2. Молекулярная физика и термодинамика

2.1. Статистическая физика и термодинамика

1. Основные положения МКТ

Все тела состоят из атомов и молекул; молекулы непрерывно движутся и взаимодействию между собой. МКТ-называют учение о строении и свойствах вещества на основе представления о существовании атомов и молекул как наименьших частиц в-в.

1. Все в-ва жидкие, твердые и газообразные из мельчайших частиц-молекул, которые состоят из атомов. Молекулы могут быть простыми и сложными т.е. сост из одного или нескольких атомов. Молекулы и атомы представляют собой электр.нейтральные частицы. При отдельных условиях они могут приобретать дополнительный электр заряд и превращ в + или – ионы.

2. Атомы и молекулы находятся в непрерывном хаотическом движении.

3. Частицы взаимодействуют друг с другом силами, имеющими электр природу. Гравитационное взаимодействие м-у частицами пренебрежимо мало.

2. Средняя кинетическая энергия молекул идеального газа.

E=3/2kT

3. Молекулярно-кинетический смысл температуры.

Температура – физическая величина, характеризующая состояние термодинамического равновесия макроскопической системы и определяющая направление теплообмена между телами. Eк=kT, k=1.38*10^-23

4. Основное уравнение МКТ

P=1/3nm₀V_кв²=2/3nE_k n=

5. Модель идеального газа.

Молекулы – материальные точки, не взаимодействуют между собой, столкновение – упругое. Математ модель газа в которой предполагается, что потенциальная энергия взаимодействия молекул можно пренебречь по сравнению с их кинетической энергией. М-у молекулами не действуют силы притяжения или отталкивания

6. Закон Авогадро.

Закон Авогадро: при одинаковом р и T 1 моль любого газа занимает одинаковый объем. Число Авагадро (N_A)=6*10^{23 моль}

Следствия №1: Объем 1 моля при н.у. равен 22,4 л.

№2: Молярная масса 1 газа равна произведению молярной массы второго газа на относительную плотность 1 газа по 2.

7. Закон Дальтона.

Закон Дальтона: давление смеси газов равно сумме парциальных давлений, производимых каждым газом в отдельности. :***Закон о суммарном давлении смеси газов: Давление смеси хим не взаимод идеальных газов равно сумме парциальных давлений: p==

***Закон о растворимости компонентов газовой смеси: При пост темп растворимость в данной жидкости каждого из компонентов газовой смеси, нах-ся над жидкостью пропорциональна их парциальному давлению: m_i=.

8. Уравнение и график изотермического процесса.

(Ур-ие Бойля-Мариотта) PV=const, dT=0

dU=C_vdT=0

P₁V₁= P₂V₂

9. Уравнение и график изобарного процесса.

(P=const)

δQ=dU+δA

A=(V₂-V₁)

dU=C_vdT

V₁T₂= V₂T₁

10. Уравнение и график изохорного процесса.

V=const)

dV=0, δQ=dU

δQ=dU=C_vdT

P₁T₂= P₂T₁

11. Уравнение Менделеева-Клапейрона.

T=const-PV=const-з.Бойля-Мариотта

P=const-- const з.Гей-Люссака

V=const-- const з.Шарля

2.2. Статистические распределения

1. Распределение Максвелла.

Закон Максвелла о распределении молекул идеального газа по скоростям: в газе, находящемся в состоянии равновесия при данной температуре, устанавливается некоторое стационарное, не меняющее со временем распределение молекул по скоростям. f(υ)= ()υ² e-

2. Наиболее вероятная скорость молекул идеального газа.

3. Средняя арифметическая скорость молекул идеального газа.

усредненное значение модулей скорости всех молекул.

<υ>=

4. Среднеквадратичная скорость молекул идеального газа.

<υ_кв>=

5. Барометрическая формула

6. Распределение Больцмана для частиц во внешнем потенциальном поле.

Из этого следует, что при постоянной температуре плотность газа больше там, где меньше потенциальная энергия его молекул.