Термодинамический

Основы молекулярной физики и термодинамики

Молекулярная физика – это раздел физики, в котором изучается строение и свойства вещества, исходя из так называемых молекулярных представлений (или основных положений):

1. Все тела состоят из мельчайших частиц – атомов, молекул, в состав которых входят более мелкие элементарные частицы (протоны, нейтроны, электроны). Строение любого вещества дискретно.

2. Атомы и молекулы вещества всегда находятся в непрерывном движении, которое называют тепловым движением.

3. Между частицами любого вещества действуют силы взаимодействия – притяжения и отталкивания. Эти силы имеют электромагнитную природу.

Непосредственным доказательством существования хаотического движения молекул служит броуновское движение. Это явление было открыто в 1827 году английским ботаником Робертом Броуном (1773-1858). Оно состояло в том, что малые (видимые в микроскоп) взвешенные в жидкости частицы всегда находятся в состоянии непрерывного беспорядочного движения, которое не зависит от внешних причин (движение подобно пылинке в солнечном свете). Интенсивность движения повышается с ростом температуры, с уменьшением вязкости жидкости и размеров частиц. Причина броуновского движения долгое время оставалась неясной. Лишь через 80 лет после обнаружения этого эффекта ему было дано объяснение: броуновские частицы совершают движение под влиянием беспорядочных ударов молекул.

Основные положения также подтверждаются явлениями диффузии (самопроизвольное выравнивание концентрации в смеси нескольких различных веществ – твердых, жидких, газообразных – за счет теплового движения), эффузии (истечение газа через малые отверстия).

Для описания процессов, происходящих в телах с большим числом атомов и молекул, используют два метода:

1) молекулярно-кинетический (статистический);

Эти методы лежат в основе соответственно молекулярной физики и термодинамики.

Молекулярно-кинетический метод основан на использовании теории вероятности, он рассматривает не движение отдельных молекул системы, а такие средние величины, которые характеризуют движение огромной совокупности частиц ( средние скорости теплового движения молекул, энергии, длины свободного пробега и т.д.).

Термодинамический метод изучает общие свойства макросистем, не рассматривая внутреннего строения изучаемых тел и характера движения отдельных частиц, т.е. не интересуясь микроскопической картиной. Метод базируется на двух началах – фундаментальных законах, установленных в результате обобщения опытных данных. В силу этого выводы термодинамики имеют общий характер.

Дата добавления: 2014-11-06