ОСНОВЫ МОЛЕКУЛЯРНОЙ ФИЗИКИ И ТЕРМОДИНАМИКИ

Основы кинетической теории идеальных газов

Основные понятия кинетической теории идеальных газов

Молекулярная физика изучает физические свойства макроскопических тел (систем) в различных агрегатных состояниях: газообразном, жидком, твёрдом на основе рассмотрения молекулярного строения вещества, т.е. характера движения молекул и сил взаимодействия между ними. Процессы перехода вещества из одного состояния в другое и процессы, происходящие в веществе при внешних взаимодействиях, рассматриваются в молекулярной физике.

Теория строения вещества, объясняющая свойства макроскопических тел (систем) движением и взаимодействием молекул, называется кинетической теорией. В основе кинетической теории лежат следующие положения:

1. Все тела состоят из атомов, образующих в большинстве случаев комплексы - молекулы. Молекула - это наименьшая частица вещества, обладающая его основными химическими свойствами. Она состоит из атомов, соединенных между собой химическими связями в определённой последовательности.

Размеры молекул зависят от числа атомов в них. С увеличением числа атомов в молекулах их размеры возрастают. В среднем размеры молекул составляют 10 -10 м. Атомы в молекулах непрерывно

совершают колебательные движения. В газах они движутся поступательно и вращаются.

  • 2. Молекулы находятся в непрерывном беспорядочном
  • (хаотическом) движении, средняя скорость которого зависит от температуры тела. Поэтому оно называется тепловым движением. Доказательством существования теплового хаотического движения молекул послужило явление, исследованное английским учёным Р. Броуном в 1827 г., называемое броуновским движением. Броуновское движение представляет собой беспорядочное движение малых твёрдых нерастворимых частиц диаметром ~ 10 6 м,

взвешенных в жидкости или газе, под действием ударов молекул среды. Интенсивность броуновского движения возрастает с увеличением температуры окружающей среды, уменьшением вязкости её и размера частиц. Скорость частиц быстро изменяется под действием ударов окружающих её молекул, совершающих тепловое движение.

3. Молекулы взаимодействуют друг с другом с силой, величина которой зависит от их строения и расстояния между ними.

Основные положения кинетической теории газов сформулировал М.В. Ломоносов в сороковые годы 18 века. Большой вклад в развитие кинетической теории строения вещества внесли английский физик Дж. Максвелл, австрийский физик Л. Больцман и др. Кинетическая теория газов, исследует свойства газов статистическими методами на основе представления об их молекулярном строении и законе взаимодействия между молекулами.