🗊 МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА .

МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА .

Цель: повторение основных понятий, законов и формул МОЛЕКУЛЯРНОЙ ФИЗИКИ в соответствии с кодификатором ЕГЭ. Модели строения газов, жидкостей и твердых Тепловое движение атомов и молекул Броуновское движение Диффузия Взаимодействие частиц вещества Модель идеального газа Связь между давлением и средней кинетической энергией теплового движения молекул идеального газа Абсолютная температура Абсолютная температура как мера средней кинетической энергии его частиц Уравнение Менделеева-Клапейрона Изопроцессы: изотермический, изохорный, изобарный, адиабатный процессы Насыщенные и ненасыщенные пары Влажность воздуха Изменение агрегатных состояний вещества: испарение и конденсация, кипение жидкости Изменение агрегатных состояний вещества: плавление и кристаллизация

Основные положения МКТ Молекулярно-кинетической теорией называют учение о строении и свойствах вещества на основе представления о существовании атомов и молекул как наименьших частиц химического вещества. В основе молекулярно-кинетической теории лежат три основных положения:

Модели строения газов, жидкостей и твердых

Тепловое движение атомов и молекул Беспорядочное хаотическое движение молекул называется тепловым движением.

Броуновское движение Диффузия Броуновское движение - это тепловое движение мельчайших частиц, взвешенных в жидкости или газе.

Взаимодействие частиц вещества На очень малых расстояниях между молекулами обязательно действуют силы отталкивания

Модель идеального газа Моль – это количество вещества, содержащее столько же частиц (молекул), сколько содержится атомов в 0,012 кг углерода 12C. в одном моле любого вещества содержится одно и то же число частиц (молекул). Это число называется постоянной Авогадро NА: NА = 6,02·1023 моль–1. Массу одного моля вещества принято называть молярной массой M. Молярная масса выражается в килограммах на моль (кг/моль) Отношение массы атома или молекулы данного вещества к 1/12 массы атома углерода 12C называется относительной массой.

Модель идеального газа В кинетической модели идеального газа молекулы рассматриваются как идеально упругие шарики, взаимодействующие между собой и со стенками только во время упругих столкновений. Суммарный объем всех молекул предполагается малым по сравнению с объемом сосуда, в котором находится газ. Микроскопические параметры (масса, скорость, кинетическая энергия молекул) Макроскопическими параметрами (давление, газ, температура)

Связь между давлением и средней кинетической энергией теплового движения молекул идеального газа Основное уравнение МКТ газов.

Абсолютная температура Абсолютная температура как мера средней кинетической энергии его частиц Тепловое равновесие – это такое состояние системы тел, находящихся в тепловом контакте, при котором не происходит теплопередачи от одного тела к другому, и все макроскопические параметры тел остаются неизменными. Температура – это физический параметр, одинаковый для всех тел, находящихся в тепловом равновесии. Для измерения температуры используются физические приборы – термометры В системе СИ принято единицу измерения температуры по шкале Кельвина называть кельвином и обозначать буквой K. TК = TС + 273,15 Температурная шкала Кельвина называется абсолютной шкалой температур. Кроме точки нулевого давления газа, которая называется абсолютным нулем температуры, достаточно принять еще одну фиксированную опорную точку - температура тройной точки воды (0,01° С), в которой в тепловом равновесии находятся все три фазы – лед, вода и пар - 273,16 К.

Абсолютная температура Абсолютная температура как мера средней кинетической энергии его частиц Средняя кинетическая энергия хаотического движения молекул газа прямо пропорциональна абсолютной температуре. Температура есть мера средней кинетической энергии поступательного движения молекул.

Уравнение Менделеева-Клапейрона Уравнение состояния идеального газа.

Изопроцессы: изотермический, изохорный, изобарный, адиабатный процессы Изопроцессы – это процессы, в которых один из параметров (p, V или T) остается неизменным.

Изопроцессы: изотермический, изохорный, изобарный, адиабатный процессы Изопроцессы – это процессы, в которых один из параметров (p, V или T) остается неизменным.

Изопроцессы: изотермический, изохорный, изобарный, адиабатный процессы Изопроцессы – это процессы, в которых один из параметров (p, V или T) остается неизменным.

Насыщенные и ненасыщенные пары В закрытом сосуде жидкость и ее пар могут находиться в состоянии динамического равновесия, когда число молекул, вылетающих из жидкости, равно числу молекул, возвращающихся в жидкость из пара, т. е. когда скорости процессов испарения и конденсации одинаковы. Такую систему называют двухфазной. Пар, находящийся в равновесии со своей жидкостью, называют насыщенным. Давление насыщенного пара p0 данного вещества зависит только от его температуры и не зависит от объема При повышении температуры давление насыщенного пара и его плотность возрастают, а плотность жидкости уменьшается из-за теплового расширения.

Влажность воздуха Отношение p / p0, выраженное в процентах, называется относительной влажностью воздуха

Влажность воздуха Давление и плотность насыщенного водяного пара при различных температурах

Изменение агрегатных состояний вещества: испарение и конденсация, кипение жидкости Переход из одного состояния в другое называется фазовым переходом

Изменение агрегатных состояний вещества: испарение и конденсация, кипение жидкости Переход из одного состояния в другое называется фазовым переходом

Изменение агрегатных состояний вещества: плавление и кристаллизация Плавление — переход из кристаллического твёрдого состояния в жидкое. Плавление происходит с поглощением удельной теплоты плавления и является фазовым переходом первого рода. Способность плавиться относится к физическим свойствам вещества. При нормальном давлении, наибольшей температурой плавления среди металлов обладает вольфрам (3422 °C), простых веществ вообще - углерод (по разным данным 3500 — 4500 °C) а среди произвольных веществ — карбид гафния HfC (3890 °C). Можно считать, что самой низкой температурой плавления обладает гелий: при нормальном давлении он остаётся жидким при сколь угодно низких температурах. Многие вещества при нормальном давлении не имеют жидкой фазы. При нагревании они путем сублимации сразу переходят в газообразное состояние.

Молекулярно-кинетическая теория. Основные формулы Основы молекулярно-кинетической теории: NA – постоянная Авогадро. Основное уравнение МКТ идеального газа: Среднеквадратичная скорость молекул: R – универсальная газовая постоянная. Давление идеального газа на стенки сосуда: k – постоянная Больцмана. Средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул: Закон Дальтона: Уравнение состояния идеального газа: R = kNA – универсальная газовая постоянная

Молекулярно-кинетическая теория. Основные формулы Изотермический процесс (закон Бойля-Мариотта): Изохорный процесс (закон Шарля): Изобарный процесс (закон Гей-Люссака): Потенциальная энергия свободной поверхности жидкости: σ – коэффициент поверхностного натяжения Высота подъема смачивающей жидкости в капилляре: Абсолютная температура:

Словарь по Молекулярной Физике и Тепловым Явлениям Абсолютная влажность(р) - парциальное давление водяных паров, содержащихся в воздухе, или количество водяных паров, содержащихся в 1 м3воздуха, выраженного в граммах.  Абсолютный нуль температур - температура, при которой прекращается тепловое движение молекул. Агрегатное состояние вещества - состояние одного и того же вещества, переходы между которыми сопровождаются скачкообразным изменением ряда физических свойств. Аморфные тела - твердые тела, не имеющие упорядоченного, периодического расположения частиц в пространстве. Анизотропия - неодинаковость физических свойств среды в различных направлениях, связанная с внутренним строением сред. Атом - наименьшая часть химического элемента, являющаяся носителем его свойств. Броуновское движение - беспорядочное движение малых частиц, взвешенных в жидкости или газе, происходящее под действием молекул. Влажность (кг/м3) - содержание водяного пара в воздухе. Внутренняя энергия идеального одноатомного газа - суммарная кинетическая энергия теплового движения атомов газа. Внутренняя энергия тела (U) - сумма энергии хаотического (теплового) движения всех микрочастиц тела (молекул, атомов, ионов и т. д.) и энергии взаимодействия этих частиц.

Словарь по Молекулярной Физике и Тепловым Явлениям Деформация - изменение формы или размеров тела (или части тела) под действием внешних сил (механических нагрузок) при нагревании, охлаждении, изменении влажности и других воздействиях, вызывающих изменение относительного расположения частиц тела. Динамическое равновесие - процесс, при котором скорость парообразования равна скорости конденсации. Диффузия - взаимное проникновение соприкасающихся веществ друг в друга вследствие теплового движения частиц. Жидкость - агрегатное состояние вещества, промежуточное между твердым и газообразным. Жидкости сохраняют свой объем и принимают форму сосуда. Закон Бойля-Мариотта. Для газа данной массы произведение давления на его объем постоянно, если его температура не меняется. Закон Гей-Люссака. Для данной массы газа отношение его объема к абсолютной температуре постоянно, если давление газа не меняется. Закон Гука. Относительное удлинение прямо пропорционально механическому напряжению. Закон Шарля. Для данной массы газа отношение его давления к абсолютной температуре постоянно, если его объем не меняется

Словарь по Молекулярной Физике и Тепловым Явлениям Идеальный газ - модель, в которой не учитывается взаимодействие частиц и их собственный объем. Соударение частиц происходит по закону упругого взаимодействия. Изобарический процесс - процесс изменения состояния термодинамической системы макроскопических тел при постоянном давлении. Изопроцесс - процесс, протекающий в термодинамической системе с неизменной массой при постоянном значении одного из параметров состояния. Изотермический процесс - процесс изменения состояния термодинамической системы макроскопических тел при постоянной температуре. Изохорический процесс - процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянном объеме. Испарение - парообразование со свободной поверхности жидкости при любой температуре. Кипение - процесс парообразования внутри и с поверхности жидкости при температуре кипения. Количество вещества - отношение числа молекул в данном теле к числу атомов в 0,012 кг углерода. Коэффициент полезного действия теплового двигателя (КПД, n) - физическая величина, определяемая отношением работы А, совершенной тепловым двигателем за один цикл, к количеству теплоты Q1, полученной от нагревателя. Кристаллические тела - твердые тела, имеющие упорядоченное, периодическое расположение частиц в пространстве. Критическая температура - температура, при которой исчезают различия в физических свойствах между жидкостью и ее насыщенным паром.

Словарь по Молекулярной Физике и Тепловым Явлениям Молекула - наименьшая частица данного вещества, обладающая его основными химическими свойствами. Молекулярно-кинетическая теория объясняет свойства макроскопических тел и тепловых процессов, протекающих в них, на основе представлений о том, что все тела состоят из отдельных беспорядочно движущихся частиц. Моль (v) - количество вещества системы, содержащей столько же структурных элементов, сколько содержится атомов в углероде-12 массой 0,012 кг. Молярная масса (n) - масса одного моля вещества. Молярная теплоемкость (с) - физическая величина, показывающая, какое количество теплоты требуется для изменения температуры 1 моля вещества на 1 °С (1 К). Насыщенный пар - пар, находящийся в термодинамическом равновесии с жидкостью того же состава. Ненасыщенный пар - пар, находящийся при давлении ниже давления насыщенного пара. Необратимый термодинамический процесс - процесс, который самопроизвольно может протекать только в одном направлении. Обратимый термодинамический процесс - термодинамический процесс, который может происходить как в прямом, так и в обратном направлении, причем система возвращается в исходное положение, а в окружающей среде и самой системе не происходит никаких изменений. Относительная влажность (f, ф) - отношение парциального давления р водяного пара так же, как содержащегося в воздухе при данной температуре к парциальному давлению р0 насыщенного пара при той же температуре, выраженное в процентах.

Словарь по Молекулярной Физике и Тепловым Явлениям Парообразование - процесс перехода вещества из жидкого или твердого состояния в газообразное. Первый закон термодинамики (первая формулировка). Изменение внутренней энергии тела (системы) при переходе из одного состояния в другое равно сумме совершенной над телом работы и полученного им количества теплоты. Первый закон термодинамики (вторая формулировка). Количество тепла, полученного телом (системой) расходуется на изменение внутренней энергии системы и на работу против внешних сил. Плавление - процесс перехода вещества из твердого (кристаллического) состояния в жидкое. Плазма - частично или полностью ионизированный газ, в котором плотности отрицательных и положительных зарядов равны. Пластическая (остаточная) деформация - деформация, не исчезающая после прекращения действия внешних сил. Пластичность - свойства твердых тел под действием внешних сил изменять, не разрушаясь, свою форму и раз4 меры и сохранять остаточные деформации после прекращения действия этих сил. Полиморфизм - способность твердых тел существовать в двух или нескольких кристаллических структурах. Постоянная Авогадро (NA) - количество структурных элементов (атомов, молекул, ионов или других частиц) в одном моле вещества. Предел пропорциональности (бпроп) - максимальное напряжение, при котором еще выполняется закон Гука. Предел прочности (бпр) - наибольшее напряжение, возникающее в теле перед началом его разрушения. Предел упругости (бупр) - напряжение, при котором тело полностью утрачивает упругость.

Словарь по Молекулярной Физике и Тепловым Явлениям Твердые тела - агрегатное состояние вещества, характеризующееся стабильностью формы и объема при постоянной температуре.  Температура (Т, t°) - величина, характеризующая состояние термодинамического равновесия макроскопической системы и пропорциональная средней кинетической энергии частиц системы. Температура кипения - температура жидкости, при которой давление ее насыщенного пара равно или превышает внешнее давление. Температура плавления - температура, при которой кристаллическое вещество плавится. Тепловое движение - беспорядочное (хаотическое) движение микрочастиц, из которых состоят все тела. Тепловой двигатель - устройство, в котором осуществляется преобразование внутренней энергии топлива в механическую. Теплоемкость тела (С) - количество теплоты, которое нужно сообщить данному телу, чтобы повысить его температуру на один градус. Теплопередача - процесс изменения внутренней энергии без совершения работы над телом или самим телом. Теплопроводность - передача тепла в телах, не сопровождаемая перемещением составляющих их частиц. При теплопроводности перенос энергии осуществляется в результате непосредственной передачи энергии от частиц (молекул, атомов, электронов), обладающих большей энергией, частицам с меньшей энергией. Термодинамические параметры - физические величины, которые служат в термодинамике для характеристики состояния рассматриваемой системы. Термодинамическое равновесие - состояние термодинамической системы, в которое она самопроизвольно приходит через достаточно большой промежуток времени в условиях изоляции от окружающей среды. Термометр - прибор для измерения температуры посредством контакта его с исследуемой средой.

Словарь по Молекулярной Физике и Тепловым Явлениям Удельная теплоемкость (с) - физическая величина, показывающая, какое количество теплоты требуется для изменения температуры вещества массой 1 кг на 1 °С. Удельная теплота парообразования (L) - величина, показывающая, какое количество теплоты необходимо, чтобы обратить жидкость массой 1 кг в пар без изменения температуры. Удельная теплота плавления (А) - физическая величина, показывающая, какое количество теплоты необходимо сообщить кристаллическому телу массой 1 кг, чтобы при температуре плавления перевести его в жидкое состояние. Упругая деформация - деформация, полностью исчезающая после прекращения действия внешних сил. Упругость - свойство тел восстанавливать свою форму и объем после прекращения действия внешних сил и других причин, вызывающих деформацию тел. Уравнение состояния идеального газа. Для данной массы газа произведение давления на объем, деленное на абсолютную температуру, есть величина постоянная. Хрупкость - способность твердых тел разрушаться при механических воздействиях без заметной пластической деформации

Рассмотрим задачи:

Согласно расчетам, температура жидкости должна быть равна 143 К. Между тем термометр в сосуде показывает температуру не более –1300 С. Это означает, что

На рисунке показана часть шкалы термометра, висящего за окном. Температура воздуха на улице равна .....

Кастрюлю с водой поставили на газовую плиту. Газ горит постоянно. Зависимость температуры воды от времени представлена на графике. График позволяет сделать вывод, что

Экспериментально исследовалось, как меняется температура t некоторой массы воды в зависимости от времени ее нагревания. По результатам измерений построен график, приведенный на рисунке. Какой вывод можно сделать по результатам эксперимента?

Испарение жидкости происходит потому, что . . .

Тела, имеющие разные температуры, привели в соприкосновение двумя способами ( I и II ). Какое из перечисленных ниже утверждений является верным?

Представления о строении вещества в XVIII веке не позволяли получить объяснения закона Шарля и других газовых законов. На основании этого мы можем признать, что

При исследовании зависимости давления газа от объема были получены некоторые данные. Какой график правильно проведен по экспериментальным точкам?

Одинаковые количества одного и того же газа нагревают в двух разных сосудах. Зависимость давления от температуры в этих сосудах представлена на графике. Что можно сказать об объемах этих сосудов?

Какой из перечисленных ниже опытов (А, Б или В) подтверждает вывод молекулярно-кинетической теории о том, что скорость молекул растет при увеличении температуры? А. Интенсивность броуновского движения растет с повышением температуры. Б. Давление газа в сосуде растет с повышением температуры. В. Скорость диффузии красителя в воде повышается с ростом температуры.

Какой график (см. рис.) – верно изображает зависимость средней кинетической энергии частиц идеального газа от абсолютной температуры?

В баллоне находится 6 моль газа. Сколько примерно молекул газа находится в баллоне?

Какой из графиков, изображенных на рисунке соответствует процессу, проведенному при постоянной температуре газа?

При испарении жидкость остывает. Молекулярно-кинетическая теория объясняет это тем, что чаще всего жидкость покидают молекулы, кинетическая энергия которых

При сжатии идеального газа объем уменьшился в 2 раза, а температура газа увеличилась в 2 раза. Как изменилось при этом давление газа?

В результате нагревания газа средняя кинетическая энергия теплового движения его молекул увеличилась в 4 раза. Как изменилась при этом абсолютная температура газа?

Идеальный газ сначала нагревался при постоянном давлении, потом его давление увеличивалось при постоянном объеме, затем при постоянной температуре давление газа уменьшилось до первоначального значения. Какой из графиков в координатных осях p–V соответствует этим изменениям состояния газа?

Какова температура идеального газа в точке 2, если в точке 4 она равна 200К

Диффузия происходит быстрее при повышении температуры вещества, потому что

При неизменной концентрации частиц идеального газа средняя кинетическая энергия теплового движения его молекул увеличилась в 3 раза. При этом давление газа

На рисунке изображен график зависимости давления газа на стенки сосуда от температуры. Какой процесс изменения состояния газа изображен?

Температура кипения воды зависит от

На рисунке изображен график плавления и кристаллизации нафталина. Какая из точек соответствует началу отвердевания вещества?

Давление идеального газа зависит от А. концентрации молекул. Б. средней кинетической энергии молекул.

Весной при таянии льда в водоеме температура окружающего воздуха

При переходе из состояния А в состояние В температура идеального газа

Идеальному газу сообщили количество теплоты 400 Дж. Газ расширился, совершив работу 600 Дж. Внутренняя энергия газа при этом

Если положить огурец в соленую воду, то через некоторое время он станет соленым. Это можно объяснить взаимодействием молекул конвекцией диффузией теплопередачей

Наименьшая упорядоченность в расположении частиц характерна для

Как изменяется внутренняя энергия кристаллического вещества в процессе его плавления?

Парциальное давление водяного пара в воздухе при 20 С равно 0,466 кПа, давление насыщенных водяных паров при этой температуре 2,33 кПа. Относительная влажность воздуха равна

В жидкостях частицы совершают колебания возле положения равновесия, сталкиваясь с соседними частицами. Время от времени частица совершает «прыжок» к другому положению равновесия. Какое свойство жидкостей можно объяснить таким характером движения частиц? малую сжимаемость текучесть давление на дно сосуда изменение объема при нагревании

Лед при температуре 0С внесли в теплое помещение. Температура льда до того, как он растает, не изменится, так как вся энергия, получаемая льдом в это время, расходуется на разрушение кристаллической решетки не изменится, так как при плавлении лед получает тепло от окружающей среды, а затем отдает его обратно повысится, так как лед получает тепло от окружающей среды, значит, его внутренняя энергия растет, и температура льда повышается понизится, так как при плавлении лед отдает окружающей среде некоторое количество теплоты

При какой влажности воздуха человек легче переносит высокую температуру воздуха и почему? при низкой, так как при этом пот испаряется быстро при низкой, так как при этом пот испаряется медленно при высокой, так как при этом пот испаряется быстро при высокой, так как при этом пот испаряется медленно

Абсолютная температура тела равна 300 К. По шкале Цельсия она равна – 27С 27С 300С 573С

Экспериментаторы закачивают воздух в стеклянный сосуд, одновременно охлаждая его. При этом температура воздуха в сосуде понизилась в 2 раза, а его давление возросло в 3 раза. Во сколько раз увеличилась масса воздуха в сосуде? в 2 раза в 3 раза в 6 раз в 1,5 раза

В сосуде, закрытом поршнем, находится идеальный газ. График зависимости объема газа от температуры при изменении его состояния представлен на рисунке. В каком состоянии давление газа наибольшее? А В С D

3 моль водорода находятся в сосуде при температуре Т. Какова температура 3 моль кислорода в сосуде того же объема и при том же давлении? (Водород и кислород считать идеальными газами.) 32Т 16Т 2Т Т

При одинаковой температуре 100С давление насыщенных паров воды равно 105 Па, аммиака — 59105 Па и ртути — 37 Па. В каком из вариантов ответа эти вещества расположены в порядке убывания температуры их кипения в открытом сосуде? вода  аммиак  ртуть аммиак  ртуть вода вода  ртуть  аммиак ртуть  вода  аммиак

В сосуде постоянного объема находится идеальный газ, массу которого изменяют. На диаграмме (см. рисунок) показан процесс изменения состояния газа. В какой из точек диаграммы масса газа наибольшая? А В С D

На графике (см. рисунок) представлено изменение температуры Т вещества с течением времени t. В начальный момент времени вещество находилось в кристаллическом состоянии. Какая из точек соответствует окончанию процесса отвердевания? 5 6 3 7

Постоянная масса идеального газа участвует в процессе, показанном на рисунке. Наибольшее давление газа в процессе достигается

На фотографии представлены два термометра, используемые для определения относительной влажности воздуха. Ниже приведена психрометрическая таблица, в которой влажность указана в процентах.

При постоянной температуре объём данной массы идеального газа возрос в 4 раза. Давление газа при этом

На рисунке представлен график зависимости абсолютной температуры T воды массой m от времени t при осуществлении теплоотвода с постоянной мощностью P. В момент времени t = 0 вода находилась в газообразном состоянии. Какое из приведенных ниже выражений определяет удельную теплоемкость льда по результатам этого опыта?

При понижении абсолютной температуры одноатомного идеального газа в 1,5 раза средняя кинетическая энергия теплового движения его молекул

Горячая жидкость медленно охлаждалась в стакане. В таблице приведены результаты измерений ее температуры с течением времени.

В сосуде находится постоянное количество идеального газа. Как изменится температура газа, если он перейдет из состояния 1 в состояние 2 (см. рисунок)?

Используя первый закон термодинамики, установите соответствие между описанными в первом столбце особенностями изопроцесса в идеальном газе и его названием.

На рисунке приведены графики зависимости давления 1 моль идеального газа от абсолютной температуры для различных процессов. Какой из графиков соответствует изохорному процессу?

В результате нагревания неона абсолютная температура газа увеличилась в 4 раза. Средняя кинетическая энергия теплового движения его молекул при этом

В сосуде неизменного объема находилась при комнатной температуре смесь двух идеальных газов, по 1 моль каждого. Половину содержимого сосуда выпустили, а затем добавили в сосуд 1 моль первого газа. Температура газов в сосуде поддерживалась неизменной. Как изменились в результате парциальные давления газов и их суммарное давление? Для каждой величины определите соответствующий характер изменения: 1) увеличилось 2) уменьшилось 3) не изменилось