La fisica molecolare è l'intera teoria. Teoria molecolare-cinetica. Fondamenti di teoria cinetica dei gas

DESIGNAZIONE

Rivnyannya, messo alla base della teoria cinetica molecolare, pov'yazu quantità macroscopiche che descrivono (ad esempio, vizio) con i parametri delle molecole molecolari (sei e dimensioni). Tse uguale può sembrare:

Ecco la massa di una molecola di gas, è la concentrazione di tali particelle in un'unità di volume, è il quadrato medio della densità delle molecole.

L'allineamento principale dell'MKT è spiegato chiaramente, in quale ordine creo un gas ideale sul lato destro del muro del giudice. Le molecole hanno colpito il muro per l'intera ora, sputandoci sopra con una forza debole F. Ecco la prossima ipotesi: se la molecola colpisce l'oggetto, la forza -F è su di essa, dopodiché la molecola "rimbalza" nel muro. Allo stesso tempo, è importante chiudere le molecole con la parete assolutamente elastica: l'energia meccanica delle molecole e della parete viene completamente salvata, non passante. Tse significa che solo poche molecole cambiano durante le chiusure e non si verifica il riscaldamento di molecole e pareti.

Sapendo che la sigillatura del muro è stata elastica, possiamo dire come la fermezza della molecola cambia dopo la chiusura. Il modulo di velocità sarà lasciato lo stesso, come è al punto, e il flusso cambierà direttamente sulla lunghezza dell'asse Ox (notare che Ox ha lo stesso peso, in quanto è perpendicolare al muro).

Ci sono troppe molecole di gas, il fetore collassa caoticamente e spesso colpisce il muro. Conoscendo la somma geometrica delle forze che una molecola cutanea riversa sulla parete, conosciamo la forza di pressione del gas. Per fare la media della consistenza delle molecole, è necessario utilizzare metodi statistici. Per lo stesso motivo, nell'MCT principale uguale, abbiamo mediato il quadrato della levigatezza delle molecole, e non il quadrato della levigatezza media: la levigatezza media delle molecole caoticamente soffici ha raggiunto lo zero, e in questo caso non toglieremmo alcun pressione.

Ora c'è una chiara differenza fisica: più molecole vengono poste nel legame, più basso è il fetore e più rapidamente collassano - maggiore è la pressione del fetore sulle pareti del vaso.

Allineamento di base di MKT per il modello del gas ideale

Va notato che l'equalizzazione principale dell'MKT è stata effettuata per il modello di un gas ideale con quote speciali:

1. La fusione di molecole con altri oggetti è assolutamente elastica. Per i gas reali, non lo chiamiamo così; alcune delle molecole passano ancora dall'energia interna delle molecole e delle pareti.
2. Le forze di interazione tra le molecole possono essere rivolte. Ebbene, il vero gas si trova sotto un'alta pressione e temperature altrettanto basse, e le forze si fondono al massimo.
3. Le molecole sono rispettate da punti materiali, non familiari con le loro dimensioni. Tuttavia, le differenze tra le molecole dei gas reali si sommano alla differenza tra le molecole stesse e la parete.
4. І, nareshti, la linea principale dell'MKT guarda lo stesso gas - e in realtà è spesso possibile proprio dalla somma dei gas. Per esempio, .

Tuttavia, per razrіdzhenikh gazіv tse іvnyannja fornisce risultati più esatti. Inoltre, molti gas reali nella mente della temperatura ambiente e sotto una pressione vicina a quella atmosferica, la grande ipotesi per le autorità è il gas ideale.

Secondo le leggi, l'energia cinetica di qualsiasi corpo o particella. Dopo aver sostituito l'olio aggiuntivo dell'unguento per la pelle dalle particelle e il quadrato della sua levigatezza nell'uguaglianza da noi registrata, possiamo rivelare lo yoga alla vista:

Inoltre, l'energia cinetica delle molecole di gas è espressa dalla formula, che è spesso vittoriosa nei compiti. Qui k è il post di Boltzmann, che stabilisce una connessione tra temperatura ed energia. k \u003d 1,38 10 -23 J / K.

La principale equivalenza di MKT risiede nelle basi della termodinamica. Vale anche la pena vincere in pratica in astronautica, criogenia e fisica dei neutroni.

Applicare la soluzione dei compiti

CULO 1

gestore	Significative particelle di ruhu swidkіst povіtrya nelle menti normali.
Soluzione	Vykoristovuemo equalizzazione principale del MKT, vvazhayuchi povitrya gas omogeneo. Quindi, come per dimostrare la verità - tse sumish gas, la soluzione del problema non sarà assolutamente accurata. Acceleratore a farfalla: Ricordiamo che tvir è lo stesso gas, poiché n è la concentrazione delle molecole a loro volta (valore invertito), ed m è la massa della molecola. Todі avanti al futuro, guardando avanti: Nelle menti normali, la pressione arriva fino a 10 5 Pa, lo spessore è di 1,29 kg / m 3 - i dati possono essere presi dalla letteratura preliminare. Dalla virasi in avanti, prendiamo le molecole di seguito:
prova	SM

CULO 2

gestore	Determinare la concentrazione di molecole di un gas omogeneo a una temperatura di 300 K e 1 MPa. Gas vvazhat ideale.
Soluzione	La decisione del compito si basa sul livello principale dell'ICB: , Yak e be-qualsiasi particella di materiale:. Quindi la nostra formula di Rosrakhun avrà un aspetto leggermente diverso:

La teoria molecolare-cinetica descrive il comportamento e il potere di un particolare oggetto ideale chiamato  gas ideale. Questo modello fisico si basa sul discorso molecolare. La creazione della teoria molecolare è collegata ai robot di R. Clausius, J. Maxwell, D. Joule e L. Boltzmann.

gas ideale. Teoria molecolare-cinetica dei gas ideali sarà sui prossimi incarichi:

atomi e molecole possono essere visti come punti materiali che esistono nella Russia ininterrotta;

il contenuto di potenza delle molecole di gas è trascurabilmente piccolo in un recipiente poroso;

tutti gli atomi e le molecole dovrebbero essere ricordati, in modo che il principio fondamentale sia la possibilità di cucire dietro la pelle della pelle;

fino alla chiusura delle molecole di gas tra loro, ci sono forze quotidiane di modalità reciproca, e la chiusura delle molecole tra loro e dietro le pareti del vaso si trasferisce in modo assolutamente elastico;

Il movimento di un atomo di pelle o di una molecola di gas è descritto dalle leggi della meccanica classica.

Leggi, otrimani per un gas ideale possono essere vittoriosi con l'estrazione di gas reali. Per cui si creano modelli sperimentali di un gas ideale, in cui la potenza di un gas reale è vicina alle caratteristiche di un gas ideale (ad esempio a bassa pressione e ad alta temperatura).

Legge del gas ideale

Legge Boyle-Mariotte:

per una data massa di gas a temperatura costante, il volume del gas viene aumentato di un volume, il valore è costante: Pv = cost , (1.1)

a T = cost , m = cost .

Una curva che rappresenta la vacuità tra i valori Rі v, Caratterizza il potere della parola a temperatura costante e viene chiamato isoterma tse iperbole (Fig. 1.1.), E il processo che procede a temperatura costante è chiamato isotermico.

Law Gay-Lussac:

La pressione data al gas a pressione costante cambia linearmente con la temperatura

V = V 0 (1 +   t ) a P = cost , m = cost . (1.2)

p = p 0 (1 +  t ) a V = cost , m = cost . (1.3)

Per uguali (1.2) e (1.3), la temperatura è espressa oltre la scala Celsius, tisk e volume - a 0 ° C, quando
.

Viene chiamato il processo che procede sotto pressione costante isobarico, Puoi immaginarlo in una funzione visivamente lineare (Fig. 1.2.).

Viene chiamato il processo che avviene durante un legame veloce isochornim(Fig. 1.3.).

Z rivnyan (1.2) e (1.3) mostrano che isobari e izochori cambiano tutte le temperature nel punto t =1/ =  273,15 °C . Se spostiamo la pannocchia nel punto giusto, allora passiamo alla scala Kelvin.

Introduzione alle formule (1.2) e (1.3) temperatura termodinamica, le leggi di Gay-Lussac possono essere date una visione più ampia:

v = v 0 (1+t) = = v 0 = =v 0 T;

p = p 0 (1+t) = p 0 = p 0 T;

a p=cost, m=cost ; (1.4)

a V = cost, m = cost , (1.5)

de іndexi 1 e 2 salgono a dovіlnyh stanіv, yakі giacciono su uno іzobarі o Іzochor .

Legge di Avogadro:

falena essere-qualsiasi gas alle stesse e stesse temperature e vizi occupa le stesse ossessioni.

Con menti normali, ogni obsyag è sano v, 0 \u003d 22,4110 -3 m 3 / mol . Per gli appuntamenti, in una talpa di discorsi diversi, c'è lo stesso numero di molecole sane veloce Avogadro:N UN = 6,02210 23 mol -1 .

legge di Dalton:

somma di pressione di diversi gas ideali R 1 , R 2 , R 3 … R n, quali gas sono inclusi in esso:

p = p 1 + pag 2 + R 3 + ... + pag n .

pressione parziale – tse un vizio, una specie di viroblyav bi gas, per entrare nel magazzino della somma del gas, come se fosse uno che ha preso in prestito un volume, che aumenterebbe il volume della somma alla stessa temperatura.

Diventerò uguale al gas ideale

(Rivnyannia Clapeyron-Mendeliev)

Mіzh temperatura, volume e pressione іsnuє cantare zv'yazok. Questo collegamento può essere rappresentato da un errore funzionale:

f(p, V, T)= 0.

Ho il mio zminnih in pelle nera ( p, v, t) Funzione di altre due sostituzioni. Il tipo di deposizione funzionale per lo stato del linguaggio della fase cutanea (solido, raro, simile a un gas) è determinato sperimentalmente. Vale la pena fare un processo laborioso e diventerò ancora di più per i gas, poiché si trovano in una stazione di rozredzhenomu e in una forma approssimativa - per tali gas stagnanti. Per i discorsi che non si trovano in un campo simile a un gas, l'ordine di tsikh pіr non è virishena.

Il fisico francese B. Clapeyron viviv Diventerò uguale al gas ideale, Combinando le leggi di Boyle-Mariotte, Gay-Lussac, Charles:

. (1.6)

Viraz (1.6) e є uguale Clapeyron, de A- stazione di servizio. C'è un prezzo per diversi gas.

DI Mendelijev ha combinato l'equalizzazione di Clapeyron con la legge di Avogadro, secondo l'equalizzazione (1.6) fino a una mole e il volume molare vittorioso v. Vіdpovidno fino alla legge di Avogadro, con lo stesso Rі T le moli di tutti i gas occupano lo stesso volume molare v  . . È veloce A essere lo stesso per tutti i gas ideali. Dana postiyna risuona R e buona fortuna R= 8,31
.

Rivnyannia Clapeyron-Mendeliev può farsi avanti:

p v  . = RT.

Puoi andare a equalizzazione di Clapeyron-Mendeliev per una quantità sufficiente di gas:

, (1.7)

de  – massa molare (massa di una mole di discorso, kg/mol); m  massa gassosa;  quantità di discorso .

Il più delle volte, sono koristuyutsya con una forma diversa, diventerò uguale a un gas ideale, introducendo Postiynu Boltzmann:
.

L'equalizzazione di Todi (1.7) si presenta così:

, (1.8)

de
– concentrazione di molecole (numero di molecole per unità di volume). È ovvio che la pressione di un gas ideale è direttamente proporzionale alla concentrazione della prima molecola e del gas. Alla stessa e stessa temperatura e pressione, tutti i gas hanno lo stesso volume, lo stesso numero di molecole. Viene chiamato il numero di molecole che sono in 1 m 3 a menti normali numero di Loschmidt:

N l = 2.68 10 25 m -3.

Cinetica molecolare di base

teoria dei gas ideali

i compiti più importanti La teoria cinetica dei gas è uno studio teorico del vizio di un gas ideale sulla base di fenomeni cinetici-molecolari. Il livello di base della teoria cinetica molecolare dei gas ideali dovrebbe essere tratto dalle vittorie metodi statistici.

Si scopre che le molecole di gas collassano in modo casuale, il numero di chiusure reciproche tra le molecole di gas è ancora più piccolo in numero uguale al numero di impatti sulle pareti del recipiente e le chiusure sono assolutamente elastiche. Sulla stazione, i giudici vedono una piattaforma elementare  S e calcola il vizio, come spingere le molecole di gas sull'intero Maidan.

È necessario fare attenzione che le molecole possano davvero collassare al Maidanchik sotto diverse pieghe e causare una differenza di velocità, anche se possono cambiare in caso di infiammazione della pelle. In casi teorici, i movimenti caotici delle molecole sono idealizzati, sostituiti da un movimento di tre linee reciprocamente perpendicolari.

Come a guardare la nave al cubo che guarda, in cui crolla irrimediabilmente N molecole di gas in sei direzioni, è scomodo ricordare che ad un certo punto nell'ora di irritazione della pelle, 1/3 del numero totale di molecole collassa e metà di esse (tobto. 1/6 del numero totale di molecole ) crolla in una direzione e l'altra metà (tezh 1/6)  nel protilezhnu. Quando la crema per la pelle è chiusa, la molecola, che collassa perpendicolarmente alla fanciulla, vibra, trasmettendo il їesimo impulso;

R 1 =m 0 v – (– m 0 v) = 2 m 0 v.

Il numero di colpi di molecole che collassano in una determinata direzione, sul Maidan è più costoso: N = 1/6 n Svt. Quando sono chiuse con il sito, q molecole trasmettono il їesimo impulso

P= N P 1 =2 m 0 vnSvt = m 0 v 2 nSt,

de n- concentrazione di molecole. Todi vice, che il gas esercita sul muro del giudice, dovnyuvatime:

p =
= nm 0 v 2 . (1.9)

Tuttavia, le molecole di gas collassano con spostamenti diversi: v 1 , v 2 , …,v n, Pertanto, è necessario moderare la velocità. La somma delle fluttuazioni al quadrato del flusso delle molecole di gas, divisa per il loro numero, indica la fluttuazione del quadrato medio della radice:

.

Rivnyannia (1.9) Guarderò:

(1.10)

viraz (1.10) viene chiamato linee principali della teoria cinetica molecolare gas ideali.

Vrakhovuyuchi sho
, Prendiamo:

p V = N
= e, (1.11)

de e- energia cinetica totale del movimento traslatorio di tutte le molecole di gas. Inoltre, la pressione sul gas è direttamente proporzionale all'energia cinetica del movimento progressivo delle molecole di gas.

Per una mole di gas m =, e il pari di Clapeyron-Mendeliev potrebbe farsi avanti:

p V  . = R T,

e così s (1.11) p V  . =   v mq 2, tenere conto di:

RT=  v mq 2 .

La densità quadrata media delle molecole di gas è buona

 v mq  =
=
=,

de K = R/N UN = 1,3810 -23 J / K - Postiyna Boltzmann. Zvіdsi puoi conoscere la velocità quadratica media delle molecole di acido a temperatura ambiente - 480 m / s, acqua - 1900 m / s.

Rilevamento della temperatura cinetica molecolare

La temperatura è il “calore” del corpo. Per comprendere il senso fisico della temperatura termodinamica assoluta Tè possibile allineare l'allineamento di base della teoria cinetica molecolare dei gas (1.14) con l'allineamento di Clapeyron-Mendeliev p v = RT

Uguagliando le parti giuste di questi uguali, conosciamo il valore medio dell'energia cinetica  0 una molecola ( = N/N UN , K=R/N UN):

.

Da questo punto di vista, spiccano i più importanti esempi di teoria cinetica molecolare: l'energia cinetica media del movimento traslatorio di una molecola di un gas ideale si deposita solo ad una temperatura alla quale è direttamente proporzionale alla temperatura termodinamica. In questo modo, la scala della temperatura termodinamica ottiene una variazione fisica non intermedia: at T= 0 l'energia cinetica delle molecole di gas ideali è uguale a zero. Successivamente, secondo la teoria, il moto di traslazione delle molecole del gas si attaccherà e la sua pressione diventerà uguale a zero.

Teoria delle potenze ugualmente importanti di un gas ideale

Numero di passi di libertà delle molecole. La teoria cinetica molecolare dei gas ideali può essere portata a una conclusione molto importante: le molecole del gas hanno un moto regolare e l'energia cinetica media del moto traslatorio della molecola è determinata esclusivamente dalla temperatura.

L'energia cinetica del movimento delle molecole non viene esaurita dalla cinetica l'energia del movimento progressivo: Vinto si aggiunge anche a cinetico energia avvolgereі colivannia molecole. Per riscattare l'energia che va a tutti i tipi di molecole, è necessario dare una designazione il numero di gradini di libertà.

pid il numero di gradini di libertà (io) Il corpo è sull'orlo il numero di coordinate indipendenti, che devono essere inserite per determinare la posizione del corpo nello spazio.

H ad esempio, un punto materiale può essere costituito da tre gradini di libertà, in modo che la sua posizione nello spazio sia determinata da tre coordinate: x, yі z. Successivamente, la molecola monoatomica dell'acqua è trioma in gradini di libertà di movimento progressivo.

D una molecola biatomica ha 5 gradini di libertà (Fig. 1.4): 3 gradini di libertà di rux traslazionale e 2 gradini di libertà di rux palese.

Molecole con tre e più atomi hanno 6 gradini di libertà: 3 gradini di libertà del ruhu traslazionale e 3 gradini di libertà di avvolgere il ruhu (Fig. 1.5).

La molecola cutanea al gas ha un semplice numero di passaggi di libertà, tre dei quali sono indicativi di un movimento progressivo.

Norme sulla distribuzione equa dell'energia

dietro i gradini della libertà

La principale stimolante teoria cinetica molecolare dei gas è un'ammissione sull'assoluta mancanza di spazio delle molecole. Dovrebbe essere portato al colivale e all'involucro ruhiv, e non solo al traslazionale. È importante che tutte le direzioni delle molecole nel gas siano diverse. Si può presumere che sul gradino della pelle della libertà della molecola nel mezzo cada la stessa quantità di energia - la stessa posizione sull'uguale distribuzione di energia dietro i gradini della libertà. L'energia, poiché cade su un gradino della libertà della molecola, è più:

. (1.12)

Come una molecola d'acqua io passi di libertà, poi sulla pelle passo di libertà da portare a metà:

. (1.13)

Energia interna del gas ideale

Se vuoi vedere una fornitura aggiuntiva di energia interna al gas fino a una mole, prendiamo questo valore moltiplicando  per il numero di Avogadro:

. (1.14)

È ovvio che l'energia interna di una mole di un gas ideale può essere depositata solo in funzione della temperatura e del numero di gradi di libertà delle molecole di gas.

raspodіlu Maxwell e Boltzmann

Ha suddiviso le molecole di un gas ideale per la flessibilità e l'energia di circolazione termica (suddivisione di Maxwell). A temperatura costante al gas, tutte le direzioni alla circolazione delle molecole vengono trasferite allo stesso modo. In questo caso, la densità medio-quadrata della molecola cutanea è stagnante e sana

.

Per questo si spiega che in un gas ideale, che è in uno stato di gelosia, si stabilisce che è stazionario, non cambia per un'ora, la distribuzione delle molecole dietro swidkosts. ce rozpodіl subordinat sing legge statistica, che è teoricamente basata su J. Maxwell. La legge di Maxwell è descritta dalla funzione

,

quella funzione f(v) Mostra il numero di molecole
, la cui velocità si trova nell'intervallo v prima v+dv. Metodi Zastosovuyuchi della teoria dell'inamovibilità, Maxwell lo sa la legge di distribuzione delle molecole di un gas ideale per la liquidità:

. (1.15)

La funzione di rozpodіlu in forma grafica è presentata in fig. 1.6. La piazza è circondata da un rosone storto e da un'ascissa verticale, singola dominante. Tse significa che la funzione f(v) Soddisfatto della standardizzazione della mente:

.

w velocità, quando la funzione è quella di spargere le molecole di un gas ideale dietro la liquidità f(v) Massimo, chiamato assunti shvidkistyu v B .

significato v = 0 і v =  dare un turno ai minimi (1.15). La massima flessibilità possibile può essere trovata differenziando la virasi (1.23) ed eguagliando yogo a zero:

=
= 1,41

Con un aumento della temperatura, il massimo della funzione si sposta a destra (Fig. 1.6), così che con un aumento della temperatura aumenta e la massima mobilità, tuttavia, è circondata da un'area curva e diventa permanente. Va notato che nei gas e alle basse temperature c'è sempre un piccolo numero di molecole, che collassano con grandi vortici. La presenza di tali molecole "calde" può essere di grande importanza nel corso di vari processi.

Velocità media aritmetica le molecole sono assegnate alla formula

.

Velocità quadratica media

= 1,73
.

L'impostazione di questi liquidi non deve essere depositata, non importa la temperatura, non importa il tipo di gas.

La funzione di suddivisione delle molecole secondo le energie di circolazione termica. Questa funzione può essere tolta sostituendo nella suddivisione delle molecole (1.15) la sostituzione dell'esattezza del valore dell'energia cinetica:

.

Integrando viraz sui valori energetici
prima
, prese energia cinetica media molecole di gas ideali:

.

formula barometrica. Rozpodil Boltzman. Con l'introduzione dell'equazione principale della teoria cinetica-molecolare dei gas e della suddivisione delle molecole di Maxwell, si è verificato un trasferimento di molecole, che le molecole di un gas ideale non esalano una forza uguale a quella, le molecole sono equamente suddivise in tutto il loro volume. Tuttavia, le molecole di qualsiasi gas si trovano nel campo gravitazionale terrestre. Quando si osserva la legge del maggese, la pressione dall'alto viene trasferita, che il campo gravitazionale è uniforme, la temperatura è costante e la massa di tutte le molecole è la stessa:

. (1.16)

Viene chiamato Viraz (1.16). formula barometrica. Vono ti permette di conoscere la pressione atmosferica nel maggese in altura, oppure, dopo aver sottomesso il vizio, puoi conoscerne l'altezza. così yak h 1 - se l'altezza sopra il livello del mare, de tisk è considerata normale, allora il viraz può essere modificato:

.

La formula barometrica può essere rifatta, come se si accelerasse con viraz p = nkT:

,

G de n – concentrazione di molecole in quota h, m 0 gh=P– energia potenziale di una molecola in un campo gravitazionale. A temperatura costante, lo spazio del gas è maggiore lì, mentre l'energia potenziale della molecola è inferiore. Graficamente, la legge di diminuire il numero di particelle in un'unità di volume sembra mostrata in fig. 1.7.

Per un campo potenziale abbastanza buono, annoteremo il passo avanti

,

Se il discorso è considerato dalla fisica come un insieme di piccole particelle: atomi, molecole e ioni. Tutte queste parti si trovano nella caotica Russia ininterrotta e interagiscono una per una per l'aiuto dello zіtknen primaverile.

Teoria atomica: le basi della teoria cinetica molecolare

Democrito

La teoria molecolare-cinetica ebbe origine nell'antica Grecia circa 2500 anni fa. Її la fondazione è rispettata ipotesi atomica , gli autori di cui antico filosofo greco Leukippus studio yoga, antica dottrina greca Democrito dal distretto di Abderi.

Leucippo

Levkipp e Demokrit hanno ammesso che tutti i discorsi materiali sono composti dalle parti più importanti, che sono chiamate atomi (Tipo di noceἄτομος - non appropriato). E lo spazio tra gli atomi si riempie di vuoto. Tutti gli atomi possono espandersi e formarsi, così come gli edifici crollano. Prihlinami tsієї teorії a metà del secolo buli Giordano Bruno, Galileo, Isacco Beckman e altri vcheni. Le basi della teoria cinetica molecolare furono poste dalla pratica "Idrodinamica", pubblicata nel 1738 dall'autore del fisico, meccanico e matematico svizzero Danilo Bernoulli.

Le principali disposizioni della teoria cinetica molecolare

Mikhailo Vasilovich Lomonosov

Più vicino alla fisica moderna, la teoria del discorso atomico è apparsa, come nel XVIII secolo, dopo aver sviluppato la grande dottrina russa Mikhailo Vasilovich Lomonosov. In stverdzhuvav, scho tutti i discorsi si sommano molecole, Denominazione del vino Yaki corpuscoli . E i corpuscoli, nella loro stessa linea, sono piegati atomi . La teoria di Lomonosov ha portato via il nome corpuscolare .

Apparve Ale yak, l'atomo diviso. Vin è costituito da un nucleo caricato positivamente e da elettroni negativi. E in generale, il vino è elettricamente neutro.

La scienza moderna chiama atomo Troverò una parte dell'elemento chimico, poiché porto una delle principali autorità. Legati con legami intrecciati, gli atomi costituiscono le molecole. Le molecole possono avere uno o più atomi di elementi chimici uguali o diversi.

Tutti i corpi sono costituiti da un numero maestoso di particelle: atomi, molecole e ioni. Le particelle di Qi collassano costantemente e caoticamente. Їх Rukh non può essere cantato direttamente da qualsiasi nebud e viene chiamato corsa calda . Sotto l'ora del loro movimento, le particelle si mescolano una per una con uno zіtknen assolutamente elastico.

È impossibile custodire molecole e atomi con un occhio instancabile. Alemie possiamo bachiti il ​​risultato di їх diy.

Conferma delle principali disposizioni della teoria cinetica molecolare: diffusione , corsa brownivsky і modificare stazioni aggregate di discorsi .

diffusione

Diffusione nel paese

Una delle prove del movimento costante delle molecole è a diffusione .

Durante il processo, le molecole e gli atomi di un discorso penetrano tra le molecole e gli atomi di un altro discorso che vi si attacca. Esattamente allo stesso modo, le molecole e gli atomi di un altro discorso si comportano secondo fino al primo. E dopo una certa ora, le molecole di entrambi i discorsi sono equamente distribuite nel loro volume.

Viene chiamato il processo di penetrazione di molecole di un mezzo vocale tra molecole di un altro diffusione . Con il fenomeno della diffusione, rimaniamo a casa, è una giornata di pelle, se mettiamo una bustina di tè in una bottiglia con degli zuccherini. Noi poserіgaєmo, come un okrip senza sbarra, cambiamo colore. Lanciando uno spratto di manganese cristallino in una provetta con acqua, puoi ballare, in modo che l'acqua si trasformi in un colore di erisipela. Anche questa è diffusione.

Viene chiamato il numero di particelle in un'unità di volume concentrazione discorsi. Durante la diffusione, le molecole si spostano da parti tranquille del discorso, la deconcentrazione è maggiore, in quelle parti è minore. Si chiama il movimento delle molecole flusso di diffusione . Come risultato della diffusione, le concentrazioni nelle diverse parti dei discorsi cambiano.

La diffusione può essere osservata in gas, solidi e solidi. Nei gas esce con maggiore svedese, minore nei nativi. Sappiamo quanto velocemente si diffondono gli odori nelle finestre. Più riccamente, la madrepatria nel campione è più ricca, come se vi fosse gocciolato dell'inchiostro. E se mettiamo cristalli di sale da cucina sul fondo del serbatoio con acqua e non lo mescoliamo, passerà più di un giorno, la prima volta sarà la stessa.

La diffusione avviene sul cordone dei metalli dotici. Ale її swidkіst in questo modo è già piccolo. Se copri il rame con l'oro, a temperatura ambiente e pressione atmosferica, l'oro penetrerà nel rame solo per pochi micron in mille anni.

Il piombo dell'oro, messo in vantaggio sull'oro dell'oro, penetra nel nuovo solo fino a una profondità di 1 cm per 5 anni.

Diffusione nei metalli

velocità di diffusione

La densità di diffusione dovrebbe essere depositata nell'area trasversale al flusso, la differenza di concentrazione dei fiumi, la differenza di temperatura o carico. Attraverso una forbice con un diametro di 2 cm, il calore si espande 4 volte più velocemente, più in basso attraverso una forbice con un diametro di 1 cm. Con la diffusione termica, її shvidk_st si trova conduttività termica materiale, e in diverso flusso di cariche elettriche - in conduttività elettrica .

legge fika

Adolf Fik

Nel 1855 il fisiologo tedesco Adolf Eugen Fik, dopo aver descritto per primo i processi di diffusione:

de J - forza flusso diffuso del discorso,

D - coefficiente di diffusione,

C - concentrazione del discorso.

L'ampiezza del flusso diffuso del parlatoJ [cm -2 s -1 ] Proporzionale al coefficiente di diffusioneD [cm -2 s -1 ] I gradiente di concentrazione, preso con segno opposto.

Tse uguale al nome ai primi pari di Fik .

Diffusione, a seguito di una tale concentrazione di discorsi, vengono vibrati, chiamati diffusione non stazionaria . Con tale diffusione, il gradiente di concentrazione cambia con l'ora. E a volte diffusione stazionaria questo gradiente diventa permanente.

corsa brownivsky

Robert Brown

Il botanico scozzese Robert Brown nel 1827 vide la presenza di grani citoplasmatici al microscopio, vedendo una lima di erba di birra americana nell'acquaClarkia pulchella, Vincere il rispetto per i grani più duri. Il fetore tremtili e povіlno peresuvalis senza alcun motivo visibile. Quando la temperatura dei rіdini è aumentata, la velocità delle particelle è aumentata. Così è successo da solo, se la crescita del baratro è cambiata. E anche se l'espansione del mondo è aumentata, la temperatura della casa è diminuita, o la viscosità è aumentata, la fluttuazione delle particelle è migliorata. І tsі meravigliose "danze" di particelle possono essere postergate per molto tempo. Credendo che la ragione di questo tumulto sia che le particelle sono vive, Brown ha sostituito i grani con particelle gocciolanti di vogill. Il risultato sembra essere lo stesso.

corsa brownivsky

Ripetere dopo Brown, per dare alla mamma il microscopio più eccellente. L'espansione delle molecole è troppo piccola. Ed è impossibile guardarli con un tale attaccamento. E proprio come l'acqua di farboi color acqua mi pіdfarbuvavshi nei campioni, e poi ammirarla al microscopio, è più come piangere parti dell'arco lontano, come se stessero cadendo senza speranza. Queste non sono molecole, ma particelle di farbi, che sono importanti nell'acqua. Collasso e scuoto le molecole d'acqua, come se le colpissero dai lati.

Pertanto, tutte le particelle visibili al microscopio, che si trovano nel campo sopraelevato nelle pianure o gas, dovrebbero essere trattate in questo modo. Viene chiamato Їx ruhless motion, movimento termico viklikane di molecole o atomi Movimento Browniano . La parte browniana è costantemente soggetta a impatti dal lato di molecole e atomi, da cui si formano luce e gas. І tsey Rukh non si attacca.

Ale in Brownian Rus può prendere il destino di particelle con una dimensione fino a 5 micron (micrometri). Yakscho їх rozіr di più, la puzza non è male. campanello minore espansione particelle brownivsky, tim svidshe ruhaetsya fuori. Le particelle di dimensioni inferiori a 3 micron collassano progressivamente lungo tutte le traiettorie di piegatura o si avvolgono.

Brown stesso non poteva spiegargli la vista. Solo nel diciannovesimo secolo si conoscevano le prove della catena: il crollo delle voragini browniane fu richiamato dall'afflusso del movimento termico di molecole e atomi su di esse.

Tre diventeranno discorsi

Molecole e atomi, da cui si forma il linguaggio, non si trovano solo in Russia, ma interagiscono uno per uno, attraendosi o esplodendo a vicenda.

Se riesci a stare tra le molecole, puoi abbinarle alle loro dimensioni, quindi il fetore è pesante. Non appena diventa più piccolo, inizia a sopraffare la potenza del vento. Questo spiega il supporto dei corpi fisici di deformazione (spremitura o allungamento).

Quando il corpo viene schiacciato, le molecole tra loro cambieranno e le forze di spostamento saranno indotte per trasformare le molecole nel campo originale. Quando allungherò la deformazione del corpo, rispetterò le forze di tensione tra le molecole.

Le molecole interagiscono non solo nel mezzo di un corpo. Facciamo cadere un pezzo di stoffa nella madrepatria. Ci preoccupiamo di bagnarci. Ciò è spiegato dal fatto che le molecole di rіdini sono attratte più fortemente dalle molecole di corpi solidi, da una a una.

Il linguaggio fisico della pelle a maggese di temperatura e pressione può essere in tre paesi: difficile, raro o simile al gas . Le puzze si chiamano aggregato .

Gas stare tra le molecole è fantastico. Pertanto, le forze di gravità tra di loro sono deboli, perché il fetore si muove in modo più caotico e praticamente libero nello spazio. La puzza del fetore cambia direttamente, colpendo uno su uno o sulle pareti dei vasi.

In patria le molecole si diffondono più vicine l'una all'altra, più in basso nel gas. Le forze di gravità sono maggiori tra di loro. Le molecole al loro interno non stanno più collassando liberamente, ma caoticamente collassano a causa della posizione di uguaglianza. Ale, il fetore dell'edificio salta dritto nell'aria delle forze divine, cambiando dall'una all'altra. Il risultato di questo è il tratto del fiume.

Nei corpi duri Le forze di interazione tra le molecole sono già grandi attraverso una distanza ravvicinata tra loro. Le pesanti molecole secche della puzza non possono essere superate, quindi la costruzione di zdіysnyuvaty solo kolyvalnі ruhi bіla posizione di uguale.

I corpi solidi prendono volume e forma. La patria non può formarsi, assumerà sempre la forma di un giudice, nel quale in un dato momento conosci. Ale її obsyag con cui risparmi. In un modo diverso, usa corpi simili a gas. Le puzze cambiano facilmente la loro forma, e obbligano, prendendo la forma di quel giudice, in cui le hanno collocate, e assorbendo l'intero importo del tributo.

Tuttavia, è anche necessario utilizzare un tale corpo, anche se la struttura dei rdini può essere una piccola piattezza, ma allo stesso tempo prendere la forma. Un tale corpo è chiamato amorfo .

La fisica moderna vede e un quarto del campo aggregato della parola - plasma .

1.1. Parametri termodinamici. @

Pensare a un sistema macroscopico, considerato con metodi termodinamici, è chiamato sistema termodinamico. Vengono richiamati tutti i corpi che non sono inclusi nel magazzino dell'ultimo sistema zvnіshnі mezzo. Il campo del sistema è impostato da parametri termodinamici (altrimenti diventerò parametri) - un insieme di quantità fisiche che caratterizzano la potenza del sistema. Suonare nella qualità dei parametri principali, selezionare pressione p, temperatura T e volume volume v. Esistono due tipi di parametri termodinamici: estensivi e intensivi. I parametri estesi sono proporzionali alla quantità di discorso nel sistema e risiedono intensamente nella quantità di discorso e nella massa del sistema. I parametri intensivi sono pressione, temperatura, volume volume e pollici, mentre i parametri estensivi sono pressione, energia, entropia.

Obsyag proporzionale alla quantità di parlato nel sistema. Nel caso di rozrahunka, è meglio operare con il volume dell'animale domestico v - il valore che è più costoso impegnare nella massa del sistema, quindi è obbligatorio per l'unità della massa v = V / m = 1 / ρ, de ρ - la larghezza del discorso.

La pressione è chiamata valore fisico de dF n - la proiezione della forza sulla normale alla superficie dS.

La temperatura è una grandezza fisica che caratterizza l'energia di un sistema macroscopico, che si trova in un ambiente termodinamico. La temperatura del sistema è determinata dall'intensità della circolazione termica mondiale e dall'interazione delle particelle che compongono il sistema. Ha un sensore di temperatura cinetico molecolare. In Danimarca esistono due scale di temperatura: termodinamica (laurea in Kelvin (K)) e pratica internazionale (laurea in gradi Celsius (° C)). 1˚С = 1K. La connessione tra la temperatura termodinamica T e la temperatura secondo la scala pratica internazionale può essere simile a: T = t + 273,15˚С.

Se un cambiamento diventa un sistema termodinamico, caratterizzato da un cambiamento nei suoi parametri, è chiamato processo termodinamico. Il processo termodinamico è chiamato ugualmente importante, come nel caso in cui il sistema passa attraverso una serie di stazioni infinitamente vicine ugualmente importanti. Un campo uguale è un tale campo, allo stesso modo il sistema arriva alla fine della fine del mondo con le stesse menti ed è lontano in questo campo per molto tempo. Il vero processo di cambiamento del sistema sarà più vicino alla stessa importanza, più vini più bassi.

1. 2. Diventerò uguale al gas ideale. @

Nella teoria cinetica molecolare, il modello fisico di un gas ideale è ampiamente sconfitto. Questo discorso, che si trova in un campo simile a un gas, per il quale sono truffati i piedi della mente:

1. Il volume delle molecole di gas è trascurabilmente piccolo nel volume di un recipiente.

2. Tra le molecole del gas nelle interazioni quotidiane, la crema delle depressioni.

3. Le molecole di gas Zitknennya tra loro e le pareti della nave sono assolutamente elastiche.

Il modello di un gas ideale può essere distorto quando vengono vaccinati i gas reali, quindi la puzza per le menti vicine alla normalità (premere p 0 \u003d 1,013 ∙ 10 5 Pa, temperatura T 0 \u003d 273,15 K) viene introdotta in modo simile a un gas ideale . Ad esempio, sempre a T = 230K e p = p 0/50 per tutti e tre i criteri simili al modello del gas ideale.

Il comportamento dei gas ideali è descritto da una legge bassa.

Legge di Avogadro: le falene di qualsiasi gas alla stessa temperatura e pressione occupano le stesse ossessioni. Con menti normali, la temperatura totale è V M = 22,4 ∙ 10 -3 m 3 / mol. In una mole di discorsi diversi, c'è lo stesso numero di molecole, chiamato numero di Avogadro N A = 6.022 ∙ 10 23 mol -1.

Legge di Boyle - Mariotte: per una data massa di gas a temperatura costante, il volume del gas aumenta del 100% del volume, il valore è costante pV = const a T = const e m = const.

Legge di Charles: la pressione di una data massa di gas in comunicazione costante cambia linearmente con la temperatura p = p 0 (1 + αt) a V = const e m = const.

Legge di Gay-Lussac: quando viene data una massa di gas a pressione costante, cambia linearmente con la temperatura V \u003d V 0 (1 + αt) a p \u003d const e m \u003d const. Per questi è uguale, t è la temperatura sulla scala Celsius, p 0 e V 0 -tisk e obsag a 0 ° C, coefficiente α \u003d 1 / 273,15 K -1.

Il fisico e ingegnere francese B. Clapeyron e lo studioso russo D. I. Mendeliev, avendo unito la legge di Avogadro e le leggi dei gas ideali di Boyle - Mariotte, Charles e Gay - Lussac, resero uguale il gas ideale - uguale, che lega insieme tutti e tre i parametri termodinamici del sistema: per un gas favorevole Pv M \u003d RT i per abbastanza gas

Її è possibile prendere, di regola, che k \u003d R / N A \u003d 1,38 ∙ 10 -23 J / K - ce costante Boltzmann e n \u003d N A / V M - ce concentrazione di molecole di gas.

Per l'espansione della pressione nella somma di diversi gas, la legge di Dalton è stagnante: prima di essa entra la pressione della somma dei gas ideali nella somma totale delle pressioni parziali: p = p 1 + p 2 + ... + p n. Pressione parziale: questo è un tale vizio, che vibra bigas, che entra nel magazzino della somma del gas, come se fosse un volume di prestito, che aumenterà il volume della somma alla stessa temperatura. Per lo sviluppo di una pressione parziale di un gas ideale, il vicorist è uguale a Mendeliev Clapeyron.

1. 3. Fondamenti di teoria cinetico-molecolare dei gas ideali e sue implicazioni. @

Diamo un'occhiata a un gas ideale monoatomico, che occupa il primo posto V (Fig. 1.1.) Possiamo vedere una piattaforma elementare ΔS sulla parete del giudice deak e possiamo contare la pressione, che è da riparare sull'intero Maidanchik. Con una chiusura della pelle, una molecola, con una massa di m 0, collassa perpendicolarmente al maydanchik zі swidkіst υ, trasmettendo il їesimo impulso, che rappresenta la differenza tra gli impulsi della molecola prima e dopo la chiusura:

m 0 υ - (- m 0 υ) = 2 m 0 υ.

In un'ora Δt della piattaforma ΔS possono raggiungere solo poche molecole, in quanto poste in un legame di un cilindro con una base ΔS e una υΔt dorsale. Il numero di molecole sarà nυΔSΔt, dove n è la concentrazione delle molecole. È necessario, tuttavia, essere sicuri che le molecole collassano effettivamente al Maidanchik sotto diverse pieghe e possono variare in compattezza, inoltre la compattezza delle molecole cambia in caso di formazione di vesciche sulla pelle. Per semplificare l'espansione del movimento caotico delle molecole, sostituire il movimento di tre assi coordinati reciprocamente perpendicolari, in modo che a un certo punto 1/3 delle molecole collassi da esse e metà - 1/6 - collassi in una direzione , metà - nella direzione opposta. Lo stesso numero di molecole che colpiscono che collassano in una determinata direzione, attorno al Maidan ΔS sarà nυΔSΔt / 6. Quando chiuse con una piattaforma, le molecole qi trasmettono il їesimo impulso

In questo caso, se la forza che cade su una zona è costante, per premere il gas sulla parete, possiamo giudicare p = F / ΔS = ΔP / ΔSΔt = nm 0 υ 2/3. Le molecole in un vaso collassano con la levigatezza molto diversa υ 1, υ 2 .... υ n, il numero principale їх - N. Pertanto, è necessario guardare la levigatezza quadrata media, poiché caratterizza l'intero agglomerato di molecole :

Introduzione di un nuovo livellamento e livellamento di base della teoria cinetica molecolare dei gas ideali. Oskilki m 0<υ кв>2/2 - l'energia media del molecolare progressivo<ε пост>, uguale può essere riscritto a colpo d'occhio:
de E è l'energia cinetica totale del movimento in avanti di tutte le molecole di gas. In questo modo, la pressione vale più di due terzi dell'energia del movimento progressivo delle molecole, che si trova in un unico volume di gas.
Conosciamo l'energia cinetica del movimento in avanti di una molecola<ε пост>, vrakhovuyuchi

k = R / N A

È chiaro che l'energia cinetica media del movimento caotico progressivo delle molecole di un gas ideale è proporzionale alla sua temperatura assoluta e risiede solo in essa, che la temperatura è l'energia più grande del movimento termico delle molecole. Alla stessa temperatura, l'energia cinetica media delle molecole di qualsiasi gas è la stessa. A T = 0DO<ε пост>= 0 e il flusso in avanti delle molecole è attaccato al gas, tuttavia, l'analisi di vari processi mostra che T = 0DO - la temperatura è irraggiungibile.

4. Guardando indietro a cosa<ε пост>= 3kT / 2, p = 2n<ε пост>/ 3, prendiamo le stelle: р = nkT.

Abbiamo già tolto la variante familiare di Mendeliev-Clapeyron, che già conoscevamo, per comprendere la teoria cinetica molecolare con il metodo statistico. Rimanere uguali significa che alla stessa temperatura e pressione, tutti i gas si trovano nello stesso volume dello stesso numero di molecole.

1. 4. Formula barometrica. @

Quando è stata sviluppata l'uguaglianza di base della teoria cinetica molecolare, è stato comunicato che anche se non c'è una forza uguale sulle molecole del gas, le molecole sono equamente separate l'una dall'altra. Tuttavia, le molecole di qualsiasi gas si trovano nel potenziale campo di gravità della Terra. Tyazhinnya, da un lato, e la gamma termica delle molecole, dall'altro, viene portata in una certa stazione di servizio fissa, a una certa concentrazione di molecole di gas e la pressione di yogo con l'altezza è ridotta. Vediamo la legge di variare la pressione di un gas con l'altezza, assumendo che il campo gravitazionale sia uniforme, la temperatura sia costante e la massa di tutte le molecole sia la stessa. Sebbene la pressione atmosferica all'altezza h sia uno p, all'altezza h + dh è uguale a p + dp (Fig. 1.2). Quando dh> 0, dr< 0, т.к. давление с высотой убывает. Разность давлений р и (р + dр) равна гидростатическому давлению столба газа авсd, заключенного в объеме цилиндра высотой dh и площадью с основанием равным единице. Это запишется в следующем виде: p- (p+dp) = gρdh, - dp = gρdh или dp = ‑gρdh, где ρ – плотность газа на высоте h. Воспользуемся уравнением состояния идеального газа рV = mRT/M и выразим плотность ρ=m/V=pM/RT. Подставим это выражение в формулу для dр:

dp = - pMgdh / RT o dp / p = - Mgdh / RT

L'integrazione di questa equazione fornisce un risultato offensivo: qui C è una costante i in questo caso, determinare manualmente l'integrazione costante tramite lnC. Potenzialmente trattenendo viraz, è noto che

Cey viraz è chiamato la formula barometrica. Vaughn ti permette di conoscere la pressione atmosferica nel maggese nell'altezza, o nell'altezza, come se fosse nella morsa.

Il maggese del giogo dall'alto mostra i piccoli 1.3. Un allegato per la visualizzazione dell'altezza sul livello del mare è chiamato visotomir o altimetro. Vin è un barometro, graduato in altezza.

1. 5. La legge di Boltzmann sulla distribuzione del baratro nel vecchio campo potenziale. @

qui n è la concentrazione di molecole all'altezza h, n 0 è la stessa sulla superficie della Terra. Poiché M \u003d m 0 N A, de m 0 è la massa di una molecola e R \u003d k N A, prendiamo P \u003d m 0 gh - l'energia potenziale di una molecola nel campo gravitazionale. Oskilki kT ~<ε пост>, quindi la concentrazione di molecole al culmine del privilegio<ε пост>

Il ritiro di viraz è chiamato rozpodil di Boltzmann per il campo potenziale reale. È chiaro che a temperatura costante, la densità del gas (che dipende dalla concentrazione) è maggiore lì, minore è l'energia potenziale delle sue molecole.

1. 6. La suddivisione di Maxwell delle molecole di un gas ideale dietro la liquidità. @

Con lo sviluppo del livello di base della teoria cinetica molecolare, è stato determinato che le molecole possono variare di dimensioni. Come risultato di bagatorazovyh zіtknen, la compattezza della molecola della pelle cambia modulo orario e direttamente. A causa della casualità del movimento termico delle molecole, tutte le direzioni sono uguali e la larghezza quadratica media diventa costante. Possiamo scrivere

Acciaio<υ кв>Si spiega con il fatto che nel gas se ne stabilisce uno stazionario, la distribuzione delle molecole dietro lo swidkos non cambia nel tempo, come se seguisse una semplice legge statistica. Questa legge è teoricamente sviluppata da DK Maxwell. Avendo risolto la funzione f (u), la chiamo la funzione di dividere le molecole dietro i vortici. Per suddividere l'intervallo di tutte le possibili densità molecolari in piccoli intervalli, uguali du, quindi sull'intervallo cutaneo della densità, il numero di molecole dN (u), che possono cambiare la densità, è posto in questo intervallo (Fig. 1.4.).

La funzione f (v) definisce il numero di molecole che possono trovarsi nell'intervallo da u a u + du. Numero Tse - dN (u) / N = f (u) du. Metodi Zastosovuyuchi della teoria degli imovirnosti, Maxwell conosce la forma per la funzione f (u)

Tsey viraz - legge tse sulle molecole rozpodіl di un gas ideale per la liquidità. Il tipo specifico di funzione da depositare è il tipo di gas, la massa delle molecole e la temperatura (Fig. 1.5). La funzione f (u) = 0 a u = 0 e raggiunge il massimo al valore corrente di u in, quindi asintoticamente raggiunge lo zero. La curva è asimmetrica al massimo. È chiaro che il numero di molecole dN (u) / N, che giacciono nell'intervallo du ed uguale f (u) du, si trova come l'area della femmina ombreggiata con un sostituente dv e altezza f (u) , è mostrato in Fig. 1.4. L'intera area è circondata da una curva f (u) e tutte le ascisse sono più singole, così che, come per riassumere tutte le parti delle molecole, in modo che tutti i valori di swidkost possano essere, allora si uscire. Come mostrato nella Figura 1.5, con un aumento della temperatura, la curva si sposta a destra, in modo che il numero di molecole liquide aumenti, ma l'area sotto la curva diventa permanente, in modo che N = cost.

La velocità di u in, quando la funzione f (u) raggiunge il suo massimo, è chiamata velocità più variabile. Tieni presente che la prima funzione casuale f (v) '= 0 è uguale a zero, quindi

Dosvid, condotto dal fisico tedesco O. Stern, confermando sperimentalmente la validità della divisione di Maxwell (Figura 1.5.). L'attacco di poppa è composto da due cilindri coassiali. Asse uzdovzh del cilindro interno con una fessura per passare il trapano in platino, ricoperto da una sfera d'argento. Se perdi una pennellata sulle freccette, si riscalda e si appanna. Atomi srіbla, agitando attraverso la fessura, spendono superficie interna un altro cilindro. Se l'allegato si avvolgerà, gli atomi cadranno. La fine dell'assedio ti consente di valutare le molecole rozpodіl dietro l'assedio. Si è scoperto che ero in grado di confermare la teoria di Maxwell.

Teoria molecolare-cinetica(MKT abbreviato) - una teoria che vinykla nel XIX secolo e guardava al linguaggio quotidiano, principalmente gas, dal punto di vista dei tre principali, la prima posizione era approssimata:

tutti i corpi sono composti da particelle: atomi, molecoleі ioniv;

le particelle sono in continuo caotico Rusi (termico);

le particelle interagiscono una ad una zіtknen assolutamente elastico.

MKT è diventata una delle teorie fisiche più avanzate ed è stata confermata da una serie di fatti bassi. Le principali prove della posizione del MKT erano:

diffusione

corsa brownivsky

modificare stazioni aggregate discorsi

Sulla base dell'MKT, ci sono una serie di divisioni della fisica moderna, zocrema, cinetica fisicaі meccanica statistica. In queste divisioni della fisica, non ci sono solo sistemi molecolari (atomici o ionici) che esistono non solo nella Russia "termica", ma reciprocamente non solo attraverso una chiusura assolutamente elastica. Il termine teoria cinetica molecolare nella fisica teorica moderna è già praticamente non vittorioso, sebbene sia usato negli assistenti nel corso della fisica globale.

gas ideale - modello matematico gas, In tal caso si dice che: 1) energia potenziale vzaimodії molecole puoi combattere nelle regioni energia cinetica; 2) la quantità totale di molecole di gas è trascurabilmente piccola. Tra le molecole non si sviluppa la forza di gravità, ma piuttosto l'aria, la chiusura del baratro tra loro e tra le pareti del vaso assolutamente elastico, E l'ora è intercambiabile tra le molecole di più del malium nell'ora centrale tra i ristagni. Nel modello espanso del gas ideale, le particelle, da cui sono piegate le vene, possono anche formare la forma di quelle elastiche sfere o elіpsoїdіv, che ti consente di curare l'energia non solo dell'avanti, ma del movimento obertal-collisionale, e anche non solo delle particelle zіtknennya centrali, ma non centrali e in.

Distinguere il gas ideale classico (il cui potere è derivato dalle leggi della meccanica classica e descritto Statistiche Boltzmann)і gas ideale quantistico (il predominio è determinato dalle leggi della meccanica quantistica, descritte dagli statistici Fattorie - Diraka o Bose - Einstein)

Gas ideale classico

Obsyag іdealnogo gas linіyno deposito a temperatura a pressione costante

La potenza di un gas ideale sulla base dei fenomeni cinetici molecolari è determinata dal modello fisico di un gas ideale, in cui si accettano le seguenti ipotesi:

In questa direzione, le particelle di gas collassano indipendentemente una ad una, premendo il gas sulla parete di un impulso continuo, trasmesso quando le particelle vengono chiuse dalla parete in un'ora, Energia interna- somma delle particelle di energia del gas.

Per una formula equivalente, un gas ideale è un gas ordinato in una volta La legge di Boyle - Mariotteі Gay Lussac , poi:

dispositivo - vizio, - temperatura assoluta. Viene descritta la potenza di un gas ideale Rivnannyam Mendeliev - Clapeyron

,

de- , - messa, - massa molare.

de- concentrazione di particelle, - veloce Boltzmann.

Per ogni gas ideale, è vero Il discorso di Mayer:

de- distributore di benzina universale, - molare capacità termica a pressione costante, - capacità termica molare a volume costante.

Molecole statistiche rozrahunok rozpodіlu shvidkost buv vikonaniy Maxwell.

Diamo un'occhiata al risultato, preso da Maxwell guardando il grafico.

Le molecole di gas nella loro stessa Russia rimangono costantemente unite. La densità della molecola della pelle cambia quando è chiusa. Lei può salire e scendere. Tuttavia, la secchezza del quadrato medio è permanente. Si spiega che nel gas, che è alla stessa temperatura, è stabilito che è stazionario, non cambia per un'ora, la distribuzione delle molecole per swidkosts, come se fosse conforme alla semplice legge statistica. La fluidità della molecola circostante può cambiare nel tempo, la fuoriuscita di molecole dai fluidi nell'attuale intervallo di fluidità diventa permanente.

È impossibile mettere il cibo: il numero di molecole può essere facilmente spazzato via. A destra, anche se il numero di molecole è già grande in qualche modo da indurre una piccola ossessione, ma il numero di valori della densità è come sempre grande (come i numeri nella sequenza), e puoi trapiantare, se la molecola non ha la densità data.

Mal. 3.3

Il manager delle molecole rozpodіl per shvidkost formula quindi un grado offensivo. Figuriamoci n molecole. Come parte delle molecole del maє swidkostі vіd v 1 a v 1 + ∆ v? Questo è un compito statistico.

Sulla base delle prove di Stern, si può concludere che il maggior numero di molecole è considerato a densità media e la proporzione di molecole medie e alte non è troppo grande. La necessaria vetrificazione ha mostrato che una parte delle molecole si introduceva fino all'intervallo di fluidità Δ v, Tobto , May guardare le indicazioni in fig. 3.3. Maxwell nel 1859 teoricamente sulla base della teoria degli imovirnosti determinò questa funzione. Molto semplicemente, è chiamata la funzione di scindere le molecole dietro le particelle, o legge di Maxwell.

Mostriamo la funzione di suddivisione delle molecole di un gas ideale dietro la liquidità

- intervallo di secchezza vicino alla secchezza .

- il numero di molecole che possono trovarsi nell'intervallo
.

è il numero di molecole in una data ossessione.

- il numero di molecole, la cui consistenza dovrebbe risiedere all'interno
.

- una frazione di molecole in un unico intervallo di finezza vicino alla finezza .

- La formula di Maxwell.

I metodi statistici Vikoristovuyuchi di Maxwell prendono la seguente formula:

.

- massa di una molecola,
- veloce Boltzmann.

La migliore svedese dipende dalla mente
.

virishuyuchi otrimuemo
;
.

Significativamente b/n
.

anche
.

Tagliamo una parte delle molecole in un dato intervallo di levigatezza vicino a una data levigatezza in una data linea retta.

.

.

- una parte delle molecole, yakі mayut shvidkostі nell'intervallo
,
,
.

Sviluppare le idee di Maxwell Boltzmann, dopo aver svelato le molecole dietro i vortici nel campo di forza. Sulla base della suddivisione di Maxwell nella suddivisione di Boltzmann, l'energia cinetica delle molecole è sostituita dalla somma dell'energia cinetica e potenziale.

Alla rosa di Maxwell:
.

Alla rosa di Boltzmann:
.

Al campo gravitazionale

.

Per la concentrazione di molecole in un gas ideale, la formula è:

і ovviamente.

- disse Boltzmann.

- concentrazione di molecole sulla superficie terrestre.

- concentrazione di molecole in quota .

Capacità termica.

La capacità termica del corpo è chiamata quantità fisica sana

,
.

Capacità termica di un bene - capacità termica molare

.

Oskilki
- funzione di processo
, poi
.

mi guardo indietro

;

;



.

- La formula di Mayer.

incl. il compito di calcolare la capacità termica viene portato al valore .

.

Per una talpa:

, stelle
.

Gas biatomico (O 2, N 2, Cl 2, CO, ecc.).

(Modello di un manubrio duro).

Al di fuori del numero di gradini di libertà:

.

anche
, poi

;
.

Tse significa che la capacità termica è dovuta al veloce. Allo stesso tempo, è stato possibile dire che la capacità termica è di trovarsi alla temperatura.

Quando la temperatura è bassa, gli stadi di libertà inferiori della colite vengono "congelati" e quindi gli stadi di libertà obertali vengono "congelati".

Secondo le leggi della meccanica quantistica, l'energia di un oscillatore armonico a frequenza classica può assumere solo un insieme discreto di valori

Gas atomici ricchi (H 2 O, CH 4, C 4 H 10 O, ecc.).

;
;
;

I dati teorici sono alla pari con l'evidenza.

Può essere visto 2 gas atomici , Ale cambia quando basse temperature oltre la teoria della capacità termica.

Tale curva Visualizza parlare del “congelamento” dei gradini della libertà. Navpaki ad alte temperature aggiunge ulteriori gradini di libertà  q dati da mettere sotto il teorema di uguale rozpodіl. La fisica moderna ti permette di spiegare l'errore Visualizza manifestazione quantistica vicorista.

La statistica quantistica ha reso difficile spiegare la deposizione della capacità termica dei gas (così creme di gas biatomici) con la temperatura. Secondo le disposizioni della meccanica quantistica, l'energia del movimento di avvolgimento delle molecole e l'energia della scissione degli atomi possono assumere valori più che discreti. Poiché l'energia della circolazione termica è significativamente inferiore alla differenza tra le energie dei suscettibili uguali di energia (), quindi quando le molecole sono chiuse, gli stadi di libertà obertale e kolivalny non sono praticamente danneggiati. Pertanto, alle basse temperature, il comportamento di un gas biatomico è simile a quello di un gas monoatomico. Quindi, poiché la differenza tra l'energia di avvolgimento sostenibile è significativamente inferiore, inferiore tra sudidnim kolivalny è uguale a ( ), quindi con un aumento della temperatura, gli stadi superiori della libertà vengono distrutti. Come risultato di questo aumento della capacità termica. Con un ulteriore aumento della temperatura, gli stadi di libertà kolivalny vengono risvegliati e la capacità termica aumenta ulteriormente. A. Einstein, avendo tenuto ben presente che la scissione degli atomi nel reticolo cristallino è indipendente. Il modello vicoristico di un cristallo è come un sukupnіstness, è incredibilmente silenzioso, che dipende dalla stessa frequenza degli oscillatori armonici, avendo creato una simile teoria quantistica della capacità termica di un reticolo cristallino. Questa teoria è stata rivendicata da Debay, una sorta di bugia, che la scissione degli atomi in una soluzione cristallina non è indipendente. Dopo aver esaminato lo spettro di frequenza ininterrotto degli oscillatori, Debye ha mostrato che il contributo principale all'energia media di un oscillatore quantistico è dato alle basse frequenze, che sono simili ai peli elastici. Il risveglio termico di un corpo solido può essere descritto guardando i peli elastici che si espandono in cristallo. Secondo il dualismo corpuscolare-pennacchio dei poteri della parola, la lanugine primaverile in cristallo fononi quasi-particelle, Che energia di volodyut. Un fonone è un quanto di energia di un vento primaverile, che è come un danno elementare che si comporta come microparticelle. Proprio come la quantizzazione della vibrazione elettromagnetica ha portato alla scoperta dei fotoni, così la quantizzazione delle fibre primaverili (come risultato della scissione termica delle molecole del corpo solido) ha portato alla scoperta dei fononi. L'energia del reticolo cristallino viene aggiunta all'energia del gas fononico. Le quasi-particelle (fononi zocrema) sono altamente permeabili alle microparticelle più significative (elettroni, protoni, neutroni, ecc.), in quanto il fetore è associato al movimento collettivo delle particelle ricche del sistema.

I fononi non possono rivendicare nel vuoto, il fetore può essere trovato solo nel cristallo.

La quantità di moto di un fonone può avere il suo potere: quando i fononi sono chiusi in un cristallo, la quantità di moto può essere trasmessa in porzioni discrete alla soluzione cristallina - la quantità di moto non può essere salvata quando ciò accade. Pertanto, in diversi fononi, possiamo parlare di quasi-impulsi.

I fononi possono ruotare, uguale a zero e uguale al bosone, e il gas fononico è ordinato dalle statistiche di Bose-Einstein.

I fononi possono essere rilasciati e sfumati, ma il loro numero non è mantenuto costante.

La congestione delle statistiche di Bose-Einstein al gas fononico (il gas delle particelle di Bose indipendenti) portò Debye all'assalto di kilkisny vysnovka. Ad alte temperature, che sono molto più elevate della caratteristica temperatura di Debye (regione classica), la capacità termica dei corpi solidi è descritta dalla legge di Dulong e Pm, che è la stessa della capacità termica molare dei corpi chimicamente semplici in un mulino a cristalli . e non giacciono a bassa temperatura. A basse temperature, se (regione quantistica), la capacità termica è proporzionale al terzo stadio della temperatura termodinamica:

Compreso centralmente da coloro: comprensione della molecola; il suo carattere ripiegabile, assimilato dagli scolari, è dovuto al fatto che la molecola è un oggetto assolutamente incustodito. Per questo l'insegnante è colpevole della ricognizione degli alunni di decima elementare nella realtà del micromondo, nella possibilità della conoscenza yogica. In relazione a ciò, viene data grande considerazione alla visione degli esperimenti, in quanto riportano la base e il numero delle molecole e consentono di calcolarne le caratteristiche principali (esempi classici di Perrin, Rayleigh e Stern). Krіm tsgogo, dotsіlno iznayomiti uchnіv z rozrachunkovyh metodi di derivazione delle caratteristiche delle molecole. Quando si osserva la prova della ragione e del giro delle molecole, si apprende la vigilanza di Brown sul giro frenetico degli altri scandagli del baratro, che non si aggrappa all'ora prolungata di vigilanza. A quel tempo, la spiegazione corretta della causa del crollo non fu data, e solo dopo 80 anni A. Einstein e M. Smolukhovsky lo suggerirono e J. Perrin confermò sperimentalmente la teoria del movimento browniano. Alla luce delle osservazioni di Brown, è necessario elaborare i passaggi dei visnovi: a) i crolli delle voragini di Brown sono richiamati dagli impatti delle molecole del discorso, in cui sono chiamate le particelle; b) il movimento browniano è ininterrotto e desolato, è libero di risiedere nel potere della parola, in cui le parti sono importanti; c) il numero di voragini browniane consente di giudicare il numero di molecole del mezzo, in cui si trovano le particelle; d) Movimento Browniano per riportare il numero di molecole, il loro movimento e la natura ininterrotta e caotica di questo movimento. La conferma di questo carattere del movimento delle molecole è stata presa dalla relazione del fisico francese Dunoyer (1911), il quale ha mostrato che le molecole di un gas collassano in direzioni diverse e ogni giorno della giornata, in linea retta. In quest'ora, il fatto dell'origine delle molecole in nessuno è dubbio. Lo sviluppo della tecnologia ha permesso di creare grandi molecole senza intermediari. La storia di Brownian Rus è accompagnata da una dimostrazione di un modello di Brownian Rukh in una proiezione verticale dietro l'aiuto di una luce di proiezione o di un codoscopio, nonché una proiezione del frammento di film "Brownivsky Rukh" dal film "Molecules and Rukh molecolare". Inoltre, vale la pena effettuare una sorveglianza del movimento browniano nelle terre dietro l'ausilio di un microscopio. Il farmaco viene preparato dalla somma di parti uguali di due varietà: 1% di acido solforico e 2% di iposolfito acquoso. Come risultato della reazione, vengono stabilite parti della sirka, poiché si trovano in luoghi diversi nel campo avanzato. Due gocce di summish vengono poste sul soggetto e osservano il comportamento delle parti della sirka. Il farmaco può essere preparato da un colorante al latte fortemente diluito in acqua o da un colore farby acquerello in acqua. Sotto l'ora della discussione sulla nutrizione sull'espansione delle molecole, guardano alla realtà di R. Rayleigh, che crede nell'attacco: sulla superficie dell'acqua versata da un grande recipiente, metti una goccia di olio d'oliva. Le goccioline si diffondono sulla superficie dell'acqua e formano uno sputare rotondo. Relay lascia andare, che se la gocciolina smette di crescere, l'azienda diventa più costosa del diametro di una molecola. Dosledi mostra che le molecole di diversi discorsi possono variare di dimensioni, ma per valutare la differenza di molecole, assumere un valore pari a 10 -10 m. Per dimostrare il metodo rozrachunkiano per designare le molecole, si dovrebbe usare il metodo per calcolare i diametri delle molecole di vari discorsi in base alla loro densità e alla costante Avogadro. È importante che gli scolari rivelino piccole differenze nelle molecole, vale la pena fornire una serie di esempi di natura simile. Ad esempio, se si vogliono ingrandire tutte le dimensioni con stile, se la molecola è visibile (cioè fino a 0,1 mm), allora la pischinka si trasformerebbe in uno scheletro di cento metri, le formiche crescerebbero fino all'espansione di un nave oceanica, l'essere umano sarebbe di dimensioni ridotte di 1700 km. Il numero di molecole nella quantità di discorso 1 mol può essere determinato in base ai risultati secondo la palla monomolecolare. Conoscendo il diametro della molecola, puoi sapere quanto e quanto la quantità di discorso è 1 mol, che è il più importante: lo spessore del discorso. Le stelle indicano il digiuno di Avogadro. Il metodo Rosrakhunkovy utilizza il numero specificato di molecole nella quantità di discorso 1 mol per i valori dati della massa molare e della massa di una molecola del discorso. Il valore della costante Avogadro, secondo i dati moderni, è 6,022169 * 10 23 mol -1. Con l'aiuto del metodo rozrahunkov per designare il veloce Avogadro, è possibile riconoscere gli scienziati proponendo di calcolare i valori delle masse molari dei discorsi. Dovrebbe essere noto agli studiosi con il numero di Loschmidt, come mostra, poiché il numero di molecole si trova in un singolo volume di gas a menti normali (è 2,68799 * 10 -25 m -3). Gli studenti di decima elementare possono designare in modo indipendente il numero di Loschmidt per i gas dekilkoh e dimostrare che è lo stesso per tutti i tipi. Primi mozziconi, puoi creare un fenomeno tra i ragazzi su quelli, quanto sono grandi: il numero di molecole in un'unità di volume. Proprio come in un rivestimento umico, una perforazione del pavimento è sottile, in modo che 1.000.000 di molecole usciranno attraverso una nuova pelle secondo, quindi sono necessari circa 30 miliardi di rocce per far uscire tutte le molecole. Uno dei metodi per designare la massa delle molecole delle basi sull'evidenza di Perrin, che si basa sul fatto che le goccioline di resina nell'acqua si comportano allo stesso modo delle molecole nell'atmosfera. Perrin aggiunse il numero di goccioline in varie palline di emulsione, vedendo dietro l'aiuto di un microscopio una pallina con uno spessore di 0,0001 cm uguale a M = 8,5 * 10 -18 kg. Sebbene la nostra atmosfera fosse formata solo da molecole di ossigeno, ad un'altezza di H \u003d 5 km lo spessore dell'acido era due volte inferiore, più basso sulla superficie della Terra. Annota la proporzione m / M = h / H, le stelle conoscono la massa della molecola di acido m = 5,1 * 10 -26 kg. Insegnare loro come allentare in modo indipendente la massa di una molecola d'acqua, il cui spessore è la metà, più in basso sulla superficie terrestre, ad un'altezza di H = 80 km. In questo momento sono stati chiariti i valori della massa delle molecole. Ad esempio, per kisnyu, viene impostato il valore 5,31 * 10 -26 kg e per l'acqua - 0,33 * 10 -26 kg. Per un'ora di discussione sulla velocità delle molecole, impara a conoscere con la classica conoscenza di Stern. Con chiarimenti, dosvidu dotsilno crea questo modello per un allegato aggiuntivo "avvolgi il disco con allegati". Sul bordo del disco in posizione verticale, c'è un rametto di sirnikov, al centro del disco: un tubo con una scanalatura. Se il disco è indisciplinato, una borsa, immersa in un tubo, saltando lungo la grondaia, batte uno dei sirnik. Portiamo il disco in un involucro con uno svedese cantato, fissato dal contagiri. Sto iniziando a far uscire la borsa dalla prima linea retta (shodo disk) e zіb'є sіrnik, che è noto sul deakіy vіdstanі vіd pershoї. Conoscendo la larghezza, il raggio del disco e la tenuta della borsa sul bordo del disco, puoi determinare la tenuta della mano della borsa dal raggio. Dopodiché, dai un'occhiata più da vicino all'essenza del rapporto di Stern e al design della sua installazione, vittorioso per l'illustrazione Frammento di film "Il rapporto di Stern". Discutendo i risultati del rapporto di Stern, rispettano coloro che sono i primi a dividere le molecole dietro i vortici, in procinto di notare la presenza degli atomi segati nella larghezza della moglie, inoltre, il compagno è tsієї, le mogli sono diverse. Inoltre, è importante notare che le molecole, che stanno collassando con grande fruscio, si depositano più vicino alla luna, di fronte alla fessura. Il maggior numero di molecole è la massima mobilità possibile. È necessario ricordare agli studenti che teoricamente la legge di divisione delle molecole secondo le loro caratteristiche è stata riconosciuta da J. K. Maxwell. Le molecole di Rozpodіl per shvidkosti possono essere modellate sul doshti di Galton. Nutrizione sull'interazione delle molecole, gli scolari hanno già appreso nella classe VII, nella classe X, la conoscenza di questa nutrizione è persa e ampliata. Occorre sostanziare l'insorgere del momento: a) modalità reciproca intermolecolare di natura elettromagnetica; b) le interazioni intermolecolari sono caratterizzate da forze di gravità e movimento; c) le forze di interazione intermolecolare operano su superfici non grandi, 2-3 diametri di molecole, e su questa sezione è presente solo una forza gravitazionale, la forza d'impatto è praticamente pari a zero; d) nel mondo del cambiamento tra le molecole, le forze di interazione aumentano, inoltre, la forza di espansione aumenta più rapidamente (proporzionale a g -9), abbassa la forza di gravità (proporzionale a r -7 ). Pertanto, con una variazione della distanza tra le molecole, prevale la forza gravitazionale, quindi, con la forza attiva, la forza gravitazionale è più forte e con un approccio distante prevale la forza gravitazionale. Tutto quanto sopra deve essere illustrato con un grafico del maggese, a seconda della forza di gravità, della forza dell'avvolgimento e quindi, ugualmente, della forza. È importante indurre un grafico dell'energia potenziale di interazione, che in futuro può essere distinto osservando gli stadi aggregati del discorso. Il rispetto degli alunni di decima elementare è dato a coloro che diventano parti stabili e uguali di parti reciprocamente uguali pari a zero forze reciproche uguali e la meno significativa della loro reciproca energia potenziale. Il corpo solido ha molta più energia di interazione reciproca delle particelle (energia di legame) ha molta più energia cinetica della quantità di moto termica, quindi la quantità di moto delle particelle di un corpo solido è la colivanna di un reticolo cristallino annodato. Anche se l'energia cinetica del movimento termico delle molecole è molto maggiore dell'energia potenziale della loro interdipendenza, allora il movimento delle molecole è completamente abisso e il discorso è in uno stato simile a un gas. Come l'energia cinetica termico la fluttuazione delle particelle è uguale all'energia potenziale della loro interdipendenza, quindi il discorso si trova in uno stato raro.