ТОР 5 статей: Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы КАТЕГОРИИ:
|
Предмет молекулярной физикиЛекция 15. ПРЕДМЕТ МОЛЕКУЛЯРНОЙ ФИЗИКИ. СПОСОБЫ ОПИСАНИЯ СОСТОЯНИЯ ВЕЩЕСТВА: МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКИЙ, СТАТИСТИЧЕСКИЙ, ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ. ТЕМПЕРАТУРА, ЕЕ СВЯЗЬ С ЭНЕРГИЕЙ ТЕПЛОВОГО ДВИЖЕНИЯ МОЛЕКУЛ
Предмет молекулярной физики Область физики, в которой изучаются физические свойства тел в различных агрегатных состояниях на основе рассмотрения их микроскопического (атомарно-молекулярного) строения, называется молекулярной физикой. Молекулярная физика рассматривает: а) строение вещества и его изменение под влиянием внешних факторов (давления, температуры, электрических и магнитных полей); б) явления переноса (диффузию, теплопроводность, внутреннее трение); в) фазовое равновесие и процессы фазовых переходов (кристаллизацию и плавление, испарение и конденсацию и др.); г) поверхностные явления на границах раздела фаз. Современная молекулярная физика включает в себя также следующие разделы: а) физику металлов, физику полимеров, физику плазмы, кристаллофизику; б) физико-химию дисперсных систем и поверхностных явлений, теорию массо- и теплопереноса, физико-химическую механику. Несмотря на различие объектов и методов исследования, в любом из этих разделов неизменна главная идея молекулярной физики — описание макроскопических свойств вещества на основе микроскопической (молекулярной) его природы и структуры. Наши органы чувств, на которые непосредственно действует окружающий нас физический мир, устроены так, что слошность, непрерывность вещества кажется нам основным и несомненным его свойством. Однако наш практический опыт показывает, что существует множество явлений, свидельствующих о дискретном (молекулярном) строении вещества. Хорошо известно, например, что под внешним воздействием или под влиянием нагрева и охлаждения тела могут изменять свой объем — расширяться или сжиматься. Это относи:тся к любому фазовому состоянию вещества. Такое изменение объема тел невозможно объяснить, если считать вещества сплошными. Если тела не сплошные, а состоят из огромного числа очень маленьких частиц, настолько маленьких, что их нельзя увидеть не только невооруженным глазом, но и с помощью оптических, электронных и ионных микроскопов, то многое становится легко объяснимым. В веществе эти частицы расположены не вплотную друг к другу, а на некотором расстоянии. Изменение объема тел при сжатии и расширении можно объяснить тем, что изменяются расстояния между частицами. Эти мельчайшие частицы вещества называют молекулами. Молекула — это наименьшая частица вещества, сохраняющая его физическую и химическую индивидуальность. Сами молекулы могут состоять из более простых частиц — атомов и ионов. Размеры молекул и атомов черезвычайно малы. Если представить себе эти частицы в виде шариков, то их радиус имеет численное значение порядка 10-8...10-7 см. В одном грамме воды, например, содержится 3,3∙1023 молекул, а в одном кубическом сантиметре воздуха при нормальных условиях 2,7∙1019 молекул. Множество факторов заставляет нас считать, что между молекулами в веществе действуют силы отталкивания и притяжения, зависящие от расстояния между частицами. Об этом свидетельствует хотя бы то, что при изменении объема твердого тела, жидкости или газа (при неизменном количестве вещества) возникают весьма значительные силы: отталкивания при сжатии и притяжения при растяжении. Само существование четырех агрегатных состояний вещества — твердого, жидкого, газообразного и плазмы — указывает на существование межмолекулярных сил. В твердом и жидком состоянии молекулы притягиваются друг к другу настолько сильно, что тела сохраняют свой объем, а в случае твердого тела — еще и форму. В газообразном же состоянии силы взаимодействия значительно меньше, так что газ равномерно заполняет весь предоставленным ему объем, как бы велик он ни был. Этот последний факт (равно как и многие другие) указывает еще на одну важную особенность частиц вещества. Способность газа распространяться по всему объему сосуда показывает, что молекулы газа находятся в постоянном движении. Ряд свойств газа свидетельствует также, что эти движения молекул отличаются полной беспорядочностью, хаотичностью. Это хаотическое движение молекул носит название теплового движения. Состояние непрерывного хаотического движения в равной мере свойственно также частицам твердого тела, жидкости и плазмы, в которых движения имеют несколько иной характер, чем в газах. В газах частицы движутся поступательно, колебательно и вращательно, а в твердых телах только колебательно. Каждый может наблюдать хаотическое движение мельчайших пылинок в воздухе в солнечную погоду, это движение, сходное с броуновским, в прямую связано с хаотическим тепловым движением молекул воздуха. Главная идея молекулярной физики формулируется следующим образом: все вещества состоят из частиц (атомов, молекул, ионов), которые совершают хаотическое движение и взаимодействуют друг с другом на расстоянии посредством сил притяжения и отталкивания.
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:
|