5. Молекулярно-кинетическая теория идеального газа. Закон Максвелла распределения молекул по скоростям. Наиболее вероятная средняя арифметическая скорость молекул.

Молекулярно-кинетическая теория – учение о строении и свойствах веществ, использующее представление об атомах и молекулах как наименьших частицах химических веществ.

Основные положения:

1. Вещество состоит из частиц: атомов и молекул;

2. Эти частицы хаотически движутся;

3. Частицы взаимодействуют друг с другом.

Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеального газа.

1. молекулы обладают пренебрежимо малыми объемами сосуда

2. между молекулами не действуют силы притяжения

3. при соударении молекул друг с другом и со стенками сосуда действуют силы упругого отталкивания.

Основное уравнение молекулярно-кинетической теории

Зависимость давления идеального газа от его температуры и концентрации молекул:

Закон Максвелла распределение молекул по скоростям: в ансамбле множества молекул газа в 1 см³ при нормальных условиях находится 2,7*10¹⁹ молекул газа – число Лошмидта. В 1860г Максвелл вывел закон Из этой формулы - формула распределения молекул по скоростям при данной температуре. f_m(V) показывает относительное количество молекул, скорость которых находится в данном интервале при конкретной температуре возле значения V.

Наиболее вероятная скорость молекул:

Средняя арифметическая скорость молекул:

Средняя квадратичная скорость молекул:

6. Уравнение состояния идеального газа (уравнение Клапейрона - Менделеева). Постоянная Больцмана.

Давление -физическая величина численно равная силе действующая на единицу площади поверхности тела по направлению к нормали к этой поверхности.

, где - давление, -нормальные компоненты силы на поверхность

Удельный объём есть величина обратная плотности тела. Для однородного тела удельный объём есть объём тела

Беспорядочное движение частиц в системе связано с движением вещества. Макроскопической характеристикой теплового движения является температура-это мера содержащегося в теле тепла, температура определяет направление перехода тела, от более нагретого к менее нагретому т.к. теплота- это форма энергии, то её можно связать с кинетической энергией частиц т.е. кинетическая энергия частицы такая же как и температура есть мера теплового движения.

Температура- это макроскопическая, статистическая характеристика тела т.е. термодинамическая переменная а кинетическая энергия характеризует определённую частицу тела связана со средней кинетической энергией частиц системы

Свойства многих веществ, находящихся в газообразном состоянии, при обычных условиях могут быть описаны уравнением состояния идеального газа: - уравнение Клапейрона-Менделеева

Уравнение Клапейрона-Менделеева можно применять к любым веществам в газообразном состоянии, если плотность этих веществ меньше плотности их насыщенных паров при тех же температурах. Уравнение состояния идеального газа можно привести к другому виду. Для этого введем величину , где R – газовая постоянная (8.31 Дж/(моль*К)), N_A – число Авогадро (6,022*10²³ моль^-1). В результате подстановки числовых значений получим постоянную Больцмана к=1,38*10^-23 Дж/К. постоянная Больцмана имеет более глубокий смысл, чем универсальная газовая постоянная R. Она представляет собой коэффициент пропорциональности между средней энергией теплового движения молекулы и абсолютной температурой.