Молекулярная физика и термодинамика - Лекция, раздел Физика, Часть курса физики Введение
Молекулярная Физика Изуча...
Введение
Молекулярная физика изучает физические - свойства веществ исходя из представления об их молекулярном строении. Её основной метод - физическая статистика, в котором не следят за поведением каждой молекулы, а используют средние величины, осреднённые по огромному массиву молекул.
В молекулярной физике происходит переход наших представлений в новое качество: от точного знания мы переходим к знанию усреднённому, приближённому. Мы не знаем (да и не стремимся узнать) как движется каждая из 1020 молекул и не только потому, что (как пишут в литературе) рассчитать движение каждой молекулы технически сложно (1020 диф. уравнений). Главное в том, (и об этом, почему-то в учебниках не пишут), что указать точное движение даже 1-2 молекул в замкнутом сосуде принципиально невозможно, т. к. свойства молекул и параметров движения носят вероятностный характер (квантовая механика).
На наше счастье в телах настолько огромное число молекул, что знать о движении каждой и не нужно, потому что их совместное результирующее действие с очень высокой точностью можно описать средними величинами.
Рассмотрим пример давления газа на поршень, которое обусловлено ударами молекул. В молекулярной физике давление описывается одним числом Р. Насколько это обосновано? Отметим, что в действительности сила давления флуктуирует вокруг некоторого среднего значения. Причём, чем больше число молекул, тем меньше относительные флуктуации и тем с большим основанием можно вводить понятие давления и считать его константой. (Относительные флуктуации ,где n – концентрация молекул, и при ). Таким образом, чем больше число молекул, тем меньше относительные флуктуации.
Аналогично температура является мерой интенсивности (энергии) хаотического движения молекул и тем более точно описывает систему, чем больше в ней частиц.
Принципиально иным подходом к свойствам веществ является термодинамика. Термодинамику, в отличие от молекулярной физики, не интересует строение тел. Термодинамика изучает количественные и качественные соотношение между макроскопическими характеристиками объектов (энергию, температуру, давление, фазовые переходы и т.д.), исходя из трех экспериментально установленных законов (начал), обладающих большой общностью. Поэтому термодинамический подход можно применять к большому кругу явлений (газы, твердые тела, электромагнитные поля и др.).
Термодинамика, как и молекулярная физика, не учитывает флуктуации и при малом числе частиц теряет смысл.
Лекция Молекулярно кинетическая теория газов... Основные понятия Уравнение состояния...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Молекулярная физика и термодинамика
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Вывод основного уравнения мокулярно-кинетической теории
Найдем давление газа на стенки сосуда. Рассмотрим следующую модель: пусть в центре куба со стороной Dl находится молекула (рис.1.2). Условно можно считать, что молекула может двигаться в одн
Статистические распределения
Задача статистического распределения - указать, какая доля частиц имеет заданные параметры. Например, какая часть людей имеет рост от Н до H + dH (рис.1.3), или какая часть молекул им
Явления переноса
Мы рассмотрим три явления переноса: теплопроводность, внутреннее трение и диффузию. Диффузия заключается в возникновении в газах или жидкостях направленного переноса массы. Внутр
Для бесконечно малых процессов
dQ = dU + dA или dQ = dU +pdV (3.7)
Знак d в dQ и dA означает, что количество теплоты Q и работа А не являются функциями состояния системы, а d в dU означает, что U являе
Уравнение состояния Ван-дер-Ваальса
К чему приводит конечный размер молекул и их взаимное притяжение?
1) Т. к. молекулы имеют конечный объем, то в сосуде ²свободным² останется не весь объем сосуда
Фазовые диаграммы Р - Т. Тройная точка
Из рис.5.5 видно, что фазовые переходы пар - жидкость происходят при определенном давлении , зависящем от температуры. Эту кривую рав
Поверхностное натяжение жидкости
Молекула на поверхности раздела жидкость - газ имеет потенциальную энергию больше, чем внутри жидкости. Поэтому стремится уменьшить свою потенциальную энергию и втянуться внутрь жидкости. Жидкость
Фермионы и бозоны
В квантовой механике все тождественные частицы (например,все электроны) считаются принципиально неразличимыми.
Следствием этого является существование 2-х типов волновых фу
Понятие о вырождении.
Система частиц называется вырожденной, если ее свойства за счет квантовых эффектов отличаются от свойств классических систем.
Параметром вырождения А назы
Строение кристаллов. Дефекты
Различают аморфные и кристаллические твердые тела.
Аморфные твердые тела - аналогичны застывшим жидкостям. Периодичность структуры мала, им
Квантовая теория теплоемкости Дебая
Дебай учел, что движение атомов в решетке не является независимым. Смещение одного атома приводит к смещению соседних, в результате по кристаллу распространяется волна колебаний – з
Теплоемкость электронного газа в металлах
В металлах теплоемкость складывается из теплоемкости решетки (см. п. 7.3) и теплоемкости электронного газа. Оценим теплоемко
Понятие о квантовой теории электропроводности металлов
Квантовая теория учитывает движение электрона в периодическом поле решетки, что можно учесть введя эффективную массу электрона m*, т.е. масса электрона движущегося в решетке как бы
Элементы зонной теории кристаллов
Давайте мысленно создадим твердое тело из отдельных атомов, постепенно сближая их друг с другом.
При этом, по мере сближения, поля отдельных атомов начинают взаимодействов
Понятие о сверхпроводимости
Эффект сверхпроводимости заключается в скачкообразном исчезновении сопротивления при очень низких температурах (см. рис. 9.12).
Температура, при
Строение атомных ядер
Ядро - центральная часть атома, в которой сосредоточена практически вся масса атома и его положительный заряд. Размер атома ~ 10-10м размер ядра ~10-14
Свойства ядер
Ядро характеризуется массой, спином, магнитным моментом.
1. Спин ядра L (собственный момент импульса), формируется нуклонами, имеющими спин
Законы радиоактивного распада
Радиоактивность - превращение изотопов одного химического элемента в изотопы другого элемента, сопровождающиеся испусканием элементарных частиц. Различают естественную ради
Ядерные реакции
Ядерными реакциями называют процесс превращения ядер, вызванные их взаимодействием друг с другом или с элементарными частицами.
А +a = B +b - символьная
Свойства элементарных частиц
Наряду с известными свойствами:
1) массой покоя, m;
2) временем жизни t - временем, за которое число нераспавшихся частиц уменьшается в e раз;
3) сп
Переносчики взаимодействий.
Все четыре вида фундаментальных взаимодействий сильное, электромагнитное, слабое и гравитационное имеют обменный характер. Элементарный акт взаимодействия состоит в испускании и поглощении (обмене
Физическая картина мира
В зависимости от масштабов физических объектов, различают: мегамир R > 1018м; макромир 10-8 < R <1018м; микромир R < 10-8
Основные формулы
Название
Формула
Комментарий
Уравнение состояния идеального газа Клапейрона - Менделеева
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
,где n – концентрация молекул, и при 
). Таким образом, чем больше число молекул, тем меньше относительные флуктуации.
Новости и инфо для студентов