Основное уравнение МКТ

Л Е К Ц И Я 1

Предмет, задачи и методы молекулярной физики. Модель идеального газа. Основные положения и основное уравнение МКТ. Уравнение состояния идеального газа. Средняя, среднеквадратичная и наиболее вероятная скорости.

Решение задач: 5.1, 5.6, 5.26, 5.38, 5.39, 5.93.

Молекулярная физика представляет собой раздел физики, изучающий строение и свойства вещества, исходя из молекулярно-кинетических представлений. Согласно этим представлениям, любое тело – твердое, жидкое и газообразное состоят из большого числа частиц – молекул. Молекулы всякого вещества находятся в беспорядочном, хаотическом движении. Его интенсивность зависит от температуры вещества. Непосредственным доказательством существования хаотического движения молекул служит броуновское движение. Это явление заключается в том, что весьма малые взвешенные в жидкости частицы всегда находятся в состоянии непрерывного беспорядочного движения, которое не зависит от внешних причин и оказывается проявлением внутреннего движения вещества.

МКТ ставит себе целью истолковать те свойства тел, которые непосредственно наблюдаются на опыте. Изучением различных свойств тел и изменений состояния вещества занимается также термодинамика. Однако в отличие от МКТ термодинамика изучает макроскопические свойства тел и явлений природы, не интересуясь их микроскопической картиной Не вводя в рассмотрение молекулы и атомы, не входя в микроскопическое рассмотрение процессов.

В основе термодинамики лежит несколько фундаментальных законов (начала термодинамики). Подходя к рассмотрению изменений состояния, вещества с различных точек зрения термодинамики и МКТ взаимно дополняют друг друга, образуя по существу одно целое.

Движение каждой отдельной молекулы подчиняется законам механики. Однако, мы имеем дело с огромным числом молекул, движущихся хаотически и поведение системы не определяется поведением отдельных частиц. Мы будем рассматривать стационарные состояния – это состояния, которые со временем не изменяются (без внешних воздействий). Характерной особенностью стационарных состояний является возможность их описания небольшим числом, так называемых макропараметров.

Макропараметры – это средние величины, характеризующие поведение системы большого числа частиц. Таковыми являются: давление – средняя сила, действующая на единичную площадку со стороны молекул, вследствие их теплового движения. Объем или плотность. Следующий макропараметр температура. С точки зрения МКТ температура – величина, характеризующая направление теплообмена. С точки зрения МКТ температура характеризует среднюю кинетическую энергию молекул.

Средняя кинетическая энергия связана с температурой через постоянную Больцмана, т.е. она связывает температуру и энергию, или макро- и микропараметры, это мостик между макро- и микромиром.

ОСНОВНОЕ УРАВНЕНИЕ МКТ