Молекулярная физика и термодинамика

Молекулярная физика и термодинамика – разделы физики, в которых изучаются макроскопические процессы в телах, связанные с огромным числом содержащихся в них атомов и молекул.

Молекула – наименьшая частица вещества, состоящая из атомов и обладающая его основными химическими свойствами.

Экспериментальные подтверждения молекулярного строения вещества:

- броуновское движение;

- диффузия.

Основные положения молекулярно-кинетической теории (МКТ):

1. Вещество состоит из молекул (молекулы из атомов).

2. Все молекулы взаимодействуют друг с другом (притягиваются, отталкиваются).

3. Все молекулы находятся в непрерывном хаотичном движении.

Агрегатное состояние вещества и его поведение характеризуется силами притяжения между молекулами (атомами), энергией хаотического теплового движения и концентрацией молекул (атомов).

Твёрдые тела: концентрация молекул большая, доминируют силы притяжения. Твёрдые тела сохраняют свои размеры и форму (имеют и собственный объём, и собственную форму).

Жидкости: концентрация молекул меньше, сила притяжения между ними – тоже. Сохраняют свой объём, принимают форму сосуда (имеют свой объём, но не имеют своей формы).

Газ: концентрация молекул мала, силы взаимодействия малы. Газ занимает весь предоставленный ему объём (не имеет ни своего объёма, ни своей формы).

Молекулярная физика – раздел физики, в котором изучаются строение и свойства вещества, исходя из молекулярно-кинетических представлений.

Атомное строение вещества: сторонники – Демокрит (древнегреческий философ), М.В. Ломоносов, Р. Клаузиус, Д. Максвелл, Л. Больцман.

Основной метод молекулярной физики – статистический.

Термодинамика (ТД) – раздел физики, изучающий общие свойства макроскопических систем, находящихся в состоянии термодинамического равновесия, и процессы перехода между этими состояниями.

Термодинамический метод базируется на двух началах – фундаментальных законах, установленных в результате обобщения опыта.

Термодинамическая система – совокупность макроскопических тел, которые взаимодействуют и обмениваются энергией как между собой, так и с другими телами.

Термодинамические параметры – совокупность физических величин, характеризующих свойства термодинамической системы.

Температура – физическая величина, характеризующая состояние термодинамического равновесия макроскопической системы.

Термодинамическая температурная шкала определяется по одной реперной точке:

Лёд, вода, насыщенный пар при р=609 Па – тройная точка воды (273,16 К или 0 ^оС).

Связь между температурой по шкале Кельвина и Цельсия:

.

Нуль кельвин (абсолютный ноль) – недостижимая температура, к ней можно только приблизиться.

Удельный объём – объём единицы массы:

.

Термодинамический процесс – изменение термодинамической системы, где изменяются термодинамические параметры (или хотя бы один из них).

Идеальный газ – простейшая модель реального газа. Его свойства:

1. Собственный объём молекул газа пренебрежимо мал по сравнению с объёмом сосуда.

2. Между молекулами газа отсутствуют силы взаимодействия (потенциальная энергия взаимодействия равна нулю).

3. Молекулы ведут себя как абсолютно упругие шары.