2. Молекулярная физика
2.1 Основные положения МКТ
2.2 Молекулы и атомы
2.3 Агрегатные состояния вещества
2.4 Идеальный газ
2.5 Температура
2.6 Количество вещества
2.7 Давление газа. Основное уравнение кинетической теории идеальных газов.
2.8 Универсальная газовая постоянная
2.9 Уравнение состояния идеального газа
2.10 Изопроцессы. 2.10.1 Изотермический процесс.
2.10.2 Изохорный процесс.
2.10.3 Изобарный процесс.
457.00K
Category: physicsphysics

молекулярная физика_1_2019

1. 2. Молекулярная физика

2. 2.1 Основные положения МКТ

Молекулярно-кинетической теорией (МКТ) называют учение о
строении и свойствах вещества на основе представления о
существовании атомов и молекул как наименьших частиц
химического вещества.
Основные положения (МКТ):
1. Все вещества состоят из мельчайших частиц - молекул.
2. Между молекулами тела одновременно действуют силы
взаимного
3.
Молекулы,
притяжения
образующие
тела
и
отталкивания.
находятся
в
непрерывного беспорядочного движения.
состоянии

3. 2.2 Молекулы и атомы

Молекула – это наименьшая частица вещества, сохраняющая все его
химические свойства.
Все молекулы, образующие данное вещество, одинаковы.
Молекулы состоят из атомов.
Атом - мельчайшая частица химического элемента, являющаяся
носителем его свойств.

4.

Молекулы
занимают
определенный
объем,
притягивают
соседние
молекулы и при достижения определенного расстояния отталкивают, не
давая занять место своего местоположения.
В различных веществах молекулы ведут себя по разному.
Различают четыре агрегатных состояния (или фазы) вещества:
•твердое,
•жидкое,
•газообразное,
•плазменное.

5. 2.3 Агрегатные состояния вещества

В кристаллическом (твердом) теле молекулы образуют кристаллическую
решетку (упорядоченную структуру). Молекулы колеблются в узлах
кристаллической решетки. Кристаллическим твердым телам свойственна
упорядоченность, повторяющаяся на неограниченно больших расстояниях,
которая называется дальним порядком.
С увеличением температуры в кристаллических телах нарушается дальний
порядок и происходит фазовый переход из твердого состояния в жидкое.

6.

В жидком состоянии
у молекул наблюдается ближний порядок, т.е.
упорядоченное расположение молекул в пределах 2-3 слоев.
Молекулы
жидкости
колеблются
относительно
своего
положения
равновесия и совершают перескоки из одного положения в другое с
увеличением температуры.
При дальнейшем нагревании жидкости связи между молекулами рвутся,
они движутся независимо. Происходит фазовый переход из жидкого
состояния в газообразное.

7.

Газы могут неограниченно расширяться в пространстве, так как силы
притяжения между молекулами малы, в связи с тем, что расстояния между
молекулами газа большие.
При дальнейшем нагревании газа, атомы газа сталкиваются и ионизуются
(образуются положительные ионы и электроны), что приводит к
возникновению плазмы.
Плазма – это электронейтральная совокупность нейтральных и заряженных
частиц.

8. 2.4 Идеальный газ

Простейшей моделью молекулярно-кинетической теории является модель
идеального
газа.
В данной модели полагают, что:
1. Межмолекулярные силы полностью отсутствуют.
2. Молекулы – материальные точки (шарики) (т.е. их размерами
пренебрегают).
3. Молекулы - идеально упругие шарики, взаимодействующие между
собой и со стенками только во время упругих столкновений.
4. Суммарный объем всех молекул мал по сравнению с объемом сосуда, в
котором находится газ.

9.

Модель идеального газа достаточно хорошо описывает поведение
реальных газов в широком диапазоне давлений и температур.
Задача молекулярно-кинетической теории состоит в том, чтобы
установить
связь
между
микроскопическими
(масса,
скорость,
кинетическая энергия молекул) и макроскопическими параметрами
(давление, объем, температура).

10. 2.5 Температура

Хаотическое движение молекул называют тепловым. Скорость движения
молекул тем выше, чем выше температура тела.
Температура - есть мера средней кинетической энергии поступательного
движения молекул газа.
В системе СИ принято единицу измерения температуры по шкале Кельвина
называть Кельвином и обозначать буквой К.
Например, комнатная температура tС = 20 °С по шкале Кельвина равна
TК = 293,15 К.
TК = tС + 273,15.

11.

Температурная
шкала
Кельвина
называется
абсолютной
шкалой
температур. Она оказывается наиболее удобной при построении
физических теорий.
Средняя кинетическая энергия хаотического движения молекул газа
прямо
пропорциональна
абсолютной
температуре.
3
Ek k T
2
При абсолютном нуле температуры движение молекул прекращается и
средняя кинетическая энергия равна 0.

12. 2.6 Количество вещества

Количеством вещества называется физическая величина, определяемая
числом молекул, атомов или ионов – из которого состоит вещество
Единица количества вещества называется молем (моль).
В молекулярно-кинетической теории количество вещества принято
считать пропорциональным числу частиц.
Моль – это количество вещества, содержащее столько же частиц
(молекул), сколько содержится атомов в 0,012 кг углерода 12C. Молекула
углерода состоит из одного атома.

13.

Таким образом, в одном моле любого вещества содержится одно и
то же число частиц (молекул).
Это число называется постоянной Авогадро NА:
NА = 6,02·1023 моль–1.

14.

Количество вещества ν определяется как отношение числа N частиц
(молекул) вещества к постоянной Авогадро NА:
N
NA
Массу одного моля вещества принято называть молярной массой M.
Молярная масса равна произведению массы m0 одной молекулы
данного
вещества
M = NA · m0.
на
постоянную
Авогадро:

15. 2.7 Давление газа. Основное уравнение кинетической теории идеальных газов.

16.

17.

18. 2.8 Универсальная газовая постоянная

Произведение
постоянной
Авогадро
постоянную
Больцмана
k

на
называется
универсальной газовой постоянной и обозначается
буквой R.
Численное значение универсальной газовой постоянной
в СИ есть:
R = 8,31 Дж/моль·К.

19. 2.9 Уравнение состояния идеального газа

Уравнение
Клапейрона
уравнение
состояния
связывающего
три

Менделеева
идеального
макроскопических
-
это
газа,
параметра
(давление, объем и температуру) газа данной массы.
m
pV R T R T
M

20. 2.10 Изопроцессы. 2.10.1 Изотермический процесс.

Процессы, в которых один из параметров p, V или T
остается неизменным называются изопроцессами.
Изотермическим
процессом
(T=const)
называют
процесс, протекающий при постоянной температуре T
и при условии, что количество вещества ν
в сосуде
остается неизменным.
Из закона Клапейрона –Менделеева следует закон
Бойля-Мариотта
m
pV const R T
M

21. 2.10.2 Изохорный процесс.

Изохорный процесс – это процесс нагревания или
охлаждения газа при постоянном объеме V и при
условии, что количество вещества в сосуде остается
неизменным.
Из закона Клапейрона – Менделеева следует закон
Шарля:
p
m R
const
T
MV

22. 2.10.3 Изобарный процесс.

Изобарным
процессом
квазистатический
(p
процесс,
=
const)
называют
протекающий
при
неизменным давлении p и при условии, что количество
вещества
в сосуде остается неизменным.
Из закона Клапейрона –Менделеева следует закон Гей-
Люссака:
V
m R
const
T
M p
English     Русский Rules