Презентация на тему "Молекулярная физика"

Содержание

• 
  Слайд 1

  Молекулярная физика

  Молекулярная физика — раздел физики, который изучает физические свойства тел на основе рассмотрения их молекулярного строения.

• 
  Слайд 2
  

  Первым сформировавшимся разделом молекулярной физики была кинетическая теория газов

  Молекулярно-кинетическая теория (сокращённо МКТ) — теория XIX века: все тела состоят из частиц: атомов, молекул и ионов; частицы находятся в непрерывном хаотическом движении (тепловом); частицы взаимодействуют друг с другом путём абсолютно упругих столкновений.

• 
  Слайд 3

  Методы молекулярной физики

  Статистический. Число молекул огромно. Применяя методы статистики, можно найти определённые закономерности для всего вещества в целом. Термодинамическийметод исходит из законов, установленных на опыте (называемых началами термодинамики)

• 
  Слайд 4

  .

  При таком подходе не рассматривается внутреннее строение вещества. Вводятся параметры, характеризующие систему в целом (давление P, объём V, температура T)

• 
  Слайд 5
  

  Моль – порция вещества (т. е. такое его химическое количество), которое содержит столько же структурных единиц,

  сколько атомов содержится в 0,012 кг углерода. Обозначение моля в химии – n,в физике –ν (ню) Фактическое количество единиц вещества в 1 моле называется число Авогадро N – общее число молекул

• 
  Слайд 6

  Молярная масса – масса одного моля.

  - масса одной молекулы m -масса вещества (масса всех молекул)

• 
  Слайд 7

  Идеальный газ

  Газ, для которого можно пренебречь размерами молекул и силами межмолекулярного взаимодействия. Молекулы взаимодействуют лишь при соударениях по закону упругих шаров. Разреженный реальный газ ведёт себя подобно идеальному.

• 
  Слайд 8

  Параметры состояния.

  Объём V ( ) Температура T (К). Существуют две температурные шкалы: термодинамическая, градуированная в Кельвинах и Международная практическая (градусы Цельсия) Давление Р(паскаль)

• 
  Слайд 9

  Опытные законы идеального газа

  Всякое изменение состояния газа называется термодинамическим процессом.

• 
  Слайд 10

  Изотермический процесс. Закон Бойля- Мариотта.

  pV = const

• 
  Слайд 11

  Изобарный закон (закон Гей-Люссака):

  V- объём газа при температуре o объём газа при температурный коэффициент объёмного расширения

• 
  Слайд 12

  . Изобарный закон

  абсолютный ноль термодинамическая шкала

• 
  Слайд 13

  Изохорный закон(закон Шарля):

  Р- давление газа при температуре температурный коэффициент давления давление газа при

• 
  Слайд 14

  УравнениеКлапейрона-Менделеева.

  Клапейрон Бенуа Поль Эмиль (1799–1864) . Дми́трий Ива́нович Менделе́ев (1834- 1907 универсальная газовая постоянная

• 
  Слайд 15

  .

  . (1) (2) (2)- (1) R численно равна работе изобарного расширения 1 моля идеального газа при нагревании его на 1 К.

• 
  Слайд 16

  Постоянная Больцмана

  . Дж/К n - концентрация молекул

• 
  Слайд 17

  Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеальных газов

  - общее число молекул - масса одной молекулы - концентрация - скорость одной молекулы

• 
  Слайд 18

  Молекулы газа движутся с различными скоростями.

  Средняя квадратичная скорость.

• 
  Слайд 19

  Средняя кинетическая энергия поступательного движения 1 молекулы

  . Отсюда следует физический смысл абсолютной температуры : Термодинамическая температура есть мера средней кинетической энергии поступательного движения молекул

• 
  Слайд 20

  Закон Максвелла распределения молекул поскоростям

  . Скорости молекул газа имеют различные значения и направления, причем как величина, так и направление скорости каждой отдель- ной молекулы изменяются в результате соударений, поэтому нельзя определить число молекул, обладающих точно заданной скоростью в данный момент времени, но можно подсчитать число молекул, скорости которых лежат в интервале от v1 до v2.

• 
  Слайд 21

  Предположения Максвелла

  Не существует молекул, имеющих в точности одинаковые скорости. Число молекул , имеющих скорости в интервале от до , пропорциональ-но общему числу молекул , ширине интервала и зависит от скорости

• 
  Слайд 22

  Закон Максвелла распределения молекул по скоростям

  . dN-число молекул, скорости которых лежат в интервале от V доV+dV

• 
  Слайд 23

  Функция определяет

  относительное число молекул, скорости которых лежат в интервале dv. Функция называется плотность вероятности распределения молекул по скоростям число молекул, скорости которых лежат в интервале dv, на графике определяется заштрихованной площадью dS Общая площадь под кривой равна 1. условие нормировки

• 
  Слайд 24

  Вид функции распределения зависит от массы молекул и температуры

• 
  Слайд 25

  Наиболее вероятная скорость молекул

  Чтобы определить наиболее вероятную скорость, возьмём производную от функции распределения и приравняем её нулю.

• 
  Слайд 26

  средняя арифметическая скорость

  Для дискретных значений скорости Для непрерывных значений скорости = (1)

• 
  Слайд 27

  .

• 
  Слайд 28
  

  . Относительная скорость u

• 
  Слайд 29

  Опыт Штерна. Экспериментальная проверка распределения Максвелла

  Исследуемым газом в опыте служили разреженные пары серебра. Атомы получались при испарении слоя серебра, нанесённого на платиновую нить, нагревавшуюся электрическим током. Воздух был откачан, поэтому испарившиеся атомы серебра свободно разлетались от нити  во все стороны.

• 
  Слайд 30
  

  При вращении цилиндров с угловой скоростью ω получается размытая полоска ΔS

  . Скорости молекул разные. Поэтому полоска имеет ширину Толщина налета серебра определялась  в опыте О.Штерна оптическим методом

• 
  Слайд 31

  Барометрическая формула

  — зависимость давления или плотности газа от высоты в поле тяжести  

• 
  Слайд 32

  .

  .

• 
  Слайд 33

  Распределение Больцмана

  Изменение с высотой числа молекул в единице объёма

• 
  Слайд 34

  .

  Формулы справедливы не только в случае потенциального поля сил земного тяготения, но и в любом потенциальном поле сил для совокупности любых одинаковых частиц, находящися в состоянии хаотического теплового равновесия.

• 
  Слайд 35