Раздел 2.

ОСНОВЫ МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ.

Тема №1.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ МКТ.

Молекулярно-кинетическая теория базируется на трех положениях, обобщающих результаты огромного количества экспериментальных данных.

Основные положения молекулярно-кинетической теории:

Все тела состоят из мельчайших частиц (атомов, молекул или ионов).
Эти частицы находятся в постоянном хаотическом движении.
Эти частицы взаимодействуют между собой.

Доказательством непрерывного хаотического движения молекул является диффузия и броуновское движение. Диффузия – это явление проникновения молекул одного вещества между молекулами другого вещества. Броуновское движение – движение микроскопических (однако состоящих из огромного числа молекул) частиц в жидкости или газе. Оно тем заметнее, чем: 1) меньше вязкость среды; 2) меньше масса частицы; 3) выше температура системы.

Размера атомов и молекул очень малы: для атомов они составляют величину порядка 10^-10 м, для молекул от 10^-10 м до 10^-5 м. Естественно, при таких размерах масса атомов и молекул также очень мала. К примеру, масса молекулы водорода составляет около 3,3∙10^-27 кг. Такими величинами в практических расчетах оперировать не совсем удобно. Поэтому было введено понятие относительной молекулярной (атомной) массы. Относительная молекулярная (атомная) масса- это безразмерная физическая величина, равная отношение массы молекулы (атома) к массы молекулы углерода:

; ; .

m₀- масса одной молекулы (атома);

m₀_c – масса молекулы углерода; m₀_c = 1,995∙10^-26 кг;

1а.е.м.- атомная единица массы; 1а.е.м.=1,6606∙10^-27кг.

1 моль – это количество вещества, в котором содержится столько же атомов или молекул, сколько их содержится в 0,012 кг углерода.

Число Авогадро – это число частиц содержащихся в 1 моле вещества.

N_A=6,02∙10²³моль^-1

Количество вещества – это относительный параметр, характеризующий число молей данного вещества:

; ; .

- число молекул (атомов); - масса вещества.

- молярная масса – масса 1 моля вещества:

; ; .

Тогда ; .

Тема №2. Макро- и микропараметры. Идеальный газ. Основное уравнение мкт идеального газа.

Микросистема – это система, состоящая из небольшого числа частиц (десятки, сотни). Физические величины, характеризующие поведение микросистем, называются микропараметрами (скорость, координата, заряд, масса).

Макросистема – это система, состоящая из огромного числа частиц. Физические величины, характеризующие поведение макросистем, называются макропараметрами (давление, объем, температура).

Для изучения свойств газа вводится физическая модель идеального газа – упрощенная модель реального разреженного газа. Свойства идеального газа: 1) размеры молекул малы по сравнению со средними расстояниями между ними, т.е. молекулы можно рассматривать как материальные точки; 2) силы притяжения между молекулами не учитываются, а силы отталкивания возникают только при соударениях между молекулами; 3) молекулы сталкиваются друг с другом как абсолютно упругие шары, движение которых описывается законами механики.

Основное уравнение МКТ идеального газа: . Это уравнение определяет давление идеального газа в любой точке его объема. Учитывая, что , основное уравнение МКТ можно записать в виде: . Т.е. давление идеального газа пропорционально концентрации молекул и средней кинетической энергии поступательного движения молекулы.