🗊Презентация Молекулярно-кинетическая теория вещества. (Лекция 1)

ЛЕКЦИЯ 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ВЕЩЕСТВА

Молекулярная физика – раздел физики, изучающий физические свойства вещества на основе рассмотрения его молекулярного строения Молекулярная физика – раздел физики, изучающий физические свойства вещества на основе рассмотрения его молекулярного строения

1. Все тела – твердые, жидкие, газообразные – состоят из атомов и молекул. 1. Все тела – твердые, жидкие, газообразные – состоят из атомов и молекул. 2. Молекулы всех тел находятся в беспорядочном хаотическом движении, не имеющем какого-либо выбранного направления; такое движение называется тепловым, т.к. его скорость зависит от температуры вещества.

Молекула – наименьшая частица вещества, определяющая все его химические свойства; молекула состоит из атомов. Молекула – наименьшая частица вещества, определяющая все его химические свойства; молекула состоит из атомов. Атом – наименьшая частица химического элемента, способная к самостоятельному существованию и являющаяся носителем его индивидуальных свойств.

Молекулярная физика пользуется вероятностными (статистическими) методами и объясняет наблюдаемые на опыте свойства тел суммарным результатом действия отдельных молекул; поэтому молекулярная физика часто называется статистической физикой Молекулярная физика пользуется вероятностными (статистическими) методами и объясняет наблюдаемые на опыте свойства тел суммарным результатом действия отдельных молекул; поэтому молекулярная физика часто называется статистической физикой

ЛЕКЦИЯ 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ВЕЩЕСТВА

Атомная единица массы (а.е.м) – единица измерения массы атомов и молекул. Атомная единица массы (а.е.м) – единица измерения массы атомов и молекул. 1 а.е.м. называется масса, равная 1/12 массы атома 12С (изотопа углерода с массовым числом 12): 1 а.е.м. = 1,66  10-27 кг

Относительной атомной массой Ar химического элемента называется отношение массы атома этого элемента к 1 а.е.м. Относительной атомной массой Ar химического элемента называется отношение массы атома этого элемента к 1 а.е.м.

Относительной молекулярной массой Mr вещества называется отношение массы молекулы этого вещества к 1 а.е.м. Относительной молекулярной массой Mr вещества называется отношение массы молекулы этого вещества к 1 а.е.м.

Моль (единица измерения количества вещества в МКТ) – количество вещества, в котором содержится столько структурных единиц (атомов, молекул, ионов, кластеров, электронов и т.д.), сколько атомов содержится в 12 г изотопа углерода 12С. Моль (единица измерения количества вещества в МКТ) – количество вещества, в котором содержится столько структурных единиц (атомов, молекул, ионов, кластеров, электронов и т.д.), сколько атомов содержится в 12 г изотопа углерода 12С.

Число Авогадро NA – число частиц а одном моле вещества: Число Авогадро NA – число частиц а одном моле вещества:

Молярной массой M называется масса одного моля вещества: Молярной массой M называется масса одного моля вещества: Молярная масса, выраженная в граммах на моль, численно равна относительной молекулярной массе: M = Mr (г/моль)

ЛЕКЦИЯ 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ВЕЩЕСТВА

Идеальным газом называется газ, молекулы которого: Идеальным газом называется газ, молекулы которого: не взаимодействуют друг с другом на расстоянии (при столкновении друг с другом и со стенками сосуда молекул ведут себя как абсолютно упругие шары). Собственный объем молекул газа ничтожно мал по сравнению с объемом сосуда, в котором находится газ.

Уравнение состояния идеального газа (уравнение Менделеева – Клапейрона): Уравнение состояния идеального газа (уравнение Менделеева – Клапейрона):

В одинаковых объемах идеальных газов при одинаковых температурах и давлении содержится одно и то же число молекул (верно и обратное утверждение: различные газы, содержащие одинаковое число молекул, при одинаковых температуре и давлении занимают одинаковые объемы). В одинаковых объемах идеальных газов при одинаковых температурах и давлении содержится одно и то же число молекул (верно и обратное утверждение: различные газы, содержащие одинаковое число молекул, при одинаковых температуре и давлении занимают одинаковые объемы). В частности, при нормальных условиях (T0 = 273,15 K, p0 = 1,0132  105 Па) 1 моль любого газа занимает объем Vm = 22,415  10-3 м3

Давление смеси идеальных газов равно сумме парциальных давлений этих газов: Давление смеси идеальных газов равно сумме парциальных давлений этих газов: Парциальным давлением компоненты газовой смеси называется давление, которые производила бы она, если бы занимала весь объем смеси в отсутствии других компонент При этом каждая и газовая компонента смеси подчиняется уравнению Менделеева – Клапейрона.

ЛЕКЦИЯ 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ВЕЩЕСТВА

Основное уравнение молекулярно-кинетической теории газов связывает давление p, оказываемое газом на стенки сосуда, со средней кинетической энергией поступательного движения молекулы <пост>: Основное уравнение молекулярно-кинетической теории газов связывает давление p, оказываемое газом на стенки сосуда, со средней кинетической энергией поступательного движения молекулы <пост>:

Газ находится в состоянии термодинамического равновесия со стенками сосуда; давление газа не зависит от формы и размеров сосуда. Газ находится в состоянии термодинамического равновесия со стенками сосуда; давление газа не зависит от формы и размеров сосуда. Взаимодействие молекул со стенками сосуда описывается моделью упругих соударений с зеркальным отражением. Все направления движения молекул равновероятны.

ЛЕКЦИЯ 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ВЕЩЕСТВА

Числом степеней свободы механической системы называется число независимых величин, полностью определяющих положение системы в пространстве. Числом степеней свободы механической системы называется число независимых величин, полностью определяющих положение системы в пространстве. Степени свободы молекул идеального газа могут быть поступательными (т. е. соответствовать поступательному движению), вращательными и колебательными

Закон Больцмана (закон равнораспределения энергии по степеням свободы): в состоянии теплового равновесия на каждую степень свободы в среднем приходится одинаковая энергия, равная (½)kT Закон Больцмана (закон равнораспределения энергии по степеням свободы): в состоянии теплового равновесия на каждую степень свободы в среднем приходится одинаковая энергия, равная (½)kT

Упругая молекула (молекула, атомы которой совершают колебания), обладает как кинетической, так и потенциальной энергией, связанной с колебаниями, поэтому колебательная степень свободы характеризуется удвоенной энергетической емкостью: средняя энергия, приходящаяся на колебательную степень свободы, равна kT (по (1/2)kT на кинетическую и на потенциальную энергии колебаний) Упругая молекула (молекула, атомы которой совершают колебания), обладает как кинетической, так и потенциальной энергией, связанной с колебаниями, поэтому колебательная степень свободы характеризуется удвоенной энергетической емкостью: средняя энергия, приходящаяся на колебательную степень свободы, равна kT (по (1/2)kT на кинетическую и на потенциальную энергии колебаний)