Взаємодія молекул.

З проявом сил міжмолекулярної взаємодії ми ознайомились, вивчаючи механіку. У твердих тілах міжмолекулярні сили (притягання і відштовхування) виявляють себе як сили пружності за різних деформацій і зумовлюють міцність тіла. Сили тертя між контактуючими поверхнями залежить і від того, з якого матеріалу виготовлено поверхні, і від якості їх обробки. Якщо зробити поверхні більш гладенькими – тертя зменшиться. Однак, зменшувати шорсткість поверхонь можна лише до певної межі, оскільки у разі дуже гладких (наприклад, полірованих) поверхонь проявляються сили міжмолекулярного притягання і перешкоджають ковзанню.

Сили притягання, що виникають між гладенькими поверхнями досить значні. Так, можна міцно з’єднати свинцеві циліндри, притискаючи їх один до одного зачищеними плоскими поверхнями. При площі поверхні в 1 см² зчеплені циліндри витримують гирю масою 5 кг

Саме сили притягання між молекулами використовують під час склеювання,

зварювання. Головним у цих процесах є зближення взаємодіючих молекул на таку малу відстань, щоб сили міжмолекулярного притягання могли проявити себе. Так, притискаючи один до одного осколки розбитої порцелянової чашки, не можна її відновити, бо відстань між величезною кількістю молекул у щілині така значна, що сили міжмолекулярної взаємодії між ними не виникають. Щоб добитися з’єднання, використовують клей (речовину у рідкому стані), після тверднення якого виріб набуває міцності і сталої форми.

Прояв сил міжмолекулярного притягання використовують під час виготовлення деталей методом порошкової металургії. Порошки різних матеріалів піддають сильному всебічному стисканню, при цьому їхні частинки зближуються до відстаней, на яких між ними діють величезні сили зчеплення, і з порошків утворюється міцна деталь.

Природа сил міжмолекулярної взаємодії.

Згідно з третім положенням

молекулярно-кінетичної теорії, молекули взаємодіють одна з одною силами електромагнітної природи. Хоч молекули є електронейтральними, до їх складу входить різнойменно заряджені частинки – ядро та електрони. Як відомо, однойменні заряди відштовхуються, а різнойменні притягаються, тому між молекулами одночасно діють сили і притягання, і відштовхування.

Крім того, між рухомими зарядженими частинками атомів і молекул є магнітна взаємодія, яка дає свій внесок у рівнодійну сил притягання і відштовхування молекул.

Сили притягання і відштовхування існують одночасно, але, як показують досліди, залежать від відстаней між частинками по-різному.

Термодинамічний зміст температури. Способи вимірювання температури

Як уже зазначалося, у молекулярній фізиці використовують як термодинамічні, так і статистичні методи дослідження. Згідно з термодинамічним підходом, будь-яке макроскопічне тіло або групу макроскопічних тіл називають термодинамічною системою. Ідеальний газ є термодинамічною системою.

Величини, які характеризують стан термодинамічної системи без урахування молекулярної будови тіл – об’єм, тиск, температуру називають відповідно макроскопічними (або термодинамічними) параметрами.

Температура – це фізична величина, про яку ви знаєте з раннього дитинства як про ступінь нагрітості тіл (холодне, тепле, гаряче), характеристику теплої або холодної погоди в різні пори року, показник стану здоров’я тощо. Побутове поняття температури часто перешкоджає глибокому розумінню її фізичного змісту. Це одна з не простих фізичних величин, до розуміння якої людство йшло протягом багатьох століть. Температура як термодинамічна величина характеризує тепловий стан системи, як молекулярно-кінетична величина – інтенсивність хаотичного руху молекул в цій системі. Численні спостереження і досліди свідчать, що для будь-яких взаємодіючих макроскопічних тіл або групи тіл (термодинамічної системи) за незмінних зовнішніх умов раніше чи пізніше настає стан теплової рівноваги.

Тепловою або термодинамічною рівновагою називають такий стан системи, коли всі її макроскопічні параметри як завгодно довго лишаються незмінними.

Отже, коли між двома тілами встановлюється тепловий контакт і зовнішні умови не змінюються, тіла приходять до стану теплової рівноваги.

Термодинамічна система може перебувати у різних станах теплової рівноваги. У кожному з цих станів температура має певне значення. Інші величини можуть мати у стані теплової рівноваги різні (але постійні) значення. Так, об’єми різних частин системи і тиски всередині їх, за наявності твердих перегородок, можуть бути різними. Якщо до кімнати ви внесете м’яч, що був наповнений стиснутим повітрям надворі, через деякий час температура повітря у ньому і в кімнаті зрівняються. А тиск повітря в м’ячі все одно буде більшим, ніж у кімнаті.

У всіх частинах системи, що перебуває в стані теплової рівноваги, температура

має одне й те саме значення.