Презентация на тему "Молекулярные основы"

Содержание

• 
  Слайд 1

  Молекулярная физика

  pptcloud.ru

• 
  Слайд 2
  

  Основы мкт Температура и энергия теплового движения молекул Уравнение состояния идеального газа Взаимные превращения жидкостей и газов Твердые тела Основы термодинамики

• 
  Слайд 3

  Основы мкт

  Молекулярно-кинетическая теория Масса и размеры молекул Количество вещества Строение газов, жидкостей и твердых тел Идеальный газ Среднее значение квадрата скорости молекул Основное уравнение мкт

• 
  Слайд 4

  Температура и энергия теплового движения молекул

  Температура и тепловое равновесие Определение температуры Температура – мера средней кинетической энергии молекул Скорости молекул

• 
  Слайд 5

  Уравнение состояния идеального газа

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

• 
  Слайд 6

  Взаимные превращения жидкостей и газов

  Насыщенный пар Испарение и кипение Влажность воздуха Измерение влажности

• 
  Слайд 7

  Твердые тела

  Закон Гука Кристаллические тела Аморфные тела

• 
  Слайд 8

  Основы термодинамики

  Внутренняя энергия Работа в термодинамике Количество теплоты Первый закон термодинамики и его применение к различным процессам Тепловые двигатели

• 
  Слайд 9

  Молекулярно-кинетическая теория

  МКТ объясняет свойства макроскопических тел и тепловых процессов, на основе представлений о том, что все тела состоят из отдельных, беспорядочно движущихся частиц. Макроскопические тела – тела, состоящие из большого количества частиц. Микроскопические тела – тела, состоящие из малого количества частиц.

• 
  Слайд 10

  Основные положения мкт

  Вещество состоит из частиц Частицы непрерывно и хаотически движутся Частицы взаимодействуют друг с другом

• 
  Слайд 11

  Броуновское движение

  1827 г. Роберт Броун

• 
  Слайд 12
  

  Причина броуновского движения состоит в том, что удары молекул жидкости о частицу не компенсируют друг друга. 1905 г. Альберт Эйнштейн.

• 
  Слайд 13

  Масса и размеры молекул

• 
  Слайд 14
  

  В 1 г воды содержится 3,7 * 10 молекул. 22 Массы молекул в макроскопических масштабах чрезвычайно малы.

• 
  Слайд 15
  

  кофе этанол Масса и размеры молекул

• 
  Слайд 16

  Масса и размеры молекул

  Относительной молекулярной (или атомной) массой вещества (Мr) называют отношение массы молекулы (или атома) m0данного вещества к 1/12 массы атома углерода m0C. 1961 год

• 
  Слайд 17

  Количество вещества

  Количество вещества наиболее естественно было бы измерять числом молекул или атомов в теле. Но число частиц в любом макроскопическом теле так велико, что в расчетах используют не абсолютное число частиц, а относительное. Один моль – это количество вещества, в котором содержится столько же молекул или атомов, сколько содержится в углероде массой 12 г.

• 
  Слайд 18
  

  В 1 моле любого вещества содержится одно и то же число атомов или молекул. Количество вещества равно отношению числа молекул в данном теле к постоянной Авогадро. - постоянная Авогадро

• 
  Слайд 19
  

  Молярной массой вещества называют массу вещества, взятого в количестве 1 моль. m0 - масса одной молекулы или атома

• 
  Слайд 20
  

  m – масса вещества - формула для расчета числа частиц в теле

• 
  Слайд 21

  Таблица

  Свойства газов, жидкостей и твердых тел

• 
  Слайд 22

  Строение газов, жидкостей и твердых тел

  газы жидкости твердые тела движение и взаимод. частиц расположение частиц свойства

• 
  Слайд 23

  Свойства

  Твердые тела сохраняют объем и форму.

• 
  Слайд 24
  

  Жидкости сохраняют объем и принимают форму сосуда. Обладают текучестью.

• 
  Слайд 25
  

  Газы не имеют формы, занимают весь предоставленный объем.

• 
  Слайд 26

  Расположение частиц

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

• 
  Слайд 27
  

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

• 
  Слайд 28
  

  Частицы расположены на значительных расстояниях (расстояния между частицами во много раз больше размеров самих частиц).

• 
  Слайд 29

  Движение и взаимодействие частиц

  Частицы совершают колебательные движения около положения равновесия Силы притяжения и отталкивания значительны

• 
  Слайд 30
  

  Частицы совершают колебательные движения около положения равновесия, изредка совершая скачки на новое место Силы притяжения и отталкивания значительны

• 
  Слайд 31
  

  Частицы свободно перемещаются по всему объему, двигаясь поступательно Силы притяжения почти отсутствуют, силы отталкивания проявляются при соударениях

• 
  Слайд 32

  Идеальный газ

  Идеальный газ – это газ, в котором Частицы – материальные точки Частицы взаимодействуют только при соударениях Удары абсолютно упругие

• 
  Слайд 33

  Среднее значение квадрата скорости молекул

  Скорость – величина векторная, поэтому средняя скорость движения частиц в газе равна нулю.

• 
  Слайд 34
  
• 
  Слайд 35

  Основное уравнение мкт

  Основное уравнение мкт устанавливает зависимость давления газа от средней кинетической энергии его молекул. Газ оказывает давление на стенки сосуда путем многочисленных ударов молекул (или атомов).

• 
  Слайд 36
  

  x y 0

• 
  Слайд 37
  
• 
  Слайд 38

  Температура и тепловое равновесие

  Макроскопические параметры (макропараметры) – величины, характеризующие состояние макроскопических тел без учета молекулярного строения. (V, p, t ). Тепловым равновесием называют такое состояние, при котором все макроскопические параметры всех тел системы остаются неизменными сколь угодно долго.

• 
  Слайд 39
  

  Любое макроскопическое тело или группа макроскопических тел при неизменных внешних условиях самопроизвольно переходит в состояние теплового равновесия. Все тела системы, находящиеся друг с другом в тепловом равновесии имеют одну и ту же температуру.

• 
  Слайд 40
  

  Термометр – прибор для измерения температуры тела. Термометр входит в состояние теплового равновесия с исследуемым телом и показывает свою температуру.

• 
  Слайд 41
  

  Основная деталь термометра – термометрическое тело, то есть тело, макропараметры которого изменяются при изменении температуры. (Например, в ртутных термометрах термометрическим телом является ртуть – при изменении температуры изменяется ее объем.)

• 
  Слайд 42
  

  Изобретателем термометра является Галилео Галилей (ок. 1600 г.) Термометрическим телом в его термометре являлся газ – при повышении температуры его объем увеличивался, вытесняя жидкость. Недостатком термометра Галилея являлось отсутствие температурной шкалы.

• 
  Слайд 43

  Температурные шкалы

  273 373 K 32 212 F 0 0 100 С 0 0 80 R 0 шкала Цельсия шкала Фаренгейта шкала Реомюра шкала Кельвина

• 
  Слайд 44

  Определение температуры

  H2 O2 He При тепловом равновесии средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул всех газов одинакова.

• 
  Слайд 45
  

  H2 O2 He Энергетический эквивалент температуры.

• 
  Слайд 46
  

  H2 O2 He -постоянная Больцмана

• 
  Слайд 47

  Температура – мера средней кинетической энергии молекул

• 
  Слайд 48

  Зависимость давления газа от температуры и концентрации молекул газа

• 
  Слайд 49

  Скорости молекул

  - средняя квадратичная скорость

• 
  Слайд 50

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

  -универсальная газовая постоянная

• 
  Слайд 51
  

  Если в ходе процесса масса газа остается неизменной, то

• 
  Слайд 52

  Изопроцессы

  Изотермический процесс Изобарный процесс Изохорный процесс

• 
  Слайд 53

  Изотермический процесс

  Процесс, происходящий с газом неизменной массы при постоянной температуре называется изотермическим. Изотермический процесс описывается законом Бойля – Мариотта (конец 17 века):

• 
  Слайд 54

  Изобарный процесс

  Процесс, происходящий с газом неизменной массы при постоянном давлении называется изобарным. Изобарный процесс описывается законом Гей-Люссака (1802 г.):

• 
  Слайд 55

  Изохорный процесс

  Процесс, происходящий с газом неизменной массы при постоянном объеме называется изохорным. Изохорный процесс описывается законом Шарля (1787 г.):

• 
  Слайд 56

  Графики изопроцессов

  p p p p p p V V V V V V T T T T T T

• 
  Слайд 57

  Насыщенный пар

  Ненасыщенный пар Насыщенный пар Перенасыщенный пар -это пар, который находится в состоянии динамического равновесия со своей жидкостью.

• 
  Слайд 58

  Давление насыщенного пара

  p1, V1 p2, V2 p1 = p2 Давление насыщенного пара не зависит от занимаемого объема.

• 
  Слайд 59
  

  Давление насыщенного пара зависит только от температуры. p0 T

• 
  Слайд 60
  

  p0 T p T Tр Точка росы – это температура при, при которой ненасыщенный пар становится насыщенным .

• 
  Слайд 61

  Испарение и кипение

  Процесс парообразования с поверхности жидкости. Процесс парообразования по всему объему жидкости. Происходит при любой температуре. Происходит при температуре кипения. Скорость испарения зависит от: Вида жидкости Температуры Площади поверхности Наличие ветра Чем ниже давление, тем ниже температура кипения.

• 
  Слайд 62

  Кипение

  Кипение начинается при температуре, при которой давление насыщенного пара в пузырьках сравнивается с давлением в жидкости. Чем больше внешнее давление, тем выше температура кипения. Чем выше давление насыщенного пара, тем ниже температура кипения соответствующей жидкости.

• 
  Слайд 63

  Влажность

  абсолютная относительная Плотность водяных паров в воздухе. Отношение парциального давления водяного пара, содержащегося в воздухе, к давлению насыщенного пара при данной температуре.

• 
  Слайд 64

  Измерение влажности

  Приборы для измерения влажности: Психрометр Гигрометр

• 
  Слайд 65

  Закон Гука

  F Fупр Fупр F

• 
  Слайд 66
  

  k– жесткость - относительноеудлинение Закон Гука - абсолютное удлинение. F Fупр

• 
  Слайд 67
  

  Е – модуль Юнга 1660 г. Закон Гука - механическое напряжение - предел прочности – максимальное механическое напряжение, которое выдерживает данное вещество

• 
  Слайд 68
  

  k1 k2 k1 k2 Закон Гука

• 
  Слайд 69
  

  Диаграмма растяжений F 0 А В С D Е

• 
  Слайд 70

  Кристаллические тела

  монокристаллы поликристаллы Анизотропия – зависимость физических свойств от направления внутри кристалла.

• 
  Слайд 71

  Аморфные тела

  Нет строгого порядка в расположении атомов. Все аморфные тела изотропны, т.е их физические свойства одинаковы по всем направлениям. Аморфные тела не имеют определенной температуры плавления. При внешних воздействиях аморфные тела обнаруживают одновременно упругие свойства, подобно твердым телам, и текучесть, подобно жидкости.

• 
  Слайд 72

  Внутренняя энергия

  Внутренняя энергия макроскопического тела равна сумме кинетических энергий беспорядочного движения всех молекул (или атомов) тела и потенциальных энергий взаимодействий всех молекул друг с другом (но не с молекулами других тел).

• 
  Слайд 73
  

  В идеальном газе частицы не взаимодействуют между собой,следовательно их потенциальные энергии равны нулю.

• 
  Слайд 74
  

  Коэффициент применим только для одноатомного газа. В общем случае используется коэффициент , где i – число степеней свободы движения частицы. 3 2 i 2 Одноатомный газ (неон, аргон, гелий) –i = 3. Двухатомный газ (водород, азот) –i = 5. Трехатомный газ (углекислый газ, озон) – i = 6.

• 
  Слайд 75
  

  Способы изменения внутренней энергии: Передача теплоты Совершение работы

• 
  Слайд 76

  Работа в термодинамике

  h S F Данные выражения подходят только для расчета работы газа в ходе изобарного процесса.

• 
  Слайд 77
  

  Если процесс не изобарный, используется графический метод: работа равна площади фигуры под графиком процесса в осях pV. Работа газа считается положительной, если объем газа увеличивается и отрицательной, если объем газа уменьшается. В случае изохорного процесса работа газа равна нулю. p V 0 S

• 
  Слайд 78

  Количество теплоты

  Количество теплоты – это энергия полученная или отданная телом в процессе теплопередачи. Виды теплопередачи: Теплопроводность Конвекция излучение

• 
  Слайд 79
  

  потребляется выделяется нагревание охлаждение с – удельная теплоемкость вещества – величина равная энергии, необходимой для нагревания тела массой 1 кг на 1 К.

• 
  Слайд 80
  

  потребляется выделяется плавление кристаллизация - удельная теплота плавления вещества – величина равная энергии, необходимой для того, чтобы тело массой 1 кг, взятое при температуре плавления полностью расплавилось.

• 
  Слайд 81
  

  потребляется выделяется парообразование конденсация L - удельная теплота парообразования вещества – величина равная энергии, необходимой для того, чтобы жидкость массой 1 кг, взятая при температуре кипения полностью перешла в газообразное состояние.

• 
  Слайд 82
  

  потребляется выделяется Сгорание топлива q–удельная теплота сгорания топлива – величина равная энергии, которая выделяется при сгорании данного вида топлива массой 1 кг.

• 
  Слайд 83

  Первый закон термодинамики

  Изменение внутренней энергии системы при переходе ее из одного состояния в другое равно сумме работы внешних сил и количества теплоты, переданного системе. Количество теплоты, переданное системе, идет на изменение ее внутренней энергии и на совершение системой работы над внешними телами.

• 
  Слайд 84

  Применение первого закона термодинамики к различным процессам

  Изотермический процесс Изобарный процесс Изохорный процесс Адиабатный процесс

• 
  Слайд 85

  Изотермический процесс

  В ходе изотермического процесса все полученное системой количество теплоты идет на совершение работы.

• 
  Слайд 86

  Изобарный процесс

  Данный способ расчета внутренней энергии и количества теплоты подходит только для одноатомного газа.

• 
  Слайд 87
  

  Если газ не одноатомный, то Можно воспользоваться следующими выражениями: i–число степеней свободы движения частиц.

• 
  Слайд 88

  Изохорный процесс

  В ходе изохорного процесса все полученное системой количество теплоты идет на изменение внутренней энергии системы.

• 
  Слайд 89

  Адиабатный процесс

  Процесс, который происходит без теплообмена с внешней средой называется адиабатным. В ходе адиабатного процесса газ совершает работу за счет изменения внутренней энергии.

• 
  Слайд 90
  

  p V 0 изотерма адиабата

• 
  Слайд 91

  Тепловые двигатели

  Тепловые двигатели – механизмы, преобразующие внутреннюю энергию топлива в механическую энергию. Основные детали: нагреватель, холодильник и рабочее тело. В качестве рабочего тела в т.д. выступает газ.

• 
  Слайд 92
  

  нагреватель холодильник рабочее тело Qн Qх Аг

• 
  Слайд 93
  

  Идеальный тепловой двигатель – двигатель, работающий по циклу Карно. (Цикл Карно состоит из двух изотерм и двух адиабат). 1824 г. французкий инженер Сади Карно опубликовал работу под названием «Размышления о движущей силе огня и о машинах, способных развивать эту силу». p V 0