Молекулярная физика | Конспект

1. Основные положения молекулярно-кинетической теории (МКТ):

1) все вещества в природе состоят из атомов (молекул);

2) атомы беспорядочно движутся;

3) атомы взаимодействуют друг с другом силами притяжения и отталкивания.

d – диаметр атома

r – расстояние между атомами

• r \(\leq\) d

\(F_{притяж.}\) → \(\infty\) – твёрдое: сохраняет свою форму

• r \(\geq\) d

\(F_{притяж.}\) → \(0\) – газ: занимает весь предоставленный объём

• r \(=\) d

жидкость: принимает форму сосуда; плохо сжимается

2. Молярная масса.

Mr – относительная молярная масса, г/моль (по таблице Менделеева)

\(\text{Mr}_{О_{2}}\) = 16 · 2 = 32 г/моль

M = Mr · \(10^{- 3}\) кг/моль

\(M_{{СО}_{2}}\) = (12 + 16 · 2) · \(10^{- 3}\) = 44 · \(10^{- 3}\) кг/моль

\(N_{A}\) = 6 · \(10^{23}\) \({моль}^{- 1}\) – число Авогадро

Количество атомов в 1 моль любого вещества, в любом фазовом состоянии

M = \(m_{0}\) · \(N_{A}\) – молярная масса

\(m_{0}\) – масса одного атома

\(v\) = \(\frac{N}{N_{A}}\) = \(\frac{m}{M}\) – количество вещества, моль

3. Диаметр атома

1) аналитический способ

\(V_{шара}\) \(\approx\) \(V_{куба}\)

\(d_{атома}\) = \(d_{куба}\)

\(V_{куба}\) = \(a^{3}\)

\(\frac{N}{N_{A}}\) = \(\frac{m}{M}\)

N = 1

m = gv = \(\rho a^{3}\)

\(\frac{1}{N_{A}}\) = \(\frac{\rho a^{3}}{M}\)

\(a^{3}\) = \(\frac{M}{\rho N_{A}}\)

2) практический способ

m = \(\rho v\)

v = \(S_{осн.}\) · h = \(S_{осн.}\) · \(d_{атома}\)

m = \(\text{ρ\ }\)· \(S_{осн.}\) · \(d_{атома}\)

\(d_{атома}\) = \(\frac{m}{\rho S_{осн.}}\)

4. Основное уравнение МКТ.

Давление газа – это количество ударов молекул о стенки сосуда.

P – давление, Па (паскаль)

Т – температура, K (кельвин)

Т = 0 K (– 273°С) – абсолютный нуль (прекращается движение, взаимодействие молекул)

P = \(\frac{1}{3}\) n\(m_{0}v^{2}\) – основное уравнение МКТ

n = \(\frac{N}{v}\) – концентрация молекул

\(E_{k}\) = \(\frac{m_{0}v^{2}}{2}\)

E = \(\frac{3}{2}\) kT – средняя кинетическая энергия газа

k = 1,38 · \(10^{- 23}\)Дж/К – постоянная Больцмана

p = \(\frac{2}{3}\) nĒ

p = nkT

m = \(\rho v\)

n = \(\frac{N}{v}\)

p = \(\frac{1}{3}\) N \(\rho v^{2}\)

v = \(\sqrt{\frac{3kT}{m_{0}}}\) = \(\sqrt{\frac{3RT}{M}}\)

R = 8,31 Дж/моль · К – универсальная газовая постоянная