Связи физических величин
| Величина
| Единица
| Формула
|
| Моль – количество вещества, содержащее одно и то же число частиц, названное постоянной Авогадро
|
|
NА=6,022 · 1023моль-1
|
| Молярная масса – масса вещества, взятого в количестве 1 моль
Мr – относительная атомная масса
|
|
 , 
|
| Количество вещества
|
моль
|  , 
|
| N-число молекул (атомов)
|
|  , 
|
| m-масса вещества
| кг
|  , 
|
| Масса молекулы (атома)
|
кг
|  ,  ,  
|
| Концентрация частиц – число частиц в единичном объеме
| 
| 
|
| Плотность вещества – масса приходящаяся на единицу объема, V0 – объем молекулы (атома)
| 
|  ,  , 
|
| Температура по шкале Кельвина
| К
| 
|
| Средняя кинетическая энергия поступательного движения частицы
|
Дж
|  , 
|
| Среднее значение квадрата скорости движения частиц
| 
| 
|
| Средняя квадратичная скорость
| 
|  ,  , 
|
| Давление идеального газа (основное уравнение МКТ идеального газа)
|
Па
|  ,  ,  , 
|
Замечание:
-молярная масса воздуха М= 
кг/моль;
-для двухатомных газов (О2, Н2, N2, Сl2) молярная масса М= Мr · 
кг/моль.
Постоянная Больцмана 
;
Универсальная газовая постоянная 
, 
.
Агрегатные состояния вещества.
|
| Газы
| Жидкости
| Твердые тела
|
| Свойства.
| Занимают весь предо- ставленный объем. Не сохраняют форму. Легко сжимаются.
| Сохраняют объем. Обладают свойством текучести. Принимают форму сосуда.
| Сохраняют форму и объем.
|
| Расположе-
ние
молекул.
| Нет порядка в расположении молекул. Расстояние между молекулами гораздо больше размеров молекул.
| Упорядоченное распо- ложение ближайших соседних молекул (ближний порядок). Расстояние между молекулами сравнимо с их размерами.
| В кристаллических твердых телах молекулы располагаются в определенном порядке (дальний порядок). Расстояние между молекулами порядка размеров молекул.
|
| Силы взаимодействия.
| Fприт= 0 и Fотталт= 0
| Fпр<Fот внутри жидкости
Fпр >Fот поверх. слой
| Fпр ≈ Fот
|
| Движение
молекул.
| Молекулы свободно движутся во всех направлениях, столк-новения относительно редки.
| Молекулы колеблются вблизи положений равновесия, время от времени переходя в соседнее положение равновесия.
| Молекулы колеблются вблизи положений равновесия, что обуславливает сохранение формы.
|
| Энергия
молекул.
| Кинетическая энергия теплового движения молекул много больше потенциальной энергии их взаимодействия. 
| Кинетическая энергия теплового движения молекул сравнима с потенциальной энергией их взаимодействия.
| Потенциальная энергия взаимодействия молекул много больше кинетической энергии их теплового движения.
|
Твердые тела
| Кристаллические
| Аморфные
|
| Атомы (молекулы) расположены в строго определенном порядке, не меняющемся во всем объеме кристалла (соль, лед, кварц, медь).
| Отсутствует дальний порядок в расположении молекул (стекло, смолы).
|
| Проявляют упругость при механических воздействиях, как кратковременных, так и длительных.
Тпл. = const
| При кратковременных механических воздействиях проявляют упругие свойства, при длительных воздействиях текучи (проявляют свойства жидкостей).
|
| Обладают определенной температурой плавления Tпл. При T < Tпл тело останется твердым, при T > Tпл становится жидким.
| Нет определенной температуры плавления. Переход из твердого состояния в жидкое происходит постепенно – вещество размягчается, растет текучесть.
|
| Монокристаллы
| Поликристаллы
|
Изотропны.
|
| Состоят из одиночных кристаллов (алмаз, турмалин).
Анизотропны.
| Состоят из множества одиночных кристаллов (металлы, сахар-рафинад)
Изотропны.
|
Анизотропия – зависимость физических свойств вещества (механических, тепловых, электрических, магнитных, оптических) от направления в кристалле.
Изотропия – независимость физических свойств вещества от направления в кристалле.
Экспериментальное определение скоростей молекул.
Опыт Штерна (1920г) – измерена скорость движения молекул серебра. В середине двух цилиндров находится платиновая проволока, покрытая серебром, по которой протекает электрический ток. Атомы серебра, испаряясь, оседают в виде полосок на
внутренней поверхности второго цилиндра:
- без вращения внешнего цилиндра в области точки М0;
- при вращении в области точки М, образуя более широкую
полоску.
Тогда 
, но 
, поэтому 
Выводы: наблюдаемое в опыте размытие полосок, говорит о различных скоростях атомов серебра при данной температуре. Атомы, движущиеся медленно, смещаются больше, чем атомы, движущиеся быстро. Толщина слоя серебра зависит от места конденсации атомов, а значит число атомов в этом месте зависит от их скорости. Результаты опыта подтвердили теоретические выкладки.
Идеальный газ.
Идеальный газ – молекулярно-кинетическая модель газа, в которой пренебрегают размерами молекул газа и потенциальной энергией их взаимодействия.
Давление газа в МКТ обусловлено ударами молекул о стенки сосуда. Это давление зависит от числа ударившихся молекул и температуры газа.
Термодинамическая система (ТДС) – любое макроскопическое тело или система тел. ТДС при неизменных условиях самопроизвольно переходит в состояние теплового равновесия.
Термодинамическое равновесие – это состояние, при котором все макроскопические параметры (параметры, описывающие поведение большого числа молекул) сколь угодно долго остаются неизменными.
Температура характеризует состояние теплового равновесия макроскопической системы: во всех частях системы, существующих в состоянии теплового равновесия, температура имеет одно и то же значение. При описании физических законов используют шкалу Кельвина.
Абсолютная температура измеряется в кельвинах (К). Она является мерой средней кинетической энергии движения молекул. 10С = 1 К Δt = ΔТ
Абсолютный нуль температуры (T = 0 К) – значение температуры, соответствующе 
ниже нуля температуры по шкале Цельсия. Абсолютный ноль недостижим, так как в этом случае скорость теплового движения молекул равна нулю, чего не может быть.
Нормальные условия: t = 
, Т=273 К, ратм = 105 Па = 1 атм.
Параметры газа p,V,T.
p – давление
| V – объем
-прямоугольный сосуд:
-цилиндрический сосуд:
| Т – температура газа
  для 1-ой
 молекулы
 , 
|
Уравнение состояния идеального газа.
|
Уравнение Клапейрона
(для данного газа при
m = const) связывает несколько состояний газа.
Уравнение Менделеева-
Клапейрона
| 
| Для смеси газов:
  - закон Дальтона (давление смеси газов равно сумме парциальных давлений каждого газа в отдельности в объеме V).
|
описывает одно состояние
Газовые законы.
Изобарный процесс. Закон Гей- Люссака: для газа постоянной массы отношение объема к температуре постоянно, если давление газа не меняется.
 , 
 V 1
Р2 > Р1
T
| Изохорный процесс.
Закон Шарля: для газа постоянной массы отношение давления к температуре постоянно, если объем не изменяется.
 , 
 P 1
2 V2 > V1
0 T
| Изотермический процесс.
Закон Бойля-Мариотта: для газа постоянной массы произведение давления на объем остается постоянным, если температура газа не изменяется.
 , 
 P
 2 T2 > T1
V
|
Взаимные превращения жидкостей.
Парообразование – процесс перехода вещества из жидкого или твердого состояния в газообразное.
Конденсация – процесс перехода вещества из газообразного состояния в жидкое.
