основы мкт

ОСНОВЫ МКТ
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ МКТ
1) Все вещества состоят из отдельных мельчайших частиц – молекул
(атомов). Между частицами есть промежутки. При нагревании промежутки
между частицами увеличиваются, что приводит к увеличению объема тела,
при охлаждении промежутки уменьшаются, объем тела уменьшается.
2) Частицы вещества находятся в непрерывном, хаотичном движении, при
повышении температуры скорость их движения увеличивается. Хаотичным
движением частиц вещества объясняются такие явления, как броуновское
движение и диффузия.
Броуновское движение – хаотичное движение взвешенных в жидкости
или газе мельчайших частиц. Причина броуновского движения состоит в том,
что молекулы жидкости или газа, двигаясь сталкиваются со взвешенными
частицами и тем самым вынуждают их тоже двигаться.
Диффузия – взаимное проникновение соприкасающихся веществ друг в
друга вследствие проникновения молекул одного вещества в
межмолекулярные промежутки другого вещества.
3)Частицы вещества взаимодействуют: между ними существуют силы
притяжения и отталкивания.
Особенности молекулярных сил:
- силы имеют электрическую природу: они обусловлены электрическим
взаимодействием частиц, входящих в состав атомов.
- силы притяжения и отталкивания действуют одновременно, но по-разному
зависят от расстояния между молекулами. При уменьшении расстояния
между молекулами, увеличиваются одновременно и силы притяжения и силы
отталкивания, но больше увеличиваются силы отталкивания, поэтому
молекулы отталкиваются. При увеличении расстояния между молекулами,
уменьшаются одновременно и силы притяжения и силы отталкивания, но
больше уменьшаются силы отталкивания, поэтому молекулы притягиваются.
При дальнейшем увеличении расстояния между молекулами силы
прекращают действовать. На расстоянии примерно равном диаметру
молекулы силы притяжения равны силам отталкивания.
НЕКОТОРЫЕ ВЕЛИЧИНЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В МКТ
1) ОТНОСИТЕЛЬНАЯ АТОМНАЯ (МОЛЕКУЛЯРНАЯ) МАССА ( М r ) –
показывает во сколько раз масса атома (молекулы) отличается от 1/12 массы
атома углерода. Относительная атомная масса химического элемента
определяется по таблице Менделеева. Относительная молекулярная масса
равна сумме относительных атомных масс элементов, входящих в состав
молекулы.
2) КОЛИЧЕСТВО ВЕЩЕСТВА 
N
, где N  число частиц в данном
NA
веществе, N A  число частиц в 1 моль любого вещества.    моль. N A 
постоянная Авогадро, N A  6  10 23 моль 1 .
3) МОЛЯРНАЯ МАССА ( М ) – масса вещества в количестве 1 моль, M 
кроме того M  M r  10 3. M  
m

,
кг
.
моль
4) МАССА ЛЮБОГО КОЛИЧЕСТВА ВЕЩЕСТВА m  m0 N , где m0  масса
одной молекулы (атома) вещества.
МКТ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА
Идеальный газ – газ, взаимодействие между молекулами которого
пренебрежимо мало.
1
3
Основное уравнение МКТ идеального газа: p  m0 nv 2 , где p  давление
газа (обусловлено ударами молекул газа о стенки сосуда и помещенное в газ
тело); n  концентрация (число частиц в единице объема) n 
N
, n   м 3 ; v 2 
V
среднее значение квадрата скорости. v  v 2  средняя квадратичная
скорость. Если учесть, что
mv 2
 E K  средняя кинетическая энергия
2
поступательного движения молекулы, то основное уравнение МКТ
2
3
идеального газа можно написать в виде: p  nE K  связь давления со
средней кинетической энергией поступательного движения молекулы.
Абсолютная шкала температур – шкала, по которой температура
измеряется от абсолютного нуля, а каждый градус этой шкалы равен градусу
по шкале Цельсия. Абсолютный нуль – это температура, при которой
прекратилось бы тепловое движение молекул, абсолютный нуль не
достижим. Связь абсолютной температуры T с температурой по шкале
Цельсия t : T  t  273. T   K кельвин  .
С точки зрения МКТ абсолютная температура – это мера средней
кинетической энергии поступательного движения молекул газа:
EK 
3
Дж
kT , где k  постоянная Больцмана, k  1,38  10  23
. При одинаковой
2
К
температуре средняя кинетическая энергия поступательного движения
молекул всех газов одинакова.
Используя последнюю формулу и формулу связи давления и средней
кинетической энергии поступательного движения молекулы, можно
получить связь между давлением и абсолютной температурой: p  nkT.
Состояние газа можно описать с помощью макроскопических параметров
– давления, температуры, объема. Уравнения, связывающие эти величины,
называются уравнения состояния:
1) Уравнение Менделеева – Клапейрона: pV    RT , где R  универсальная
газовая постоянная, R  kN A  8,31
2) Уравнение Клапейрона:
Дж
.
моль  К
p1V1 p 2V2
pV
 const . Уравнение можно
или

T
T1
T2
использовать в том случае, если масса газа не изменяется.
Процессы, происходящие с данной массой газа при неизменном значении
одного из параметров, называются изопроцессами. Математические
соотношения между двумя изменяющимися параметрами называются
газовыми законами, их легко получить, например, из уравнения Клапейрона.
Изопроцессы
Перемен-
Газовые законы
Графики
ные
параметры
Изотермическ
p1V1  p2V2 или
p, V
ий процесс
pV  const ,
 T  const , 


m

const


зависимость между
изотермы
p и V обратно
пропорциональная
Изобарный
V ,T
процесс
V1 V2
V
 или  const ,
T
T1 T2
зависимость между
 p  const , 


 m  const 
V и T прямо
Т
изобары
пропорциональная
Изохорный
p, T
p1 p2
или

T1 T2
процесс
V  const , 


 m  const 
p
T
 const ,зависи-
изохоры
мость между p и T
прямо
пропорциональная