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 [2013/07/22 23:58] ¶ |
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: | ||
+ | - 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} $ | ||
- | Молекулы в идеальном газе движутся хаотически. | + | **Число Авогадро:** |
+ | $$ N_{A}=6\cdot 10^{23} моль^{-1} $$ | ||
- | Движение одной молекулы харакгеризуют микроскопические параметры (масса молекулы, её скорость, импульс, кинетическая энергия). | + | Количество вещества или число молей $ \nu $ , содержащихся в данной массе вещества m . определяется по формулам: |
+ | $$ \nu =\frac{N}{N_{A}}=\frac{m}{M} $$ | ||
+ | N - число молекул вещества, | ||
+ | M - молярная масса ( масса одного моля вещества, равная отношению массы молекулы к 1/12 масса молекулы углерода $ C_{12} $ | ||
- | Свойства газа как целого описываются с помощью макроскопических параметров (масса газа, давление, объём, температура). | + | Масса молекул: |
+ | $$ m_{0}=\frac{m}{N}=\frac{m}{\nu N_{A}}=\frac{M}{N_{A}} $$ | ||
+ | m - масса вещества, | ||
+ | N - число молекул в нем. | ||
- | Молекулярно-кинетическая теория устанавливает взаимосвязь между | + | **Идеальный газ** - газ, в котором взаимодействием молекул можно пренебречь |
- | микроскопическими и макроскопи-ческими параметрами. | + | ( при достаточном разряжении все газы можно считать идеальными ). |
- | Число молекул в идеальном газе столь велико, что закономерности | + | Основное уравнение молекулярно - кинетической теории: |
- | их поведения можно выяснить только с помощью статистического метода. | + | $$ p=\frac{1}{3}nm_{0}\bar{V^{2}} $$ |
- | Распределение молекул идеального газа по скоростям при определённой температуре является статистической закономерностью. | + | p - давление идеального газа, |
- | + | ||
- | Стационарное равновесное состояние газа - состояние, при котором число молекул в заданном интервале скоростей остаётся постоянным. | + | |
- | Температура идеального газа - физическая величина, характеризующая | + | n - концентрация молекул ( число молекул в единице объема ) |
- | среднюю кинетическую энергию хаотического движения его молекул: | + | |
- | $$ \bar{\frac{m_{aV^{2}}}{2}}=\frac{3}{2}kT $$ | + | |
- | где черта сверху -- знак усредненияпо скоростям, | + | |
- | $ k=1.38\cdot 10^{-23} $ Дж/К --постоянная Больцмана. | + | |
- | Единица термодинамической температуры - кельвин (К). | + | $ m_{0} $ - масса молекулы, |
- | При абсолютном нуле температуры средняя кинетическая энергия молекул равна нулю. | + | $ \bar{V^{2}} $ - среднее значение квадрата скорости молекул. |
- | Единица термодинамической температуры - кельвин (К). | + | Давление идеального газа , выраженное через среднюю кинетическую энергию молекул $ \vec{E} $: |
+ | $$ p=\frac{2}{3}n\bar{E} $$ | ||
+ | где | ||
+ | $$ \bar{E}=\frac{m_{0}\bar{V^{2}}}{2} $$ | ||
- | При абсолютном нуле температуры средняя кинетическая энергия молекул равна нулю. | ||
- | Средняя квадратнчная (тепловая) скорость молекул газа | + | **Температурная школа Цельсия**: |
- | $$ V_{cp.кв}=\sqrt{\frac{3RT}{M}} $$ | + | |
- | где М - молярная масса, В = 8,31 Дж/(К- моль) _ универсальная газовая постоянная | + | |
- | Давление газа - следствие ударов движущихся молекул: | + | за $ 0^{0}C $ принята температура таяния льда, |
- | $$ p=\frac{2}{3}n\bar{E_{k}} $$ | + | а за $ 100^{0}C $ -температура кипения воды при нормальных условиях. |
- | где п - концентрация молекул (число молекул в единице объёма), | + | |
- | $ \bar{E_{k}} $ средняя кинетическая энергия молекулы. | + | |
- | Давление газа пропорционально его температуре: | + | **Температурная шкала Кельвина** |
- | р = nkT. | + | |
- | Уравнение Клапейрона-Менделеева - уравнение состояния идеального газа, связываъощее три макроскопических параметра (давление,объём,температуру) газа данной массы: | + | связана с температурной шкалой Цельсия следующим образом |
- | $$ pV=\frac{m}{M}RT $$ | + | $$ T=t+273 $$ |
+ | , где T - абсолютная температура, измеряемая в градусах Кельвина, | ||
+ | t - температура в градусах Цельсия. | ||
- | Изопроцесс - процесс, при котором один из макроскопических параметров состояния газа данной массы остается постоянным. | + | **Абсолютный нуль температуры** |
- | Изотермической процесс - процесс изменения состояния газа определенной массы при постоянной температуре. | + | $ T=0 $ К |
+ | $ t=-273^{0} C $ - состояние , при котором молекулы перестают двигаться. | ||
- | Закон Бойля-Мариотта: для газа данной массы при постоянной температуре | + | Молекулярно-кинетическая теория устанавливает взаимосвязь между |
- | $$ p_{1}V_{1}=p_{2}V_{2} $$ | + | микроскопическими и макроскопическими параметрами. |
- | где - $ p_{1} $,$ p_{2} $ давление и $ V_{1} $,$ V_{2} $ | + | |
- | объём газа в начальном и конечном состояниях. | + | |
- | Изотерма - график изменения макроскопических параметров газа при изотермическом процессе. | + | Число молекул в идеальном газе столь велико, что закономерности |
+ | их поведения можно выяснить только с помощью статистического метода. | ||
- | Изобарный процесс - процесс изменения состояния газа определенной массы при постоянном давлении. | + | Распределение молекул идеального газа по скоростям при определенной температуре является статистической закономерностью. |
+ | |||
+ | Стационарное равновесное состояние газа - состояние, при котором число молекул в заданном интервале скоростей остается постоянным. | ||
- | 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. | + | **Температура** - мера средней кинетической энергии хаотического движения молекул: |
- | Изохорный процесс -- процесс изменения состояния газа определённой массы при постоянном объёме. | + | $$ \bar{E}=\frac{3}{2}kT=\frac{m_{a}\bar{V^{2}}}{2} $$ |
+ | k - постоянная Больцмана | ||
+ | , где черта сверху -$ \bar{E} $- знак усреднения по скоростям, | ||
- | Закон Шарля: для газа данной массы при постоянном объёме | + | $ k=1.38\cdot 10^{-23} $ Дж/К |
- | $$ \frac{p_{1}}{T_{1}}=\frac{p_{2}}{T_{2}} $$ | + | |
- | 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. | + | Средняя квадратичная (тепловая) скорость молекул газа |
+ | $$ V_{cp.кв}=\sqrt{\frac{3RT}{M}} $$ | ||
+ | , где М - молярная масса, В = 8,31 Дж/(К- моль) _ универсальная газовая постоянная | ||
+ | **Давление газа** - следствие ударов движущихся молекул: | ||
+ | $$ p=\frac{2}{3}n\bar{E_{k}} $$ | ||
+ | , где п - концентрация молекул (число молекул в единице объема), | ||
+ | $ \bar{E_{k}} $ средняя кинетическая энергия молекулы. | ||
+ | |||
+ | |||
+ | **Закон Дальтона** | ||
+ | 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. | ||
+ | **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. | ||
+ | ===== Задачи и опыты ===== | ||
+ | ==== Видео-задачи ===== | ||
+ | ++++Молекулярно-кинетическая теория. Задача 1|{{ youtube>E0AytT7NI7Y?medium |Молекулярно-кинетическая теория. Задача 1}}++++ | ||
+ | ==== Задачи ==== | ||
+ | ++++Молекулярно-кинетическая теория. Задача 1.1|<box 570px> | ||
+ | {{ :subjects:physics:var_05-a08_zadacha_i_reshenie_.png?direct&550 |Молекулярно-кинетическая теория. Задача 1.1}} | ||
+ | </box|Молекулярно-кинетическая теория. Задача 1.1>++++ | ||
+ | ++++Молекулярно-кинетическая теория. Задача 2|Условия задачи 2 | ||
+ | <box 570px> | ||
+ | {{ :subjects:physics:var_06-a08_zadacha_ch1_.png?direct&550 |Молекулярно-кинетическая теория. Условия задачи 2}} | ||
+ | </box|Молекулярно-кинетическая теория. Условия задачи 2> | ||
+ | Решение задачи 2 | ||
+ | <box 570px> | ||
+ | {{ :subjects:physics:var_06-a08_zadacha_i_reshenie_.png?direct&550 |Молекулярно-кинетическая теория. Решение задачи 2}} | ||
+ | </box|Молекулярно-кинетическая теория. Решение задачи 2> | ||
+ | ++++ | ||
+ | ++++Молекулярно-кинетическая теория. Задача 3| Условие задачи 3 | ||
+ | <box 570px> | ||
+ | {{ :subjects:physics:var_02-a10_zadacha_ch1_.png?direct&550 |Молекулярно-кинетическая теория. Условие задачи 3}} | ||
+ | </box|Молекулярно-кинетическая теория. Условие задачи 3> | ||
+ | Решение задачи 3 | ||
+ | <box 570px> | ||
+ | {{ :subjects:physics:var_02-a10_zadacha_i_reshenie_.png?direct&550 |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 ===== | ||
|[[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| →]]| |