного вещества к 1/12 массы атома углерода.  М_r = (m₀) : (m_0C / 12), где m₀ – масса молекулы (или атома) данного вещества, m_0C – масса атома углерода. Атомная единица массы – это 1/12 массы изотопа углерода С¹². Точные измерения показали, что атомная единица массы составляет 1,660*10^-27 кг, то есть 1 а.е.м. = 1,660 * 10^-27 кг. Количество вещества ν равно отношению числа молекул в данном теле к числу атомов в 0,012 кг углерода, то есть количеству молекул в 1 моле вещества. ν = N / N_A , N_A = 6,02 * 10²³ моль^-1. Молярная масса – это масса вещества, взятого в количестве одного моля:  μ = m₀ * N_A ,где m₀ – масса молекулы. Количество вещества равно отношению массы вещества к его молярной массе: ν = m / μ 

Состояния вещества.

В твёрдом состоянии вещество сохраняет как форму, так и объём. При низких температурах все вещества замерзают — превращаются в твёрдые тела. Твёрдые тела делятся на кристаллические и аморфные. С микроскопической точки зрения твёрдые тела характерны тем, что молекулы или атомы в них в течение длительного времени сохраняют своё среднее положение неизменным. В жидком состоянии вещество сохраняет объём, но не сохраняет форму. Жидкость способна течь даже под своей неподвижной поверхностью, и это тоже означает несохранение формы. Молекулы жидкости не имеют определённого положения, но в то же время им недоступна полная свобода перемещений. Газообразное состояние характерно тем, что оно не сохраняет ни форму, ни объём. Газ заполняет всё доступное пространство и проникает в любые его закоулки. Плазма — газ с большим количеством заряженных ионов и свободных электронов, самое распространённое во Вселенной агрегатное состояние вещества. В этом состоянии находится вещество звёзд и вещество, наполняющее межпланетное, межзвёздное и межгалактическое пространство. Большая часть барионного вещества (по массе около 99,9 %) во Вселенной находится в состоянии плазмы.

Параметры идеального газа.

• Диаметр молекулы   пренебрежимо мал по сравнению с расстоянием между ними ( ).

• Импульс передается только при соударениях, то есть силы притяжения между молекулами не учитываются, а силы отталкивания возникают только при соударениях.

• Суммарная энергия частиц газа постоянна, если отсутствует теплопередача и газ не совершает работы.

По эквивалентной формулировке идеальный газ - такой газ, который одновременно подчиняется закону Бойля — Мариотта и Гей-Люссака, то есть: где   — давление,   — абсолютная температура. Свойства идеального газа описываются уравнением Менделеева — Клапейрона: , где   - универсальная газовая постоянная,   — масса,   — молярная масса.

или где   — концентрация частиц,   — постоянная Больцмана.

Основное уравнение молекулярно-кинетической теории.

Пусть имеется   частиц массой   в некотором кубическом сосуде. Так как молекулы движутся хаотически, то события, состоящие в движении в одном из шести направлений пространства, совпадающих с осями декартовой системы координат, равновероятностны. Поэтому, в каждом из этих направлении движется   частиц.Пусть все частицы обладают одинаковой скоростью  . Каждая из частиц, сталкивающихся со стенкой, передаёт ей импульс  . Если площадь стенки  , а концентрация -  , то количество частиц, сталкивающихся со стенкой за время  равно  Так как  , а   - суммарная сила взаимодействия частиц со стенкой, то подставив соответствующие значения получим  , так как  , то