Введение. Предмет и задачи молекулярной физики.
Молекулярная физика изучает состояние и поведение макроскопических объектов при внешних воздействиях (нагревании, деформации, действии электромагнитного поля), процессы переноса (теплопроводность, вязкость, диффузию), фазовые превращения (кристаллизацию, плавление, испарение и т.д.). макроскопические объекты - это объекты, состоящие из большого числа частиц (молекул или атомов).
Молекулярно-кинетическая теория.Молекулярно-кинетическая теория (МКТ) основана на статистическом методе, поэтому иногда ее называют статистической физикой. МКТ изучает микроскопическую структуру макроскопических объектов. В соответствии с этими представлениями все тела состоят из молекул и атомов, которые находятся в постоянном движении и взаимодействуют друг с другом. В дальнейшем молекулы и атомы будем называть просто частицами. Движение и взаимодействие частиц подчиняются законам квантовой механики, но для широкого класса задач оказывается вполне применимым классический подход, когда движение и взаимодействие частиц определяются законами классической механики Ньютона. Но задачей МКТ является не описание движения отдельных частиц, а определение макроскопических параметров системы - таких, как масса, объем, давление, температура и т.п. Эти параметры относятся ко всей системе в целом и их можно измерить макроскопическими приборами. В результате таких измерений всегда регистрируются средние значения макроскопических параметров, которые являются результатом взаимодействия прибора с большим числом частиц. Поставленная задача решается на основе статистических методов.
Термодинамика.Термодинамика основана на термодинамическом методе изучения макроскопических объектов как сплошной среды, не имеющей внутренней структуры.
Великий физик ХХ века А.Эйнштейн утверждал, что «…термодинамика – это единственная наука, относительно которой я глубоко убежден, что в достоверности ее основных положений она никогда не будет опровергнута…».
Главное содержание термодинамики – это описание превращения теплоты в работу и, обратно, превращения механической работы в теплоту. В основе термодинамики лежат несколько фундаментальных законов (начал), которые обобщают экспериментальные данные и выполняются независимо от конкретной природы макроскопической системы.
обосновать эти законы и определить границы применимости термодинамики позволяет МКТ.