Лекция №6. Молекулярная физика и термодинамика

Молекулярная физика и термодинамика. Основные положения молекулярно—кинетической теории (МКТ) и их экспериментальное обоснование. Размеры и массы молекул. Идеальный газ. Основное уравнение МКТ идеального газа. Закон Дальтона. Уравнение состояния идеального газа. Изопроцессы. Внутренняя энергия тела. Теплота. Теплообмен. Работа. Первое начало термодинамики. Теплоемкость. Теплоемкости идеального газа в изопроцессах. Адиабатный процесс. Уравнение Пуассона. Необратимость процессов в природе. Второе начало термодинамики. Тепловые машины. КПД тепловых машин. Цикл Карно.

При изучении макроскопических процессов в телах, обусловленных движением атомов и молекул их составляющих, используют два подхода, дополняющие друг друга – статистический (молекулярно-кинетический) и термодинамический.

Большой вклад в становление этой области физики внес Михаил Васильевич Ломоносов.

В молекулярно-кинетической теории (МКТ) идет усреднение динамических характеристик (микропараметров) движения атомов и молекул (скорости, энергии, импульса, длинны свободного пробега и т.д.)

В термодинамике (Т.) идет изучение общих свойств макроскопических систем, находящихся в термодинамическом равновесии. При этом Т. не рассматривает микропроцессы, обуславливающие такое равновесие и, следовательно, этим отличается от МКТ.

Поэтому область применения Т. шире, но глубина, детальность изучения больше в МКТ. И объектами исследования МКТ являются атомы и молекулы, а объектами Т. – макротела.

Термодинамической системой (Т.С.) называется совокупность макроскопических тел, взаимодействующих и обменивающихся между собой, а также с внешней средой.

Состояние Т.С. в любой момент времени задается уравнением , где и - давление, объем и температура, являющиеся термодинамическими параметрами (макропараметрами), однозначно характеризующими свойства системы.

Температура – физическая величина, характеризующая состояние Т.С. и являющаяся мерой средней кинетической энергией движения молекул вещества.

Измеряется: в «градус Цельсия» (°С)

в кельвинах (К)

Минимальная возможная тем-ра при К или °С – абсолютный ноль.

Он не достижим, так как должно прекратиться всё тепловое движение атомов и молекул в системе.

ПОЛОЖЕНИЯ МКТ

В основе МКТ лежат три важнейших положения, которые полностью подтверждены экспе­риментально и теоретически:

1) все тела состоят из частиц - молекул, атомов и ионов;

2) атомы, молекулы и ионы находятся в непрерывном хаотическом тепловом движении, при нагревании вещества интенсивность теплового движения увеличивается;

3) между частицами любого тела существуют силы взаимодействия - притяжения и отталкивания.

Дата добавления: 2014-01-07