Здесь показаны различия между двумя версиями данной страницы.
Предыдущая версия справа и слева Предыдущая версия Следующая версия | Предыдущая версия | ||
subjects:physics:молекулярно-кинетическая_теория_мкт [2013/07/24 23:47] ¶ |
subjects:physics:молекулярно-кинетическая_теория_мкт [2017/09/24 19:01] (текущий) ¶ [Опыты] |
||
---|---|---|---|
Строка 1: | Строка 1: | ||
- | ====== Молекулярно-кинетическая теория МКТ ====== | + | <box|[[start]]> |
+ | * **[[Молекулярная физика]]** | ||
+ | * [[Теплообмен]] | ||
+ | * [[Тепловые машины]] | ||
+ | * **Молекулярно-кинетическая теория (МКТ)** | ||
+ | * [[Уравнения Менделеева-Клаперона]] | ||
+ | * [[Насыщенные и ненасыщенные пары]] | ||
+ | * [[Изотерма. Изобара. Изохора]] | ||
+ | * [[I закон термодинамики]] | ||
+ | * [[Смешанные задачи]] | ||
+ | * [[Молекулярная физика в опытах]] | ||
+ | </box> | ||
+ | ====== Молекулярно-кинетическая теория (МКТ) ====== | ||
Основные положения молекулярно - кинетической теории: | Основные положения молекулярно - кинетической теории: | ||
+ | - Все тела состоят из молекул. | ||
+ | - Молекул находятся в бесконечном хаотическом движении. | ||
+ | - Молекулы взаимодействуют между собой, | ||
+ | **Моль** - количество вещества, в котором содержится столько же атомов или молекул, сколько атомов углерода содержится в 0,012 кг углерода$ C_{12} $ | ||
- | 1) Все тела состоят из молекул. | + | **Число Авогадро:** |
- | + | ||
- | 2) Молекул находятся в бесконечном хаотическом движении. | + | |
- | + | ||
- | 3)Молекулы взаимодействуют между собой, | + | |
- | + | ||
- | + | ||
- | Моль - количество вещества, в котором содержится столько же атомов или молекул, сколько атомов углерода содержится в 0,012 кг углерода$ C_{12} $ | + | |
- | Число Авогадро: | + | |
$$ N_{A}=6\cdot 10^{23} моль^{-1} $$ | $$ N_{A}=6\cdot 10^{23} моль^{-1} $$ | ||
Строка 21: | Строка 28: | ||
Масса молекул: | Масса молекул: | ||
$$ m_{0}=\frac{m}{N}=\frac{m}{\nu N_{A}}=\frac{M}{N_{A}} $$ | $$ m_{0}=\frac{m}{N}=\frac{m}{\nu N_{A}}=\frac{M}{N_{A}} $$ | ||
- | |||
m - масса вещества, | m - масса вещества, | ||
N - число молекул в нем. | N - число молекул в нем. | ||
- | Идеальный газ - газ, в котором взаимодействием молекул можно пренебречь | + | **Идеальный газ** - газ, в котором взаимодействием молекул можно пренебречь |
( при достаточном разряжении все газы можно считать идеальными ). | ( при достаточном разряжении все газы можно считать идеальными ). | ||
Основное уравнение молекулярно - кинетической теории: | Основное уравнение молекулярно - кинетической теории: | ||
- | $$ p=\frac{1}{3}nm_{0}\bar{V^{0}} $$ | + | $$ p=\frac{1}{3}nm_{0}\bar{V^{2}} $$ |
p - давление идеального газа, | p - давление идеального газа, | ||
Строка 45: | Строка 51: | ||
- | Температурная школа Цельсия: | + | **Температурная школа Цельсия**: |
за $ 0^{0}C $ принята температура таяния льда, | за $ 0^{0}C $ принята температура таяния льда, | ||
а за $ 100^{0}C $ -температура кипения воды при нормальных условиях. | а за $ 100^{0}C $ -температура кипения воды при нормальных условиях. | ||
- | Температурная шкала Кельвина | + | **Температурная шкала Кельвина** |
- | + | связана с температурной шкалой Цельсия следующим образом | |
- | связана с темпертурной шкалой Цельсия следующим образом | + | |
$$ T=t+273 $$ | $$ T=t+273 $$ | ||
- | где T - абсолютная температура, измеряемая в градусах Кельвина, | + | , где T - абсолютная температура, измеряемая в градусах Кельвина, |
t - температура в градусах Цельсия. | t - температура в градусах Цельсия. | ||
- | Абсолютный нуль температуры | + | **Абсолютный нуль температуры** |
$ T=0 $ К | $ T=0 $ К | ||
$ t=-273^{0} C $ - состояние , при котором молекулы перестают двигаться. | $ t=-273^{0} C $ - состояние , при котором молекулы перестают двигаться. | ||
- | |||
- | |||
- | Температура - мера средней кинетической энергии хаотического движения молекул: | ||
- | |||
- | $$ \bar{E}=\frac{3}{2}kT=\frac{m_{a}\bar{V^{2}}}{2} $$ | ||
- | k -постоянная Больцмана | ||
- | |||
- | где черта сверху -$ \bar{E} $- знак усреднения по скоростям, | ||
- | |||
- | $ k=1.38\cdot 10^{-23} $ Дж/К | ||
- | |||
Молекулярно-кинетическая теория устанавливает взаимосвязь между | Молекулярно-кинетическая теория устанавливает взаимосвязь между | ||
Строка 84: | Строка 78: | ||
Стационарное равновесное состояние газа - состояние, при котором число молекул в заданном интервале скоростей остается постоянным. | Стационарное равновесное состояние газа - состояние, при котором число молекул в заданном интервале скоростей остается постоянным. | ||
- | Температура идеального газа - физическая величина, характеризующая | ||
- | среднюю кинетическую энергию хаотического движения его молекул: | ||
- | $$ \bar{\frac{m_{aV^{2}}}{2}}=\frac{3}{2}kT $$ | ||
- | где черта сверху -- знак усреднения по скоростям, | ||
- | $ k=1.38\cdot 10^{-23} $ Дж/К --постоянная Больцмана. | ||
+ | **Температура** - мера средней кинетической энергии хаотического движения молекул: | ||
- | Средняя квадратнчная (тепловая) скорость молекул газа | + | $$ \bar{E}=\frac{3}{2}kT=\frac{m_{a}\bar{V^{2}}}{2} $$ |
+ | k - постоянная Больцмана | ||
+ | , где черта сверху -$ \bar{E} $- знак усреднения по скоростям, | ||
+ | |||
+ | $ k=1.38\cdot 10^{-23} $ Дж/К | ||
+ | |||
+ | Средняя квадратичная (тепловая) скорость молекул газа | ||
$$ V_{cp.кв}=\sqrt{\frac{3RT}{M}} $$ | $$ V_{cp.кв}=\sqrt{\frac{3RT}{M}} $$ | ||
- | где М - молярная масса, В = 8,31 Дж/(К- моль) _ универсальная газовая постоянная | + | , где М - молярная масса, В = 8,31 Дж/(К- моль) _ универсальная газовая постоянная |
- | Давление газа - следствие ударов движущихся молекул: | + | **Давление газа** - следствие ударов движущихся молекул: |
$$ p=\frac{2}{3}n\bar{E_{k}} $$ | $$ p=\frac{2}{3}n\bar{E_{k}} $$ | ||
- | где п - концентрация молекул (число молекул в единице объема), | + | , где п - концентрация молекул (число молекул в единице объема), |
$ \bar{E_{k}} $ средняя кинетическая энергия молекулы. | $ \bar{E_{k}} $ средняя кинетическая энергия молекулы. | ||
- | Давление газа пропорционально его температуре: | ||
- | $$ р = nkT $$. | ||
- | Уравнение Клапейрона-Менделеева - уравнение состояния идеального газа, связывающее три макроскопических параметра (давление,объем,температуру) газа данной массы: | + | **Закон Дальтона** |
- | $$ pV=\frac{m}{M}RT $$ | + | для давления смеси газов |
+ | $$ p= p_{1}+p_{2}+...+p_{n} $$ | ||
+ | n - число газов, | ||
+ | |||
+ | $ p_{i} $ - порпорциональное давление i-го газа (i=1,2,....,n), т.е. | ||
+ | давление, которое оказывал бы стенку сосуда i-ый газ при отсутствии других газов. | ||
- | Изопроцесс - процесс, при котором один из макроскопических параметров состояния газа данной массы остается постоянным. | + | **Диффузией** называется явление проникновения двух или нескольких соприкасающихся веществ друг в друга. Процесс диффузии возникает в газе (так же как и в любом другом веществе), если газ неоднороден по составу, т. е. если он состоит из двух или нескольких различных компонентов, концентрация которых изменяется от точки к точке. Процесс диффузии заключается в том, что каждый из компонентов смеси переходит из тех частей объема газа, где его концентрация больше, туда, где она меньше, т. е. в направлении падения концентрации. |
- | Изотермической процесс - процесс изменения состояния газа определенной массы при постоянной температуре. | + | ===== Задачи и опыты ===== |
- | + | ==== Видео-задачи ===== | |
- | Закон Бойля-Мариотта: для газа данной массы при постоянной температуре | + | ++++Молекулярно-кинетическая теория. Задача 1|{{ youtube>E0AytT7NI7Y?medium |Молекулярно-кинетическая теория. Задача 1}}++++ |
- | $$ p_{1}V_{1}=p_{2}V_{2} $$ | + | ==== Задачи ==== |
- | где - $ p_{1} $,$ p_{2} $ давление и $ V_{1} $,$ V_{2} $ | + | ++++Молекулярно-кинетическая теория. Задача 1.1|<box 570px> |
- | объём газа в начальном и конечном состояниях. | + | {{ :subjects:physics:var_05-a08_zadacha_i_reshenie_.png?direct&550 |Молекулярно-кинетическая теория. Задача 1.1}} |
- | + | </box|Молекулярно-кинетическая теория. Задача 1.1>++++ | |
- | Изотерма - график изменения макроскопических параметров газа при изотермическом процессе. | + | ++++Молекулярно-кинетическая теория. Задача 2|Условия задачи 2 |
- | + | ||
- | Изобарный процесс - процесс изменения состояния газа определенной массы при постоянном давлении. | + | |
- | + | ||
- | Закон Гей-Люссака: для газа данной массы при постоянном давлении | + | |
- | $$ \frac{V_{1}}{T_{1}}=\frac{V_{2}}{T_{2}} $$ | + | |
- | где- ${V_{1}}$,${V_{2}}$,${T_{1}}$,${T_{2}}$ - объём и температура газа в начальном и конечном состояниях. | + | |
- | + | ||
- | Изобара - график изменения макроскопических параметров газа при изобарном процессе. | + | |
- | + | ||
- | Изохорный процесс -- процесс изменения состояния газа определённой массы при постоянном объёме. | + | |
- | + | ||
- | Закон Шарля: для газа данной массы при постоянном объёме | + | |
- | $$ \frac{p_{1}}{T_{1}}=\frac{p_{2}}{T_{2}} $$ | + | |
- | где $ {p_{1}} $,$ p_{2} $,${T_{1}}$,${T_{2}}$ -давление и температура газа в начальном и конечном состояниях. | + | |
- | + | ||
- | Изохора - график изменения макроскопических параметров газа при изохорном процессе. | + | |
- | + | ||
- | + | ||
- | ===== Молекулярно-кинетическая теория. Задача 1 ===== | + | |
- | <box 570px> | + | |
- | {{ :subjects:physics:var_05-a08_zadacha_i_reshenie_.png?direct&550 |Молекулярно-кинетическая теория. Задача 1}} | + | |
- | </box|Молекулярно-кинетическая теория. Задача 1> | + | |
- | + | ||
- | + | ||
- | ===== Молекулярно-кинетическая теория. Условия задачи 2 ===== | + | |
<box 570px> | <box 570px> | ||
{{ :subjects:physics:var_06-a08_zadacha_ch1_.png?direct&550 |Молекулярно-кинетическая теория. Условия задачи 2}} | {{ :subjects:physics:var_06-a08_zadacha_ch1_.png?direct&550 |Молекулярно-кинетическая теория. Условия задачи 2}} | ||
</box|Молекулярно-кинетическая теория. Условия задачи 2> | </box|Молекулярно-кинетическая теория. Условия задачи 2> | ||
- | + | Решение задачи 2 | |
- | + | ||
- | ===== Молекулярно-кинетическая теория. Решение задачи 2 ===== | + | |
<box 570px> | <box 570px> | ||
{{ :subjects:physics:var_06-a08_zadacha_i_reshenie_.png?direct&550 |Молекулярно-кинетическая теория. Решение задачи 2}} | {{ :subjects:physics:var_06-a08_zadacha_i_reshenie_.png?direct&550 |Молекулярно-кинетическая теория. Решение задачи 2}} | ||
</box|Молекулярно-кинетическая теория. Решение задачи 2> | </box|Молекулярно-кинетическая теория. Решение задачи 2> | ||
- | + | ++++ | |
- | ===== Молекулярно-кинетическая теория. Условие задачи 3 ===== | + | ++++Молекулярно-кинетическая теория. Задача 3| Условие задачи 3 |
<box 570px> | <box 570px> | ||
{{ :subjects:physics:var_02-a10_zadacha_ch1_.png?direct&550 |Молекулярно-кинетическая теория. Условие задачи 3}} | {{ :subjects:physics:var_02-a10_zadacha_ch1_.png?direct&550 |Молекулярно-кинетическая теория. Условие задачи 3}} | ||
</box|Молекулярно-кинетическая теория. Условие задачи 3> | </box|Молекулярно-кинетическая теория. Условие задачи 3> | ||
- | + | Решение задачи 3 | |
- | + | ||
- | ===== Молекулярно-кинетическая теория. Решение задачи 3 ===== | + | |
<box 570px> | <box 570px> | ||
{{ :subjects:physics:var_02-a10_zadacha_i_reshenie_.png?direct&550 |Молекулярно-кинетическая теория. Решение задачи 3}} | {{ :subjects:physics:var_02-a10_zadacha_i_reshenie_.png?direct&550 |Молекулярно-кинетическая теория. Решение задачи 3}} | ||
</box|Молекулярно-кинетическая теория. Решение задачи 3> | </box|Молекулярно-кинетическая теория. Решение задачи 3> | ||
+ | ++++ | ||
+ | ==== Опыты ==== | ||
+ | === Явления переноса === | ||
+ | ++++☆ Диффузия аммиака ☆|{{youtube>BBGo0Qh0i8s?7}}++++ | ||
+ | ++++Вязкость газов|{{youtube>qG3-xKrr-QQ?7}}++++ | ||
+ | ++++Радиометр|{{youtube>OKWVYe1LWIc?7}}++++ | ||
+ | |||
===== Рекомендуем ===== | ===== Рекомендуем ===== | ||
- | |||
- | |||
|[[http://zadaniya.eduvdom.com/физика/молекулярно-кинетическая_теория_мкт|{{media:zadaniya.png?200|Пройти тест по физике: молекулярно-кинетическая теория мкт}}]]|[[http://test.eduvdom.com/e/#tests_list_show@step1=6|{{media:obuchenie.png?200|Пройти обучение по физике: молекулярно-кинетическая теория мкт}}]]| | |[[http://zadaniya.eduvdom.com/физика/молекулярно-кинетическая_теория_мкт|{{media:zadaniya.png?200|Пройти тест по физике: молекулярно-кинетическая теория мкт}}]]|[[http://test.eduvdom.com/e/#tests_list_show@step1=6|{{media:obuchenie.png?200|Пройти обучение по физике: молекулярно-кинетическая теория мкт}}]]| | ||
---- | ---- | ||
- | |[[start|← ]][[start]]^[[subjects:physics:]]|[[start]][[start| →]]| | + | |[[Тепловые машины|← ]][[Тепловые машины]]^[[subjects:physics:]]|[[Уравнения Менделеева-Клаперона]][[Уравнения Менделеева-Клаперона| →]]| |