МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА И ТЕРМОДИНАМИКА Молекулярная физика и термодинамика –

физики, в которых изучаются макроскопические процессы в телах, связанные с

огромным числом содержащихся в телах атомов и молекул. Для исследования этих процессов применяются два качественно различных метода: молекулярно-статистический (статистический) и термодинамический. Первый лежит в основе молекулярной физики, второй – термодинамики.

Молекулярная физика – раздел физики, изучающий строение и свойства вещества, исходя из молекулярно–кинетических представлений, основывающихся на том, что все тела состоят из молекул, находящихся в непрерывном движении.
Термодинамика – раздел физики, изучающий общие свойства макроскопических систем и процессы перехода между различными состояниями.

Статистический и термодинамический методы

анализа движения отдельных частиц на основе принципов классической механики, с

последующим усреднением их характеристик и вычислением наблюдаемых величин, относящихся ко всей системе, с использованием теории вероятностей.
Термодинамический. описывает наиболее общие свойства макросистем на основе фундаментальных принципов (начал), которые являются обобщением многочисленных наблюдений и выполняются независимо от конкретной природы образующих систему тел. Закономерности и соотношения имеют универсальный характер.

1) собственный объем молекул газа пренебрежимо мал по сравнению с

объемом сосуда;
2) потенциальной энергией взаимодействия молекул можно пренебречь;
3) столкновения молекул между собой и со стенками сосуда абсолютно упругие.

величин, характеризующих свойства термодинамической системы. Обычно в качестве параметров состояния

выбирают температуру Т, давление р, и объем V.


Параметры состояния системы могут меняться. Любое изменение в термодинамической системе, связанное с изменением хотя бы одного из термодинамических параметров, называется термодинамическим процессом.

Термодинамические параметры

если ее изолировать от внешней среды или поместить в среду

с неизменными внешними параметрами.
Состояние системы называется неравновесным, если оно без всякого воздействия извне самопроизвольно изменяется со временем.
Изолированная (или замкнутая) система – это система, которая не обменивается с внешней средой ни энергией, ни веществом.

Макроскопическая система находится в термодинамическом равновесии, если ее состояние с течением времени не меняется.

определенных значений. Так, газу в цилиндре с поршнем при быстром

перемещении поршня нельзя приписать определенного давления, т.к. оно оказывается разным в разных частях объема цилиндра.
Система, находящаяся в неравновесном состоянии и предоставленная самой себе, постепенно переходит в равновесное состояние. Такой переход называется релаксацией, а время , необходимое для этого, временем релаксации.

Изолированная (или замкнутая) система – это система, которая не обменивается с внешней средой ни энергией, ни веществом.

из последовательности неравновесных состояний, называется неравновесным.
Равновесный процесс – абстракция. Приближением

к нему может служить процесс, при котором
V V ,
V – средняя скорость изменения параметров, V – средняя скорость их изменения при релаксации.

моля:
1 моль  количество грамм вещества, равное его молекулярной массе.

элементов. Атомная масса изотопа углерода 12С принимается равной 12. При

этом атомная масса водорода оказывается равной 1,008. Следовательно, масса 1 моля 12С равна 12 г, а масса одного моля молекулярного водорода (1Н2) равна 21,008 = 2,016 г.
Атомная масса (атомный вес) обозначается буквой А, а молекулярная масса – М.
Число частиц в киломоле любого вещества постоянно и равно величине, называемой числом Авогадро NA. Опытным путем найдено, что эта постоянная равна
NA = 6,0221026 кмоль–1 = 6,0221023 моль–1.

Концентрация молекул п равна общему числу молекул N, делённому на объём газа V .

сосуда, ударяющейся молекулой.

время t со стенкой столкнутся молекулы, находящиеся в объеме

LS и движущиеся к S.

:
давление идеального газа численно равно 2/з средней энергии поступательного

движения молекул, заключённых в единице объема.

где – средняя энергия поступательного движения одной молекулы.

кинетической энергии теплового движения молекул, так как эта величина одинакова

для тел, находящихся в тепловом равновесии:

Клапейрона-Менделеева или
ур. состояния идеального газа
Ур. Клапейрона

Для данной массы газа произведение давления газа на его объем

постоянно, если температура газа не меняется (закон Бойля – Мариотта).
pV = const, при T = const

одинаковые объемы.
При нормальных условиях p = 1,013105 Па; Т=273,15

К; этот объем V=22,4110-3 м3/моль.

Закон Дальтона:
давление смеси газов равно сумме парциальных давлений входящих в нее газов,
т.е. p = p1 + p2 + p3 +,
где р1, р2 …- парциальные давления – давления, которые оказывали бы газы смеси, если бы они одни занимали объем, равный объему смеси при той же температуре.

имеет скорость, лежащую в определенном интервале скоростей.
N - общее число

молекул в данном объеме

распределения Максвелла. Она показывает вероятность того, что скорость данной молекулы

имеет значение, заключенное в единичном интервале скоростей, включающем данную скорость . Или - относительное число молекул, скорости которых лежат в этом интервале.