МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА
Основные положения молекулярно-кинетической теории (МКТ)
- Все тела состоят из мельчайших частиц — атомов и молекул. Между этими частицами существуют промежутки.
- Атомы и молекулы находятся в постоянном хаотическом движении. С ростом температуры скорость этого движения увеличивается.
- Атомы и молекулы взаимодействуют друг с другом. Притягиваются или отталкиваются. Силы их взаимодействия имеют электрическую природу).
Броуновское движение — тепловое движение мельчайших частиц, взвешенных в жидкости или газе.
Диффузия — проникновение молекул одного вещества в промежутки между молекулами другого.
Количество вещества и молярная масса
Количество вещества — относительная величина, показывающая во сколько раз число молекул в данном веществе отличается от числа молекул в 12 граммах углерода. Единица измерения моль.
Моль — это такое количество вещества, в котором содержится столько же атомов (или молекул), сколько атомов содержится в 12 граммах углерода.
Число Авогадро (Моль-1) — количество атомов или молекул в одном моле вещества или в 12 граммах углерода.
Молярная масса () — масса одного моля вещества.
Количество молекул () в веществе можно рассчитать как произведение количества вещества на число Авогадро.
Идеальный газ
Идеальный газ — газ размерами молекул которого и взаимодействием между ними можно пренебречь . Большинство газов вплоть до давления приблизительно 10 атм. можно рассматривать как идеальные. Создана данная идеальная абстракция для упрощения расчётов и выделения основных параметров таких как давление , объём , температура.
Основное уравнение МКТ идеального газа. Связывает давление газа (макроскопическую величину) со скоростью и массой молекул (микроскопическими величинами).
Связь давления и со средней кинетической энергией молекул. Давление идеального газа произведению пропорционально концентрации молекул и их средней кинетической энергии поступательного движения.
Концентрация молекул — количество молекул в единице объема вещества (число молекул в кубическом метре).
Температура
Температура в житейском понимании этого слова можно сказать что это мера нагретости тела.
Абсолютная температура — количественная мера средней кинетической энергии хаотического поступательного движения молекул. Измеряется в градусах по шкале Кельвина. За начало отсчета принят абсолютный ноль температуры — состояние когда при неизменном объеме газ оказывает нулевое давление на стенки сосуда в котором он находится.
Связь абсолютной температуры со средней кинетической энергией поступательного движения молекул.
Из уравнения видно что при абсолютном нуле температуры средняя кинетическая энергия молекул обращается в ноль, а значит молекулы перестают двигаться.
Постоянная Больцмана ( Дж/К.) — коэффициент пропорциональности связывающий кинетическую энергию молекул с абсолютной температурой.
Шкала Цельсия — относительная температурная шкала связная с фазовыми переходами воды. За ноль в шкале Цельсия принимается температура плавления льда, а за 100 градусов температура кипения воды.
Связь абсолютной температуры по шкале Кельвина с относительной температурой по шкале Цельсия.
Средняя квадратичная скорость
Газовые законы
Универсальная газовая постоянная (Дж/(моль К)) — произведение постоянной Больцмана на число Авогадро.
Уравнение состояния идеального газа:
Уравнение Менделеева-Клапейрона:
Уравнение Клапейрона:
Изотермический процесс — термодинамический процесс, происходящий в физической системе при постоянной температуре.
Закон Бойля-Мариотта
Изобарный процесс — термодинамический процесс, происходящий в физической системе при постоянном давлении.
Закон Шарля
Изохорный процесс — термодинамический процесс, происходящий в физической системе при постоянном объеме.
Закон Гей-Люссака
Влажность
Влажность — показатель содержания воды в телах и средах.
Абсолютная влажность — физическая величина, показывающая массу водяных паров, содержащихся в 1 м³ воздуха или плотность водяного пара в воздухе
Относительная влажность () — отношение парциального давления паров воды () в газе к давлению насыщенного пара () при данной температуре.
Насыщенный пар — пар находящийся в термодинамическом равновесии с жидкостью или твердым телом (льдом). Другими словами можно сказать что это такое состояние пара, когда количество испарившейся жидкости будет равно количеству конденсированного пара. Если говорить о влажности в таком состоянии она будет равна 100%.
Закон Дальтона Давление смеси газов, химически не взаимодействующих между собой, равно сумме парциальных давлений каждого из компонентов смеси.