![]()
Главная Обратная связь Дисциплины:
Архитектура (936) ![]()
|
Основные положения молекулярно-кинетической теории
Министерство образования РФ Московская государственная академия Приборостроения и информатики Беланов А. С. Физика Часть IV «Молекулярная физика и термодинамика» «Элементы физики твердого тела, физики атомного ядра и элементарных частиц»
Методическое пособие
Москва, 2003 УДК 53 Утверждено Ученым советом МГАПИ 28.10.2002г., протокол №10 в качестве учебного пособия
Рецензент – доцент, к.ф.-м.н. Попова Т. В.
Учебное пособие предназначено для студентов МГАПИ, изучающих физику в течении 4-х семестров
Издательство МГАПИ В заключительной, четвертой части курса физики будет изучаться молекулярная физика и термодинамика, физика твердого тела и физика атомного ядра и элементарных частиц. I. Молекулярная физика и термодинамика Молекулярная физика и термодинамика изучают один и тот же круг явлений, а именно макроскопическиепроцессы в телах, т.е. такие явления, которые связаны с колоссальным количеством содержащихся в телах атомов и молекул. Но эти разделы физики, взаимно дополняя друг друга, отличаются различными подходами к изучаемым явлениям. Последующее изучение молекулярной физики и термодинамики продемонстрирует эти подходы. Лекция 1,2. Молекулярно-кинетическая теория Основные положения молекулярно-кинетической теории Согласно молекулярно-кинетическим представлениям любое тело состоит из атомов и молекул. Эти частицы находятся в беспорядочном, хаотическом движении, интенсивность которого зависит от температуры тела. Такое движение молекул называют тепловым. Число атомов и молекул в любом теле огромно. Например, в 1 м3 газа при обычных условиях содержится Физические свойства макроскопических систем, состоящих из большого числа частиц, изучаются двумя взаимно дополняющими методами: статистическим и термодинамическим. Статистическийметод основан на использовании теории вероятностей и определенных моделей строения изучаемых систем. В совокупном поведении большого числа частиц, координаты и импульсы которых случайны в любой момент времени, проявляются особые статистические закономерности. Например, в газах можно определить средние значения скоростей молекул и их энергий, однозначно связанных с температурой. Раздел физики, в котором с помощью статистического метода изучаются физические свойства макроскопических систем, называется статистической физикой. Второй, термодинамический метод исследования поведения большого числа молекул более подробно излагается в 4 и 5 лекциях. При термодинамическом методе исследования не рассматривается внутреннее строение изучаемых тел, а анализируются условия и количественные соотношения при различных превращениях энергии, происходящих в системе. Раздел физики, в котором физические свойства макроскопических систем изучаются с помощью термодинамического метода, называется термодинамикой. Заметим, что статистическая физика и термодинамика при малом числе частиц теряют смысл. Термодинамика имеет дело с термодинамической системой - совокупностью макроскопических тел, которые взаимодействуют и обмениваются энергией как между собой, так и с другими телами (внешней средой). Состояние системы задается термодинамическими параметрами (параметрами состояния). Обычно в качестве параметров состояния выбирают: - объем V, м3; давление Р, Па, (Р=dFn /dS, где dFn - модуль нормальной силы, действующей на малый участок поверхности тела площадью dS, 1 Па=1 Н/м2); термодинамическую температуру Т, К (Т=273.15 +t). Отметим, что термодинамическая температура прежде именовалась абсолютной температурой. Понятие температуры, строго говоря, имеет смысл только для равновесных состояний. Под равновесным состоянием понимают состояние системы, у которой все параметры состояния имеют определенные значения, не изменяющиеся с течением времени. Пример неравновесного состояния - горячее или холодное тело, внесенное в комнату. Спустя какое-то время температура тела установится постоянной и состояние будет равновесным.
![]() |