Змістовний модуль 8

Vіii. Основи молекулярної фізики і термодинаміки

Лекція №39

99. Статистичний і термодинамічний

методи дослідження. Термодинамічні

параметри. Рівноважний стан і процеси

Молекулярна фізика і термодинаміка – розділи фізики, в яких вивчаються макро­скопічні процеси в тілах, що зв'язані з великою кількістю атомів і молекул, з яких складаються тіла.

Для дослідження цих процесів вико­ристовують два методи: статистичний (молекулярно-кінетичний) і термодинамічний.

Молекулярна фізика вивчас будову і властивості речовини, зважаючи на молекулярно-кінетичні уявлення про те, що всі тіла складаються з атомів і молекул, які перебувають у неперервному тепловому русі.

Безпосереднім дослідним підтвердженням справедливості молекул- ярно-кінетичної теорії с дифузія, броунівський рух.

Властивості величезного скупчення молекул, що утворюють тіло, підлягають особливим статистичним закономірностям і їх можна вивчити за допомогою статистич­ного методу, який грунтується на тому, що властивості макроскопічної системи визнача­ються властивостями частинок системи, особливостями їх руху і усередненими значен­нями динамічних характеристик цих части­нок (швидкості, енергії тощо).

Термодинаміка - розділ фізики, що вивчає загальні властивості макроскопіч­них систем, що знаходяться в стані тер­модинамічної рівноваги, і процеси переходу між цими станами.

На основі термодинамічного методу вивчаються умови перетворення енеріїї з од­ного виду в інший і ті самі перетворення з кількісного боку. В основі термодинаміки лежать два експериментально встановлені закони, які називають першим і другим зако­нами термодинаміки. Термодинаміка нічого не досліджує про мікроскопічну будову ре­човини, механізм явищ, а лише встановлює зв’язок між макроскопічними властивостя­ми речовини.

Термодинамічна система - сукуп­ність макроскопічних тіл, які взаємодіють і обмінюються енергією як між собою, так і з іншими тілами.

Стан системи задасться термодинамічними параметрами - сукупністю фі­зичних величин, шо характеризують влас­тивості термодинамічної системи. Найважливіші параметри стану хіміч­но однорідної системи - об'єм V, тиск р і температура Т. Між цими трьома основними параметрами стану існує зв'язок, шо нази­вається рівнянням стану: f(V,р,Т ) = 0.

Стан термодинамічної системи на­зивається стаціонарним, якщо значення всіх термодинамічних параметрів системи не змінюються з часом. Стаціонарний стан системи називасться рівноважним, якщо його незмінність у часі не зумовлена пере­бігом яких-небудь процесів у зовнішніх відносно системи тілах. Будь-яка зміна в термодинамічній системі, яка зв'язана із зміною хоча би одного з його термодина­мічних параметрів, називається термоди­намічним процесом.

Рівноважними називаються такі процеси, під час яких зміна стану тіла від­бувалася дуже повільно, точно кажучи, нескінченно повільно, і при цих процесах система проходить неперервний ряд нескін­ченно близьких рівноважних термодина­мічних станів.

Усі реальні процеси відбуваються із скінченною швидкістю і тому нерівповажні.