На головну

II. ОСНОВИ МОЛЕКУЛЯРНОЇ ФІЗИКИ І ТЕРМОДИНАМІКИ

  1. I. Лінгвістичні, психологічні та психолінгвістичні засади розвитку мовлення дітей
  2. I. Основи теорії
  3. II ЗАКОН ТЕРМОДИНАМІКИ.
  4. IV. Генетика бактерій. основи біотехнології
  5. IX. ІСТОРИЧНІ ОСНОВИ ЄВРЕЙСЬКОГО СВІТОВОГО ПАНУВАННЯ
  6. V2: Основи бухгалтерського обліку

Молекулярна фізика і термодинаміка - розділи фізики, в яких вивчаються макроскопічні процеси в тілах, пов'язані з величезним числом містяться в них атомів і молекул (макроскопічні системи). Для дослідження цих процесів застосовуються два якісно різних методу: статистичний і термодинамічний. Перший лежить в основі молекулярної фізики, другий - термодинаміки.

молекулярна фізика вивчає макроскопічні процеси виходячи з уявлень про атомно-молекулярну природу речовини і розглядає теплоту як безладне (теплове) рух атомів і молекул. Тепловий рух визначає внутрішній стан будь-якого макроскопічного тіла (системи).

термодинаміка є аксіоматичної наукою, вона не вводить яких-небудь конкретних уявлень про будову речовини і фізичну природу теплоти. Її висновки засновані на загальних принципах або засадах, які є узагальненням дослідних фактів. Теплота розглядається як якесь внутрішнє рух без його конкретизації.

Важливим властивістю теплового руху є його здатність «змушувати» макроскопічну систему «забувати» свій початковий стан, якщо виключені заходи, що підтримують початковий стан. Якщо систему помістити в незмінні зовнішні умови, то незалежно від початкового стану системи вона перейде в стаціонарний стан (з часом не змінюється). При відсутності руху через кордони системи речовини, енергії, імпульсу, електричного заряду такий стан називається станом теплового або термодинамічної рівноваги (рівноважний стан).

Властивості рівноважного стани не залежать від деталей руху окремих частинок, а визначаються поведінкою всієї їх сукупності. Це поведінка характеризується невеликим числом величин, званих термодинамічними параметрами. Рівноважний стан системи характеризується сталістю в часі її параметрів. Термодинамічні параметри визначають якусь усереднену картину руху частинок системи, тому вони мають сенс середніх значень фізичних величин, що описують поведінку окремих частинок системи. Це проявляється в існуванні статистичних флуктуацій значень термодинамічних параметрів, які в рівноважному стані дуже малі.

Процес самовільного переходу системи в рівноважний стан називається релаксацією, А час цього процесу - часом релаксації. До закінчення часу релаксації стан системи залишається нерівновагим, а сам процес релаксації є нерівновагим.

При зміні зовнішніх умов або впливі на систему параметри стану будуть змінюватися і система перейде в новий стан. Цей процес переходу називається термодинамічних процесом, Він може бути рівноважним або нерівновагим. Процес називається рівноважним, якщо в ході його система проходить послідовність рівноважних станів. Рівноважними процесами є нескінченно повільно протікають процеси (хорошим наближенням є процеси, час протікання яких багато більше часу температурної релаксації). Рівноважний стан і рівноважний процес зображуються на діаграмі станів відповідно точкою і лінією.

Розглянемо основні термодинамічні параметри: V - об'єм системи або тіла; Р - тиск (абсолютне значення середньої сили, що діє з боку речовини рідини або газу на кожну з поверхонь вміщеній в них одиничної площадки); Т - абсолютна температура, характеризує інтенсивність теплового руху частинок системи. У разі класичного характеру руху частинок системи середня кінетична енергія поступального руху однієї частинки пропорційна температурі:

 , Де m - маса однієї частинки, u - її швидкість, uкв - Середня квадратична швидкість руху молекул, k = 1,38 ? 10-23Дж / К - постійна Больцмана.

 



Математичний маятник. Фізичний маятник. | рівняння стану

Рівняння стану Ван-дер-Ваальса | Внутрішня енергія | розподіл Максвелла | РозподілБольцмана | Середнє число зіткнень і середня довжина вільного пробігу молекул | Явища переносу в газах |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати