Физика. Лекции. Лекция1 Предмет механики

• Название: Лекция1 Предмет механики
• Анкор: Физика
• Дата: 15.02.2022
• Размер: 1.62 Mb.
• Имя файла: Лекции.docx
• Тип: Лекция; #362648
• страница: 6 из 8

§ 1. Основные понятия молекулярной физики

Молекулярная физика – это раздел физики, в котором изучаются физические свойства тел на основе рассмотрения их микроскопического, молекулярного строения.

Молекула – это наименьшая устойчивая частица вещества, обладающая его основными химическими и физическими свойствами. Состоит молекула из атомов, связанных друг с другом за счет валентных электронов.

Размеры молекул зависят от числа атомов в молекуле, которое составляет от двух (H₂, O₂, HCL) до сотен и тысяч (молекулы белков).

Размеры атомов порядка 10^-10 м. Несложные молекулы имеют размеры того же порядка. В атомной физике удобна внесистемная единица длины – ангстрем:

Моль – единица количества вещества в системе СИ.

В одном моле вещества содержится такое число его структурных элементов (т. е. составляющих его атомов или молекул), которое равно числу атомов в 12 граммах изотопа углерода ¹²С.

Число частиц, содержащихся в одном моле, называют числом Авогадро – N_A. Численное значение числа Авогадро

.
Относительная атомная масса, или атомная масса химического элемента – это отношение массы атома этого элемента к 1/12 массы атома ¹²С. Относительные атомные массы химических элементов приводятся в таблице Менделеева.
Молекулярная масса вещества – это отношение массы молекулы этого вещества к 1/12 массы атома углерода ¹²С. Зная химическую формулу вещества, можно найти молекулярную массу как сумму атомных масс элементов, составляющих данное вещество.

Молярная масса – это масса одного моля вещества, выраженная в кг на моль (система СИ). Обозначается молярная масса буквой M (или ). Из определения моля следует, что молярная масса M, выраженная в граммах, численно равна относительной молекулярной массе. Так, масса одного моля воды равна 18 г. Из определения моля следует также, что M = N_Am_{молекулы}.

Основные положения молекулярно-кинетической теории:

1. Все тела состоят из мельчайших частиц – атомов и молекул.

2. Эти частицы хаотически движутся.

3. Атомы и молекулы взаимодействуют друг с другом: на малых расстояниях отталкиваются, силы отталкивания резко уменьшаются с увеличением расстояния и обращаются на каком-то расстоянии r₀ в ноль; затем, при дальнейшем увеличении расстояния переходят в силы притяжения. все тела состоят из атомов – маленьких телец, которые находятся в беспрерывном движении, притягиваются на небольшом расстоянии, но отталкиваются, если одно из них прижать плотнее друг к другому.

§ 3. Молекулярно-кинетическая теория идеального газа

Идеальный газ – это физическая модель, в которой:

а) пренебрегают собственными размерами молекул;

б) пренебрегают энергией взаимодействия между молекулами;

в) в процессе столкновения между собой и со стенками сосуда молекулы ведут себя как абсолютно упругие тела.

Давлением p, в случае равномерного распределения сил вдоль поверхности, называется величина

, паскаль, (1.1)

где F – сумма приложенных перпендикулярно к участку поверхности сил;

S – площадь участка поверхности.

Прибор для измерения давления называется манометром.

За единицу абсолютной температуры T в системе СИ принят Кельвин (К). Температура в градусах Цельсия (t, C) связана с T (в К) следующим равенством:

,

§ 4. Уравнение состояния идеального газа –
уравнение Клапейрона – Менделеева

Состояние некоторой массы идеального газа определяется тремя параметрами состояния:

p – давлением;

V – объемом;

T – абсолютной температурой.

Связь между этими параметрами называется уравнением состояния.

Для идеального газа уравнение состояния, установленное опытным путем, имеет следующий вид:

^, (1.2)

^.

Это уравнение называется уравнением Клапейрона – Менделеева, в нем:

R – универсальная газовая постоянная.

Величина

– дает число молей газа,

или количество вещества.

– число молекул газа;

– постоянная Больцмана.

Концентрация молекул

^, (1.4)

с учетом этого получим связь давления идеального газа с его концентрацией и температурой

^.

Парциальное давление – это такое давление, которое создавалось бы одним из газов смеси, если бы он один занимал весь объем, занимаемый смесью.

закон Дальтона: давление смеси идеальных газов равно сумме их парциальных давлений.