Молекулярна фізика
Основи термодинаміки
Молекулярна фізика
Молекулярна фізика і основи термодинаміки
Харків 2013
МЕТОДИЧНий посібник
Лекції з фізики «Частина 2. Молекулярна фізика і основи термодинаміки»
Методичний посібник «Лекції з фізики «Частина 2. Молекулярна фізика і основи термодинаміки» розроблений викладачем-методистом вищої категорії Наумкіним С.М.
Посібник відповідає навчальної програмі з фізики (рівень стандарту) для вищих навчальних закладів І-ІІ рівнів акредитації, які здійснюють підготовку молодших спеціалістів на основі базової загальної середньої освіти.
Затверджений на засіданні комісії загальноосвітніх дисциплін, фізичного виховання та іноземної мови
Протокол № від « » 2013р
Голова комісії загальноосвітніх дисциплін, фізичного виховання та
іноземної мови
Максимова І.В.
Заступник директора з навчальної роботи
Дідух І.І.
Зміст
1.1. Основи молекулярно-кінетичної теорії.(МКТ) с
1.2 Приклади розв’язування задач
1.3. Задачі для самостійного розв’язування
1.4. Основне рівняння молекулярно-кінетичної теорії. Середня квадратична швидкість молекул
1.1.5. Приклади розв’язування задач
1.1.6 Задачі для самостійного розв’язування
1.1.7. Ідеальний газ. Рівняння стану. Ізопроцеси. Закон Дальтона
1.1.8. Приклади розв’язування задач
1.1.9. Задачі для самостійного розв’язування
1.1.10 Зміна агрегатного стану речовини
1.1.11. Приклади розв’язування задач
1.1.12. Задачі для самостійного розв’язання
1.1.13. Поверхневий натяг і деякі властивості рідин
1.1.14. Приклади розв’язування задач
1.1.15. Задачі для самостійного розв’язання
2.1.1. Робота в термодинаміці. Внутрішня енергія
2.1.2. Приклади розв’язування задач
2.1.3. Задачі для самостійного розв’язування
2.1.4. Тепловий двигун. Ідеальна теплова машина. Цикл Карно
2.1.5. Приклади розв’язування задач
2.1.6. Задачі для самостійного розв’язування
1.1.1. Основи молекулярно-кінетичної теорії (МКТ)
Розділ фізики, що вивчає залежність будови і фізичних властивостей тіл від характеру руху і взаємодії між частинками, з яких складаються тіла, називаються молекулярною фізикою. В основі теорії лежать три важливі положення, підтверджені експериментально і теоретично:
1) Усі тіла складаються з найдрібніших частинок – атомів, молекул, до складу яких входять ще дрібніші елементарні частинки. Будова будь-якої речовини переривчаста.
2) Атоми і молекули речовини завжди перебувають у безперервному хаотичному русі, який називається тепловим.
3) Між частинками будь-якої речовини існують сили взаємодії – притягання і відштовхування.
Ці положення підтверджуються явищами дифузії, броунівського руху, особливостями будови і властивостями газів, рідин, твердих тіл та іншими явищами.
Основні поняття МКТ:
Молекула – найменша стійка частинка речовини, яка зберігає її хімічні властивості.
Кількість речовини – характеристика фізичного тіла, яка пропорційна кількості молекул у тілі. Основна одиниця кількості речовини в СІ – моль (ν).
Моль–кількість речовини, що містить стільки молекул (атомів), скільки атомів у 0,012 кг вуглецю.
Один моль будь-якої речовини містить однакову кількість атомів або молекул. Це число називається числом Авогадро(NA).
NA = 6,02 1023 моль-1.
Відомо, що моль за нормальних умов має об’єм V0 = 22,4 10-3м3. Отже, в 1м3 будь-якого газу за нормальних умов міститься однакове число молекул:
Це число називають сталою Лошмідта . Маса окремого атома або молекули дуже мала, тому зручно користуватися відносними значеннями мас молекул (або атомів). Відносною молекулярною (або атомною) масою речовини mотн називають відношення маси молекули (або атома) m0 даної речовини до однієї дванадцятої маси m0cізотопу 12Сатомавуглецю.
Молярна маса μ – маса 1 моля речовини. Вона дорівнює добутку маси молекули на сталу Авогадро.
μ= NА mо
m0 – маса молекули даного виду.
Кількість молекул у ν молях речовини можна визначити за формулою:
N = ν NA
Доказом хаотичного руху молекул є спостережуваний під мікроскопом безладний безперервний рух нерозчинних у рідині малих крупинок твердої речовини, розмір яких має порядок 10-10м. У 1827р. англійський ботанік Р.Броун, спостерігаючи квітковий пилок під мікроскопом, виявив, що він рухається.
Дифузія –це явище проникнення молекул одного виду у проміжки між молекулами іншого виду.