Основы молекулярно–кинетической теории

ЧАСТЬ 2

МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА И ОСНОВЫ ТЕРМОДИНАМИКИ

Глава 8.

Основы молекулярно–кинетической теории

8.1. Основные понятия и определения.

Опытное обоснование основных положений молекулярно-кинетической теории. Молекулярно–кинетическая теория объясняет строение и свойства тел движением и взаимодействием атомом, молекул и ионов, из которых состоят тела.

1) Все тела состоят из атомов или молекул. Подтверждается химическими реакциями, прямыми микроскопическими наблюдениями; диффузией — проникновением молекул и атомов одних веществ в промежутки между молекулами и атомами других веществ.

2) Атомы и молекулы находятся в непрерывном хаотическом д вижении. Подтверждается диффузией и броуновским движением — хаотическим движением частиц (пыль) под действием беспорядочных соударений молекул жидкости или газа. На рис.54 изображена траектория броуновской частицы.

3) Молекулы и атомы взаимодействуют между собой. На близких расстояниях отталкиваются, при увеличении расстояния — притягиваются, на расстоянии намного больше диаметра молекул — практически не взаимодействуют. Подтверждается упругими свойствами твердых тел, жидкостей и газов.

Моль , моль — мера количества вещества в СИ.

В одном моле содержится постоянная Авогадро молекул или атомов N_А = 6,0210²³ моль–1.

Молярная масса , кг/моль — масса одного моля вещества.

— масса одной молекулы. определяется по таблице Менделеева, например, для углерода кг/моль.

Масса одной молекулы кг.

Размеры молекул и атомов определяются размерами орбиталей внешних электронов 10 ^–10 м = 1 Å( ангстрем).

Идеальный газ — считается, что молекулы такого газа состоят из материальных точек, молекулы не взаимодействуют друг с другом. Соударение таких молекул со стенками сосуда считается абсолютно упругим.
Термодинамические параметры определяют состояние газа.

Р, Па — давление газа на стенки сосуда ( , где — сила нормального давления, — площадь действия силы.) V, м³ — объем, занимаемый газом.

Т, К (кельвин) — термодинамическая, абсолютная температура. Температура Кельвина связана с температурой Цельсия:

Т,К = 273 + t C.

Абсолютная температура является мерой средней кинетической энергии молекул.

Термодинамическое равновесие — состояние системы, при котором температура и давление в любой точке системы одинаковы.

Равновесными называются термодинамические процессы при которых в любой момент времени в любой точки объема температуру и давление можно считать одинаковыми.

Термометры — приборы для измерения температуры. Используют зависимость давления, объема, электрического сопротивления и др. параметров от изменения температуры.

8.2.Уравнение состояния идеального газа.

Уравнение состояния определяет связь термодинамических параметров в состоянии термодинамического равновесия и в равновесных термодинамических процессах.
Уравнение состояния идеального газа (Менделева-Клапейрона) определяет связь термодинамических параметров для идеального газа: ,