Основные положения МКТ. Основное уравнение МКТ газов. Температура

Молекулярно-кинетической теорией называют учение о строении и свойствах вещества на основе представления о существовании атомов и молекул как наименьших частиц химических веществ.

В основе молекулярно-кинетической теории лежат три основных положения:

1. Все тела состоят из мельчайших частиц – молекул и атомов. Масса любого тела есть величина дискретная, кратная массе составляющих его частиц.

2. Атомы и молекулы находятся в непрерывном хаотическом движении.

3. Частицы взаимодействуют друг с другом силами, имеющими электрическую природу. Гравитационное взаимодействие между частицами пренебрежимо мало.

Наиболее ярким экспериментальным подтверждением представлений молекулярно-кинетической теории о беспорядочном движении атомов и молекул является броуновское движение.

Постоянное хаотичное движение молекул вещества проявляется также в другом легко наблюдаемом явлении – диффузии. Диффузией называется явление проникновения двух или нескольких соприкасающихся веществ друг в друга. Наиболее быстро процесс протекает в газе, если он неоднороден по составу. Диффузия приводит к образованию однородной смеси независимо от плотности компонентов.

Молекулы имеют чрезвычайно малые размеры. Простые одноатомные молекулы имеют размер порядка 10^–10 м. Беспорядочное хаотическое движение молекул называется тепловым движением.

Моль – это количество вещества, содержащее столько же частиц (молекул), сколько содержится атомов в 0, 012 кг углерода ¹²C. Молекула углерода состоит из одного атома.

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

Простейшей моделью, рассматриваемой молекулярно-кинетической теорией, является модель идеального газа. Газ считается идеальным, если размерами частиц и силами их взаимодействия на расстоянии можно пренебречь. Идеальный газ это газ материальных точек взаимодействующих между собой в момент соударения Задача молекулярно-кинетической теории состоит в том, чтобы установить связь между микроскопическими (масса, скорость, кинетическая энергия молекул) и макроскопическими параметрами (давление, объем, температура). Формула для среднего давления газа на стенку сосуда: , где Е_к=1/2m₀ v², n=N/V

Это уравнение устанавливает связь между давлением p идеального газа, массой молекулы m₀, концентрацией молекул n, средним значением квадрата скорости и средней кинетической энергией поступательного движения молекул. Его называют основным уравнением молекулярно-кинетической теории газов.

Давление является макроскопическим параметром характеризующим поведение идеального газа в целом. Оно может быть определено с помощью измерительного прибора – манометра. Основное уравнение МКТ связывает величину макроскопического параметра (р) с физическими величинами характеризующими отдельные частицы (m, v).

Температура это физическая величина характеризующая степень нагретости тела. Понятие температуры тесно связано с понятием теплового равновесия. Тела, находящиеся в контакте друг с другом, могут обмениваться энергией. Энергия, передаваемая одним телом другому при тепловом контакте, называется количеством теплоты. Для измерения температуры используются физические приборы – термометры, в которых о величине температуры судят по изменению какого-либо физического параметра. По температурной шкале Цельсия точке плавления льда приписывается температура 0 °С, а точке кипения воды – 100 °С. Шкала Фаренгейта (T_F), в ней температура замерзающей воды принимается равной 32 °F, а температура кипения воды равной 212 °F. Шкала Кельвина В этой шкале единица измерения температуры такая же, как и в шкале Цельсия, но нулевая точка сдвинута: T_К = T_С + 273, 15 В системе СИ принято единицу измерения температуры по шкале Кельвина называть кельвином и обозначать буквой K.

Давление разреженного газа в сосуде постоянного объема V изменяется прямо пропорционально его абсолютной температуре: p ~ T. p = nkT, n = N / V – концентрация молекул (т. е. число молекул в единице объема сосуда), k –постоянная Больцмана, k = 1, 38·10^–23 Дж/К. Сравнивая соотношения p = nkT с основным уравнением молекулярно-кинетической теории газов , можно получить: Средняя кинетическая энергия хаотического движения молекул газа прямо пропорциональна абсолютной температуре.

Литература

1. Детлаф А.А., Яворский Б.М, Курс физики: Уч. пос. для втузов. Изд. 4-е, испр. - 607 с. М: Высшая Школа, 1989г.

2. Трофимова Т.И. Краткий курс физики: Уч. пос. для вузов. Изд. 2-е, испр. – 352 с, М: Высшая Школа, 2002 г.

3. Савельев И.В. Курс общей физики. Механика. Молекулярная физика. 350с, т. М.Наука. 1989.

4. Грабовский Р.И. Курс физики; Учебник для вузов. Изд. 6-е - 608 с. {Учебники для вузов: Специальная литература}, СПб: Лань, 2002 г.

Лекция №11 (тезисы)

⇐ Предыдущая123456789Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. I. 49. Основные принципы разработки системы применения удобрений.
2. I. Основные подходы к определению и изучению культуры.
3. I. Основные физические явления и процессы в электрических аппаратах
4. I. Основные черты и особенности западноевропейской культуры XIX века
5. I. Основные черты и особенности западноевропейской культуры XIX века.
6. I. ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕКУЩЕГО СОСТОЯНИЯ, ОСНОВНЫЕ ПРОБЛЕМЫ РАЗВИТИЯ СФЕРЫ КУЛЬТУРЫ И ИСКУССТВА
7. II. 36. Основные задачи семеноводства.
8. II. Основные электромеханические процессы
9. II. ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ ВЫПОЛНЕНИЯ ВКР
10. IV. Основные направления исследования
11. V. ОСНОВНЫЕ ЦЕЛИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ЭКОНОМИКИ
12. А.2 ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ