Молекулярная физика

Молекулярная физика

Основы мкт
Температура и энергия теплового движения молекул
Уравнение состояния идеального газа
Взаимные

Основы мкт

Молекулярно-кинетическая теория
Масса и размеры молекул
Количество вещества
Строение газов, жидкостей и твердых

Температура и энергия теплового движения молекул

Температура и тепловое равновесие
Определение температуры
Температура –

Уравнение состояния идеального газа

Уравнение Менделеева-Клапейрона
Газовые законы
Изотермический процесс
Изобарный процесс
Изохорный процесс

Взаимные превращения жидкостей и газов

Насыщенный пар
Испарение и кипение
Влажность воздуха
Измерение влажности

Твердые тела

Закон Гука
Кристаллические тела
Аморфные тела

Основы термодинамики

Внутренняя энергия
Работа в термодинамике
Количество теплоты
Первый закон термодинамики и его применение

Молекулярно-кинетическая теория

МКТ объясняет свойства макроскопических тел и тепловых процессов, на основе

Основные положения мкт

Вещество состоит из частиц
Частицы непрерывно и хаотически движутся
Частицы взаимодействуют

Броуновское движение

1827 г.
Роберт Броун

Броуновское движение

Причина броуновского движения состоит в том, что удары молекул жидкости

Масса и размеры молекул

Масса и размеры молекул

Массы молекул в макроскопических масштабах чрезвычайно малы.

кофе

этанол

Масса и размеры молекул

Масса и размеры молекул

Относительной молекулярной (или атомной) массой вещества (Мr) называют

Количество вещества

Количество вещества наиболее естественно было бы измерять числом молекул или

Количество вещества

В 1 моле любого вещества содержится одно и то же

Количество вещества

Молярной массой вещества называют массу вещества, взятого в количестве
1

Количество вещества

m – масса вещества

Таблица

Свойства газов, жидкостей и твердых тел

Строение газов, жидкостей и твердых тел

Свойства

Твердые тела сохраняют объем и форму.

Свойства

Жидкости сохраняют объем и принимают форму сосуда.
Обладают текучестью.

Свойства

Газы не имеют формы, занимают весь предоставленный объем.

Расположение частиц

Частицы расположены в строгом порядке вплотную друг к другу.
Кристаллическая решетка.

Расположение частиц

Частицы расположены вплотную друг к другу, образуют только ближний порядок.

Расположение частиц

Частицы расположены на значительных расстояниях (расстояния между частицами во много

Движение и взаимодействие частиц

Частицы совершают колебательные движения около положения равновесия
Силы притяжения

Движение и взаимодействие частиц

Частицы совершают колебательные движения около положения равновесия, изредка

Движение и взаимодействие частиц

Частицы свободно перемещаются по всему объему, двигаясь поступательно
Силы

Идеальный газ

Идеальный газ – это газ, в котором
Частицы – материальные точки
Частицы

Среднее значение квадрата скорости молекул

Скорость – величина векторная, поэтому средняя скорость

Среднее значение квадрата скорости молекул

Основное уравнение мкт

Основное уравнение мкт устанавливает зависимость давления газа от средней

Основное уравнение мкт

Основное уравнение мкт

Температура и тепловое равновесие

Макроскопические параметры (макропараметры) – величины, характеризующие состояние макроскопических

Температура и тепловое равновесие

Любое макроскопическое тело или группа макроскопических тел при

Температура и тепловое равновесие

Термометр – прибор для измерения температуры тела.
Термометр входит

Температура и тепловое равновесие

Основная деталь термометра – термометрическое тело, то есть

Температура и тепловое равновесие

Изобретателем термометра является Галилео Галилей (ок. 1600 г.)
Термометрическим

Температурные шкалы

шкала
Цельсия

шкала
Фаренгейта

шкала
Реомюра

шкала
Кельвина

Определение температуры

При тепловом равновесии средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул всех

Определение температуры

Определение температуры

Температура – мера средней кинетической энергии молекул

Зависимость давления газа от температуры и концентрации молекул газа

Скорости молекул

Уравнение состояния идеального газа (ур-е Менделеева – Клапейрона)

- универсальная газовая постоянная

Уравнение состояния идеального газа (ур-е Менделеева – Клапейрона)

Если в ходе процесса масса

Изопроцессы

Изотермический процесс
Изобарный процесс
Изохорный процесс

Изотермический процесс

Процесс, происходящий с газом неизменной массы при постоянной температуре называется

Изобарный процесс

Процесс, происходящий с газом неизменной массы при постоянном давлении называется

Изохорный процесс

Процесс, происходящий с газом неизменной массы при постоянном объеме называется

Графики изопроцессов

p

p

p

p

p

p

V

V

V

V

V

V

T

T

T

T

T

T

Насыщенный пар

Ненасыщенный пар

Насыщенный пар

Перенасыщенный пар

- это пар, который находится в

Давление насыщенного пара

p1, V1

Давление насыщенного пара не зависит от занимаемого объема.

Давление насыщенного пара

Давление насыщенного пара зависит только от температуры.

Давление насыщенного пара

p

T

Tр

Точка росы – это температура при, при которой ненасыщенный

Испарение и кипение

Процесс парообразования с поверхности жидкости.

Процесс парообразования по всему объему

Кипение

Кипение начинается при температуре, при которой давление насыщенного пара в пузырьках

Влажность

абсолютная

относительная

Плотность водяных паров в воздухе.

Отношение парциального давления водяного пара, содержащегося в

Измерение влажности

Приборы для измерения влажности:
Психрометр
Гигрометр

Закон Гука

k – жесткость

Закон Гука

Е – модуль Юнга

1660 г.

Закон Гука

Закон Гука

Диаграмма растяжений

Кристаллические тела

монокристаллы

поликристаллы

Анизотропия – зависимость физических свойств от направления внутри кристалла.

Аморфные тела

Нет строгого порядка в расположении атомов.
Все аморфные тела изотропны, т.е

Внутренняя энергия

Внутренняя энергия макроскопического тела равна сумме кинетических энергий беспорядочного движения

Внутренняя энергия

В идеальном газе частицы не взаимодействуют между собой, следовательно их

Внутренняя энергия

Одноатомный газ (неон, аргон, гелий) – i = 3.
Двухатомный газ

Внутренняя энергия

Способы изменения внутренней энергии:
Передача теплоты
Совершение работы

Работа в термодинамике

Данные выражения подходят только для расчета работы газа в

Работа в термодинамике

Если процесс не изобарный, используется графический метод: работа равна

Количество теплоты

Количество теплоты – это энергия полученная или отданная телом в

Количество теплоты

потребляется

выделяется

нагревание

охлаждение

с – удельная теплоемкость вещества – величина равная энергии, необходимой

Количество теплоты

потребляется

выделяется

плавление

кристаллизация

- удельная теплота плавления вещества – величина равная энергии,

Количество теплоты

потребляется

выделяется

парообразование

конденсация

L - удельная теплота парообразования вещества – величина равная энергии,

Количество теплоты

потребляется

выделяется

Сгорание топлива

q – удельная теплота сгорания топлива – величина равная

Первый закон термодинамики

Изменение внутренней энергии системы при переходе ее из одного

Применение первого закона термодинамики к различным процессам

Изотермический процесс
Изобарный процесс
Изохорный процесс
Адиабатный процесс

Изотермический процесс

В ходе изотермического процесса все полученное системой количество теплоты идет

Изобарный процесс

Данный способ расчета внутренней энергии и количества теплоты подходит только

Изобарный процесс

Если газ не одноатомный, то

Можно воспользоваться следующими выражениями:

i – число

Изохорный процесс

В ходе изохорного процесса все полученное системой количество теплоты идет

Адиабатный процесс

Процесс, который происходит без теплообмена с внешней средой называется адиабатным.

В

Адиабатный процесс

Тепловые двигатели

Тепловые двигатели – механизмы, преобразующие внутреннюю энергию топлива в механическую

Тепловые двигатели