Молекулярная физика, понятие молекулы, атома. Исторические сведения. Понятие статистическая физика, термодинамика

Молекулярная физика, понятие молекулы, атома. Исторические сведения. Понятие статистическая физика, термодинамика.

Молекулярная физика изучает физические свойства вещества, обусловленные его строением, характером движения молекул (атомов) и силами, действующими между ними.

Молекулярная физика связана с теорией строения вещества. В основе молекулярной физики лежит доказанная опытным путем молекулярно-кинетическая теория строения вещества. Согласно этой теории все тела состоят из большого числа мельчайших частиц - молекул и атомов, находящихся в непрерывном хаотическом движении, называемом тепловым движением.

Молекула - наименьшая часть вещества, сохраняющая его свойства (латинский molecula, уменьшительное от латинского moles – масса).

Атом - наименьшая часть химического элемента, обладающая его свойствами.

В случае инертных атомов понятия молекула и атом совпадают.

Исторические сведения:

Еще в древности было высказано предположение о том, что тела, кажущиеся сплошными, состоят из мельчайших невидимых глазом частичек(атомов). -Демокрит

В средние века от этих атомистических представлений отказались. Произошло это в основном под влиянием христианской церкви, не признавшей учения греческих атомистов. Вплоть до середины 19 в. в объяснении тепловых явлений господствующее положение принадлежало теории теплорода - невидимого вещества, которое при нагревании тела входит в него, а при охлаждении выходит. Исследования Р. Майера (1842 г.), Д. Джоуля (1843 г.) и других показали полную не состоятельность теории теплорода. Ломоносов по существу заложил основы современной молекулярно-кинетической теории. М. В. Ломоносов впервые ввел деление частиц на атомы и молекулы. Он объяснил физическую сущность закона Бойля - Мариотта (PV=const) и конечными размерами частиц газа отклонения от этого закона сильно сжатых газов. М. В. Ломоносова впервые научно объяснил природу теплоты: “Совершенно очевидно, что имеется достаточное основание теплоты в движении. А так как движение не может происходить без материи, то необходимо, чтобы достаточное основание теплоты заключалось в движении частиц материи”. Основываясь на этом он утверждал, что температура тела может быть ограничена снизу, но не сверху, тем самым предвосхитил понятие абсолютного нуля температуры. Окончательным подтверждением молекулярно-кинетической теории послужили работы французского физика Ж. Перрена, исследовавшего в 1908 г. броуновское движение.

Согласно представлениям молекулярно-кинетической теории движение каждой молекулы в отдельности подчиняется законам механики. Хаотическое движение большой совокупности молекул качественно отличается от механического движения. Оно подчиняется статистическим закономерностям. Количественные закономерности устанавливают статистическим методом, в котором рассматривают лишь средние значения величин, характеризующих данную совокупность молекул.

Термодинамика исследует условия превращения энергии из одного вида в другой и характеризует их количественно. В ее основе лежат фундаментальные законы (начала), установленные путем обобщения огромного числа опытных фактов.

В отличие от молекулярно-кинетической теории термодинамика не рассматривает микроскопическое строение вещества, а выявляет связи между его макроскопическими свойствами в различных условиях.