Содержание
-
МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА .
-
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: Все вещества – жидкие, твердые и газообразные – образованы из мельчайших частиц – молекул, которые сами состоят из атомов («элементарных молекул»). Атомы и молекулы находятся в непрерывном хаотическом движении. Частицы взаимодействуют друг с другом силами, имеющими электрическую природу. Гравитационное взаимодействие между частицами пренебрежимо мало.
-
Модели строения газов, жидкостей и твердых
В твердых телах молекулы совершают беспорядочные колебания около фиксированных центров (положений равновесия). В жидкостях молекулы имеют значительно большую свободу для теплового движения. Они не привязаны к определенным центрам и могут перемещаться по всему объему жидкости. Этим объясняется текучесть жидкостей. В газах расстояния между молекулами обычно значительно больше их размеров, каждая молекула движется вдоль прямой линии до очередного столкновения с другой молекулой или со стенкой сосуда.
-
Тепловое движение атомов и молекул
Беспорядочное хаотическое движение молекул называется тепловым движением. Тепловое движение атомов в твердых телах: Тепловое движение молекул в жидкости: Тепловое движение молекул в газе:
-
Броуновское движение Диффузия
Броуновское движение - это тепловое движение мельчайших частиц, взвешенных в жидкости или газе. Броуновское движение : Броуновская частица среди молекул: Траектория движения 3-х броуновских частиц : Диффузией называется явление проникновения двух или нескольких соприкасающихся веществ друг в друга. Диффузия приближает систему к состоянию термодинамического равновесия
-
Взаимодействие частиц вещества
На очень малых расстояниях между молекулами обязательно действуют силы отталкивания На расстояниях, превышающих 2 - 3 диаметра молекул, действуют силы притяжения. Силы взаимодействия между молекулами.
-
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. Давление газа равно двум третям средней кинетической энергии поступательного движения молекул, содержащихся в единице объема p = nkT, где n = N / V – концентрация молекул (т. е. число молекул в единице объема сосуда) k –постоянной Больцмана, в честь австрийского физика. Ее численное значение в СИ равно: k = 1,38·10–23 Дж/К. Закон Дальтона: давление в смеси химически невзаимодействующих газов равно сумме их парциальных давлений p = p1 + p2 + p3 + … = (n1 + n2 + n3 + …)kT.
-
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.
-
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. Произведение постоянной Авогадро NA на постоянную Больцмана k называется универсальной газовой постоянной R = 8,31 Дж/моль·К Уравнение состояния идеального газа: Закон Авогадро: один моль любого газа при нормальных условиях занимает один и тот же объем V0, равный V0 = 0,0224 м3/моль = 22,4 дм3/моль. Для смеси невзаимодействующих газов уравнение состояния принимает вид pV = (ν1 + ν2 + ν3 + ...)RT где ν1, ν2, ν3 и т. д. – количество вещества каждого из газов в смеси
-
Изопроцессы: изотермический, изохорный, изобарный, адиабатный процессы
Изопроцессы – это процессы, в которых один из параметров (p, V или T) остается неизменным. Изотермический процесс (T = const) -квазистатический процесс, протекающий при постоянной температуре T. Закон Бойля–Мариотта: при постоянной температуре T и неизменном количестве вещества ν в сосуде произведение давления p газа на его объем V должно оставаться постоянным: pV = const T3 > T2 > T1
-
Изопроцессы – это процессы, в которых один из параметров (p, V или T) остается неизменным. Изохорный процесс – это процесс квазистатического нагревания или охлаждения газа при постоянном объеме V и при условии, что количество вещества ν в сосуде остается неизменным. Закон Шарля: при постоянномобъеме V и неизменном количестве вещества νв сосуде давление газа pизменяется прямо пропорционально его абсолютной температуре : V3 > V2 > V1
-
Изопроцессы – это процессы, в которых один из параметров (p, V или T) остается неизменным. Изобарным процессом называют квазистатический процесс, протекающий при неизменным давлении p. Закон Гей-Люссака: где V0– объем газа при температуре 0 °С. α = 1/273,15 К–1 - температурныЙ коэффициент объемного расширения газов. p3 > p2 > p1
-
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 p0данного вещества зависит только от его температуры и не зависит от объема При повышении температуры давление насыщенного параи его плотность возрастают, а плотность жидкостиуменьшается из-за теплового расширения. Область I – жидкость Область II – двухфазная система «жидкость + насыщенный пар» область III – газообразное вещество Изотермы реального газа.
-
Влажность воздуха
Отношение p / p0, выраженное в процентах, называется относительной влажностью воздуха В атмосферном воздухе всегда присутствуют пары воды при некотором парциальном давлении p, которое, как правило, меньше давления насыщенного параp0. Для каждой температуры T давление p0 насыщенного пара определяется по кривой равновесия p0(T) для данного вещества
-
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 Все реальные газы (кислород, азот, водород и т. д.) при определенных условиях способны превращаться в жидкость. Такое превращение может происходить только при критической температуры Tкр. Испарением называется фазовый переход из жидкого состояния в газообразное. С точки зрения молекулярно-кинетической теории, испарение – это процесс, при котором с поверхности жидкости вылетают наиболее быстрые молекулы, кинетическая энергия которых превышает энергию их связи с остальными молекулами жидкости. Это приводит к уменьшению средней кинетической энергии оставшихся молекул, т. е. к охлаждению жидкости Конденсация – это процесс, обратный процессу испарения. При конденсации молекулы пара возвращаются в жидкость.
-
Переход из одного состояния в другое называется фазовым переходом Если давление насыщенного пара жидкости равно внешнему давлению (т. е. давлению газа в пузырьках) или превышает его, жидкость будет испаряться внутрь пузырьков. Пузырьки, наполненные паром, расширяются и всплывают на поверхность. Этот процесс называется кипением. Кипение жидкости начинается при такой температуре, при которой давление ее насыщенных паров становится равным внешнему давлению. В герметически закрытом сосуде жидкость кипеть не может, т. к. при каждом значении температуры устанавливается равновесие между жидкостью и ее насыщенным паром По кривой равновесия p0 (T) можно определять температуру кипения жидкости при различных давлениях. Зависимость равновесного давления от температуры называется кривой фазового равновесия. Изображенные в координатной системе (p, T) кривые равновесия называются фазовой диаграммой. Типичная фазовая диаграмма вещества. K – критическая точка, T – тройная точка. Область I – твердое тело, область II – жидкость, область III – газообразное вещество
-
Изменение агрегатных состояний вещества: плавление и кристаллизация
Плавление — переход из кристаллического твёрдого состояния в жидкое. Плавление происходит с поглощениемудельной теплоты плавления и является фазовым переходом первого рода. Способность плавиться относится к физическим свойствам вещества. При нормальном давлении, наибольшейтемпературой плавления среди металлов обладает вольфрам (3422 °C), простых веществ вообще - углерод (по разным данным 3500 — 4500 °C) а среди произвольных веществ — карбид гафнияHfC (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 p = nkT p = p1 + p2 + p3 + ... = (n1 + n2 + n3 + ...)kT
-
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: pV = const при V = const Ep = σS T = (t °C + 273,15) К
-
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.
-
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
-
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.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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
Нет комментариев для данной презентации
Помогите другим пользователям — будьте первым, кто поделится своим мнением об этой презентации.