Основные положения молекулярно-кинетической теории (МКТ)
|
I. Все вещества состоят из мельчайших частиц -молекул и атомов, которые, в свою очередь, состоят из более мелких элементарных частиц
|
Доказательство - наблюдение больших белковых молекул в электронных микроскопах
|
II. Молекулы и атомы находятся в непрерывном хаотическом движении
|
Доказательства:
- броуновское движение;
- диффузия;
- осмос
|
III. Между молекулами и атомами существуют силы притяжения и отталкивания.
|
При сближении двух атомов или молекул сначала преобладают силы притяжения (до равновесного значения), затем - силы отталкивания
|
Броуновское движение - беспорядочное движение взвешенных в жидкости частиц за счет соударения с молекулами жидкости |
Наблюдение в микроскоп капли воды с цветочной пыльцой |
Диффузия - явление проникновения молекул одного вещества в промежутки между молекулами другого
|
Наблюдается:
- в газах - запахи;
- в жидкостях;
- в твердых телах
|
Осмос — явление проникновения жидкостей и растворов через пористую перегородку
|
Питание растений, животных, человека
|
Моль - единица количества вещества в системе СИ. / Моль - количество вещества, содержащее столько же структурных элементов, сколько содержится атомов в 0,012 кг изотопа углерода 612С
|
В одном моле любого вещества содержится одно и то же число молекул (или атомов) - постоянная Авогадро
|
Эффективный диаметр молекул а - минимальное расстояние, на которое они могут сблизиться
|
Молярная масса - масса одного моля,
|
Внутренняя энергия тела — сумма кинетических энергий движения молекул тела Еk и потенциальной энергии их взаимодействия Еn
|
Количество вещества, н- число молей вещества.
|
|
|
В зависимости от соотношения Еk и Еn все вещества делятся на: |
- Еn >> Еk - твердые тела, отличающиеся постоянством формы и объема;
- Еn = Еk - жидкости, имеющие постоянный объем, но не имеющие своей формы; они принимают форму того сосуда, в котором они находятся, и не сопротивляются изменению этой формы => текучесть и малая сжимаемость;
- Еn << Еk - газы, легко сжимающиеся под действием внешнего давления
|
Идеальный газ: |
- силы молекулярного взаимодействия полностью отсутствуют;
- молекулы движутся направленно: одноатомные молекулы совершают только поступательное движение вдоль осей OX, OY, OZ;
- собственный объем молекул газа мал по сравнению с объемом газа;
- при соударении молекул между собой и со стенками сосуда они ведут себя как абсолютно упругие шарики конечных, но весьма малых размеров;
- в элементарном курсе физики рассматривают идеальные газы, молекулы которых состоят из одного атома
|
Газ: |
- не имеет постоянной формы:
- занимает весь предоставленный ему объем; •обладает большим запасом внутренней энергии, поэтому может взрываться;
- имеет большие промежутки между молекулами => силы сцепления практически отсутствуют
|
Постоянная Авогадро |
|
Количество вещества |
|
Молярная масса |
|
Постоянная Больцмана |
|
Масса одной молекулы |
|
Основное уравнение МКТ |
|
Концентрация молекул |
|
Средняя кинетическая энергия |
|
Средняя длина свободного пробега |
|
Давление идеального газа |
|
Плотность газов |
|
Средняя квадратичная скорость движения молекул |
|
При одинаковой температуре средние квадратичные скорости движения молекул обратно пропорциональны корням квадратным из масс молекул: |
|
Закон Авогадро:один моль любого газа при нормальных условиях (Т0 = 273 К, р0 = 1,013 • 105 Па) занимает один и тот же объем |
|
называемый молярным объемом |
Объединенный газовый закон |
|
Закон Бойля-Мариотта |
p0V0 = p1V1 = const, T = const, m = const. |
Закон Гей-Люссака |
|
Закон Шарля |
|
Графики изобарного процесса представлены на рисунке 36 и называются изобарами: |
|
Рис. 36 |
Графики изотермического процесса представлены на рисунке 37 и называются изотермами: |
|
Рис. 37 |
Графики изохорного процесса представлены на рисунке 38 и называются изохорами: |
|
Рис. 38 |
Закон Дальтона: |
давление смеси газов равно сумме парциальных давлений: |
|
Парциальное давление - давление, которое бы занимал газ, входящий в состав газовой смеси, если бы он один занимал объем, равный объему смеси при данной температуре. |
Уравнение Менделеева-Клапейрона (уравнение состояния идеального газа) для произвольной массы газа с молярной массой ): |
число молей |
Если v = 1 => уравнение состояния идеального газа для одного моля: |
- молярный объем |
Внутренняя энергия одного моля одноатомного идеального газа |
|
Изменение внутренней энергии идеального одноатомного газа |
|
|