Презентация на тему Молекулярно кинетическая теория идеальных газов

методы исследования
Молекулярная физика и термодинамика

Молекулярная физика — раздел физики, изучающий строение и свойства вещества исходя из молекулярно-кинетических представлений.
Основа молекулярной физики — это представление, что все тела состоят из молекул, находящихся в непрерывном хаотическом движении.

Явления в молекулярной физике изучаются с помощью статистического метода.
Статистический метод – это метод исследования систем, состоящих из большого числа частиц и использующий статистические закономерности динамических характеристик этих частиц (скорости, энер­гии и т. д.).

изучающий общие свойства макроскопических систем, находящихся в состоянии термодинамического

Явления термодинамики изучаются с помощью термодинамического метода.
Термодинамический метод – это метод исследования систем, состоящих из большого числа частиц и использующий величины, характеризующие систему в целом (давление, объем, температура).

Состояние системы задает­ся термодинамическими параметрами (параметрами состояния) —температурой, давлением и удельным объемом.

Термодинамика имеет дело с термодинамической системой.
Термодинамическая система – это совокупность мак­роскопических тел, которые взаимодействуют и обмениваются энергией как между собой, так и с другими телами (внешней средой).

харак­теризующая состояние термодинамического равновесия макроскопической системы.

В Международной практической шкале тем­пература измеряется в градусах Цельсия (°С).
Температура замерзания и кипения воды при давлении 1,013⋅105 Па соответственно 0 и 100°С (реперные точки).

В термодинамической шкале тем­пература измеряется в кельвинах (К).
Температура определяется по одной реперной точке — тройная точка воды (температура, при которой лед, вода и насыщенный пар при давления 609 Па находятся в термодинамическом равновесии).
Температура этой точки по термодинамической шкале равна 273,15К.

по Между­народной практической шкале связаны соотношением:
Т = 273,15 +

Нормальные условия:

Удельный объем v — это объем единицы массы.
Когда тело однородно, т. е. его плотность ρ = const, то v=V/m=1/ ρ.

В молекулярно-кинетической теории пользуются моделью идеаль­ного газа,

температуре произведение давления газа на его объем есть величина

Роберт Бойль (1627—1691)—английский ученый;
Эдм Мариотт (1620—1684) — французский физик.

давлении изменяется линейно с температурой:
Жозеф Гей-Люссак (1778—1850) — французский

Процесс, протекающий при постоянном давлении, называется изобарным.

Изобара.

изменяется линейно с тем­пературой:
Процесс, протекающий при постоянном объеме, называется

Изохора.

давлении занимают одинаковые объемы».
А. Авогадро (1776—1856) — итальянский

При нормальных условиях этот объем равен 22,41⋅10–3 м3/моль (молярный объем).

вещества, количество вещества системы, содержащей столько же структурных элементов,

В одном моле различных веществ содержится одно и то же число молекул, называемое постоянной Авогадро:

Молярная масса:

– это масса одного моля вещества.

парциальных давлений p1, p2 ,..., рn входящих в нее

Парциальное давление — давление, которое производил бы газ, входящий в состав газовой смеси, если бы он один занимал объем, равный объему смеси при той же температуре.

Дж. Дальтон (1766—1844) — английский химик и физик.

Уравнением состояния термодинамической системы называется уравнение, которое

Французский физик и инженер Бенуа Клапейрон (1799—1864).

Русский ученый Дмитрий Иванович Менделеев (1834—1907)

давление р1 и находится при тем­пературе T1.

Эта же

Бойля — Мариотта и Гей-Люссака за­пишем:
Исключив из уравнений

— уравнением Клапейрона, в котором В — газовая постоянная, различная для разных газов.

с законом Авогадро.

Согласно закону

- уравнение состояния идеального газа или уравнение
Менделеева-Клапейрона для моля газа.

Эта общая для всех газов постоянная обозначается R и называется молярной газовой постоянной:

— количество вещества.
Вводя постоянную Больцмана:
уравнение состояния можно записать в

где NA/Vm = n — концентрация молекул (число молекул в единице объема).

1 м3 газа при нормальных условиях, называется числом Лошмидта:

1. Давление идеального газа при данной температуре прямо пропорциональ­но концентрации его молекул (или плотности газа).

2. При одинаковых температуре и давлении все газы содержат в единице объема одинаковое число молекул.

В результате можно сделать выводы:

Иоганн Лошмидт (1821-1895) — австрийский физик и химик, член Австрийской академии наук.

сосуде объемом V находится идеальный газ массой m с

Выделим на стенке сосуда некоторую элементарную площадку ΔS и вычислим давление, оказываемое на эту площадку.

При каждом соударении молеку­ла, движущаяся перпендикулярно площадке, передает ей импульс:
m0v – (– m0v) = 2m0v,
m0 — масса молекулы,
v — ее скорость.

dS передается импульс dP. Тогда давление газа, оказываемое на

Хаотическое движение молекул происходит вдоль трех взаимно перпендикулярных направлений. Вдоль каждого из них движется 1/3 молекул.
Половина молекул 1/6 движется вдоль данного направления в одну сторону, половина — в противоположную.

Тогда число ударов молекул, движущихся в заданном направлении, о площадку ΔS будет 1/6 n ΔSv Δt.
При столкновении с площадкой эти молекулы передадут ей импульс:

Если газ в объеме V содержит N

Тогда основное уравнение молекулярно-кинетической те­ории идеальных газов примет вид:

=N / V, получим
2. Так как масса газа m=Nm0,

3. Для одного моля газа т=М (М — молярная масса):

Так как M=m0NА,
т0 — масса одной

k=R/NА — постоянная Больцмана.