6. В чем особенности статистического и термодинамического подходов к изучению газовых систем?

Статистический метод основан на том, что свойства макротел определяются свойствами молекул, особенностями их движения (скоростью, энергией, импульсом и т.д.) и взаимодействия. Например, температура может быть выражена через среднее значение кинетической энергии движения молекул. Статистический метод дает представление о механизме тепловых процессов, рассматривая их как бы изнутри макротел, он существенно дополняет термодинамический метод. Основные законы термодинамики также имеют статистический смысл. Поэтому оба метода составляют основу термодинамики

Для изучения тепловых процессов в естествознании сформировался термодинамический метод исследования. Он заключается в том, что термодинамическая система рассматривается как один целостный объект (а не как множество ее элементов, молекул), и ее состояние системы задается термодинамическими параметрами (параметрами системы), характеризующими ее свойства. В качестве таковых обычно выбирают абсолютную температуру(температуру по шкале Кельвина – Т), давление(Р), молярный объем (объем одного моля вещества – VМ). Параметры связаны друг с другом, поэтому состояние системы можно представить в виде уравнения. Например, для идеального газа массой в один моль эту связь выражает уравнение Менделеева-Клапейрона

PV_М = RT

7. Что такое броуновское движение частиц вещества малых размеров, чем оно вызвано и о чем свидетельствует?

Бро́уновское движе́ние — беспорядочное движение микроскопических видимых взвешенных в жидкости или газе частиц твёрдого вещества, вызываемое тепловым движением частиц жидкости или газа. Было открыто в 1827 году Робертом Броуном. Броуновское движение никогда не прекращается. Оно связано с тепловым движением, но не следует смешивать эти понятия. Броуновское движение является следствием и свидетельством существования теплового движения.

Броуновское движение происходит из-за того, что все жидкости и газы состоят из атомов или молекул — мельчайших частиц, которые находятся в постоянном хаотическом тепловом движении, и потому непрерывно толкают броуновскую частицу с разных сторон. Было установлено, что крупные частицы с размерами более 5 мкм в броуновском движении практически не участвуют (они неподвижны или седиментируют), более мелкие частицы (менее 3 мкм) двигаются поступательно по весьма сложным траекториям или вращаются.

8. Как проводился опыт Штерна и что он показал?

для проведения опыта Штерном был подготовлен прибор, состоящий из двух цилиндров разного радиуса, ось которых совпадала и на ней располагалась платиновая проволока с нанесённым слоем серебра. Далее пропускался ток и серебро плавилось

В нём были непосредственно измерены скорости теплового движения молекул и подтверждено наличие распределения молекул газов по скоростям.

9. О чем говорит закон Максвелла о распределении молекул идеального газа по скоростям?

Скорость, при которой функция распределения молекул идеального газа по скоростям максимальна, называется наиболее вероятной скоростью.

При выводе этого закона Максвелл предполагал, что газ состоит из очень большого числа N тождественных молекул, находящихся в состоянии беспорядочного теплового движения при одинаковой температуре. Предполагалось также, что внешние поля на газ не действуют.

10. Как соотносятся друг с другом наиболее вероятная, средняя и среднеквадратичная скорости движения молекул газа?

11. Как выглядит барометрическая формула и что она означает?

Барометрическая формула — определяет зависимость давления или плотности газа от высоты в поле тяжести

 — Давление газа (атмосферное)

 — Давление газа над уровнем моря

 — Высота над уровнем моря

 — Плотность газа

 — Ускорение свободного падения

 — Постоянная Больцмана

 — Температура

 — Масса одной молекулы

 — Универсальная газовая постоянная

 — Молярная масса

 — Количество вещества

 — Число Авогадро

12. Что такое длина свободного пробега молекул? От чего она зависит? Каким образом?

Длина свободного пробега молекулы — среднее расстояние, которое частица пролетает за время свободного пробега от одного столкновения до следующего.

Средняя длина свободного пробега молекулы

Длина свободного пробега каждой молекулы различна, поэтому в кинетической теории вводится понятие средней длины свободного пробега l. Величина l является характеристикой всей совокупности молекул газа при заданных значениях давления и температуры

Если нам нужно выразить формулу через давление и температуру, то производим маленькую замену в 1 части формулы:

p=nkT

n= kT/p

Заменяем количество вещества на полученную нами формулу, и у нас получается:

 — Длина свободного пробега молекулы

 — Эффективный диаметр молекулы

 — Концентрация молекул

 — Давление

 — Постоянная Больцмана

 — Температура, при которой находится газ