Самостоятельная работа. Обобщение и систематизация знаний по разделу «Молекулярная физика»

МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКОЙ ТЕОРИЕЙ называется учение, которое объясняет строение и свойства тел движением и взаимодействием атомов, молекул и ионов, из которых состоят тела. В основе МКТ строения вещества лежат три положения, каждое из которых доказано с помощью наблюдений и опытов (броуновское движение, диффузия и др.):

1. вещество состоит из частиц;

2. частицы хаотически движутся;

3. частицы взаимодействуют друг с другом.

Цель молекулярно-кинетической теории - объяснение свойств макроскопических тел и тепловых процессов, протекающих в них, на основе представлений о том, что все тела состоят из отдельных, беспорядочно движущихся частиц.

А т о м о м называется наименьшая частица данного химического элемента.

Каждому химическому элементу соответствуют вполне определенные атомы, сохраняющие химические свойства данного элемента. Атом состоит из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов, движущихся в электрическом поле ядра.

М о л е к у л о й называется наименьшая устойчивая частица данного вещества, обладающая его основными химическими свойствами. Молекула состоит из одного или нескольких атомов одинаковых или различных химических элементов. По международному соглашению массы всех атомов и молекул сравниваются с 1/12 массы атома углерода (углеродная шкала относительных атомных масс). 1 а.е.м. = 1/12 массы атома углерода =1 ,66 * 10 ^-23 кг. Количеством в е щ е с т в а называется физическая величина, определяемая числом молекул, атомов или ионов. Единицей количества вещества является м о л ь (масса не является мерой количества вещества).

2. Микро - и макропараметры.

Система, состоящая из большого числа молекул, называется макросистемой. Макросистема, отделенная от внешних тел стенками с постоянными свойствами, после длительного промежутка времени приходит в равновесное состояние. Это состояние можно описать рядом параметров, называемых Параметрами состояния. Различают Микропараметры и Макропараметры состояния. К микропараметрам состояния можно отнести следующие физические величины: массу M0 молекул, их скорость, среднюю квадратичную скорость молекул, среднюю кинетическую энергию молекул, среднее время между соударениями молекул, длину их свободного пробега и др. Это такие параметры, которые можно отнести и к одной молекуле макросистемы.Макропараметры состояния характеризуют только равновесную систему в целом. К ним относятся объем V, давление P, температура T, плотность , концентрация N, внутренняя энергия U, электрические, магнитные и оптические параметры. Значения этих параметров могут быть установлены с помощью измерительных приборов. Молекулярно-кинетическая теория идеального газа устанавливает соответствие между микропараметрами и макропараметрами газа.

3. Идеальный газ.

- Число молекул в газе велико: N >> 1, среднее расстояние между отдельными молекулами много больше их размеров (l >> a).

- Молекулы газа совершают неупорядоченное, хаотическое движение.

- Движение отдельных молекул подчиняется законам классической механики. При этом молекулы рассматриваются как материальные точки, совершающие только поступательное движение. Величина потенциальной энергии взаимодействия в среднем мала по сравнению со средней кинетической энергией.

- Все соударения молекул друг с другом и со стенками сосуда, в котором находится газ, являются абсолютно упругими (происходят без потери энергии). При ударе о стенку компонента импульса молекулы, перпендикулярная стенке, меняет знак (но не величину). Таким образом, в целом выполняются законы сохранения импульса и энергии для молекул газа