16. Основное уравнение молекулярно - кинетической теории идеального газа.

МКТ—раздел физики, изучающий свойства объектов на основе их молекулярного строения. Молекула— мельчайшая частица вещества, определяющая его химические свойства Атомы—основная часть молекулы, их набор(не деление) ограничен

Основные положения МКТ а) вещество состоит из молекул. Доказательство: делимость тел, растворимость веществ, молекулы определяются электронным микроскопом. б) молекулы находятся в непрерывном хаотическом тепловом движении. Доказательство: давление газов, брауновское движение(хаотическое движение частиц в жидкости), диффузия(проникновение молекул одного вещества между молекулами другого вещества). в) молекулы взаимодействуют друг с другом. Доказательство: существование трёх агрегатных состояний вещества(газ. Жидкость, твёрдое тело), фазовые переходы между этими состояниями; упругие свойства твёрдых тел; поверхностное натяжений жидкостей;

Вывод основного уравнения МКТ

Давление газа на стенки сосуда определяется за счёт ударов молекул.

Предположим, что все молекулы имеют одинаковую массу m₀ и движутся с одинаковой по модулю скоростью υ. Все удары молекул абсолютно упругие (предположим) Рассмотрим стенку

1 молекула передаёт стенке импульс: ∆p=m₀V_x-m₀(-V_x)=2m₀V_x

За Δt о стенку ударяет N₁ молекул, тогда импульс за Δt

∆p_общ.=N₁∆p₁=2m₀V_xN₁

Давление

Концентрация n [м^-3]

—полное число молекул ,

число ударов, т.к. половина молекул летит к стенке, а вторая половина от стенку

, ∆l— расстояние от стены, которое успевают преодолеть молекулы за ∆t, чтобы удариться об неё

∆l=V_x ∆t

Т.к. пространство имеет три измерения, то введём среднеквадратичную скорость.

Средняя скорость

Из этого следует все направления движения молекул равновероятны

Среднеквадратичная скорость:

Т.к. направления равновероятны, то средние значения равны:

Следовательно:

— основное уравнение МКТ газа

17.Средняя кинетическая энергия поступательного движения молекулы. Молекулярно - кинетический смысл температуры.

. Молекулярно - кинетический смысл температуры. Определения температуры. В термодинамике температура определяется степень нагретости тела. Для того. Чтобы измерить температуру прибор(термометр) приводят в контакт с системой и ожидают наступление состояния термодинамического равновесия т.е. состояния когда прибор приобретает ту же температуру, что и определённая система.

В молекулярной физике температура определяется как мера средне кинетической энергии молекул. В соответствии с теорией Гиббса в состоянии термодинамического равновесия на каждую степень свободы приходится в среднем энергии, т.е.

Е₁— энергия 1 свободы одной молекулы

К— постоянная Больцмана

K=1.38۠*10^-23 дж/н

Т— абсолютная температура, измеряется в К

Т=t+273 ⁰C

Энергия молекулы(кинетическая)

i— число степеней свободы;

i=3 для поступательных степеней свободы.

Если молекула двухатомная, то i=5.

Для многоатомных i=6;

Расчёт проводят без учёта колебательных степеней свободы, т.к. эти степени свободы включаются только при высоких температурах, далёких от 273 К

На каждую колебательную степень свободы приходится kT энергии. Тогда поступательного движения