«Молекулярно-кінетична теорія газів»
молекулярний фізика кінетичний газ
Введення
У механіці розглядалося рух матеріальних точок або твердих тіл, форма яких була незмінною, жорстко фіксованою. Процесами, які відбуваються всередині твердих тіл, ми не цікавилися. Вивченням внутрішніх властивостей речовини займається молекулярна фізика.
Молекулярної фізикою називається розділ фізики, в якому вивчаються властивості речовини на основі молекулярно-кінетичних уявлень. Тут вважається, що речовина складається з молекул і розглядаються різні форми руху цих молекул (переміщення, повороти, зіткнення, коливання та ін.)
При вивченні речовини доводиться мати справу з системами, що містять величезне число елементів. У 1 см3 повітря при нормальних умовах утримується приблизно молекул. Описати рух усіх молекул неможливо і не потрібно. Для вивчення систем, що складаються з великого числа частинок, створені спеціальні розділи фізики: статистична фізика і термодинаміка.
Статистичної фізикою називається розділ фізики, в якому властивості речовини і поля досліджуються статистичними методами. До статистичних методів можна віднести теорію ймовірностей, математичну статистику, теорію випадкових процесів і ряд інших розділів математики. Молекулярна фізика є одним з елементів статистичної фізики.
термодинаміки називається розділ фізики, в якому вивчаються загальні властивості макроскопічних систем з позицій термодинамічних законів. Самі термодинамічні закони є узагальненням дослідних даних. У термодинаміки не враховується молекулярна структура речовини, і її висновки справедливі для всіх макроскопічних систем.
Молекулярна фізика і термодинаміка взаємно доповнюють один одного, створюючи єдине ціле, але розрізняючи методами дослідження.
Ми розглядатимемо рівноважну термодинаміку, тобто вивчати загальні властивості макроскопічних систем, що знаходяться в стані рівноваги, а також перехідні процеси між станами рівноваги. Існує також нерівноважна термодинаміка, що дозволяє з позицій загальних законів розглядати нерівноважні процеси.
1. Основні поняття статистичної фізики і термодинаміки
термодинамічної системи називається сукупність макроскопічних тіл, які взаємодіють і обмінюються енергією як між собою, так і з іншими тілами. Найпростішими прикладами термодинамічних систем є газ, рідина, тверде тіло, їх з'єднання і пр. Термодинамічна система характеризується різними параметрами, найважливішими з яких є температура Т, тиск р, об'єм V. Їх називають параметрами стану.
Стан системи, при якому параметри стану не змінюються в часі, називають рівноважним.
термодинамічних процесів називають перехід системи з одного стану в інший. Такий перехід пов'язаний з порушенням рівноваги системи, коли відбувається зміна хоча б одного з термодинамічних параметрів. Будемо вважати, що така зміна відбувається досить повільно, так що в будь-який момент часу стан системи можна вважати майже рівноважним (квазірівноважної).
Якщо по координатних осях відкладати значення будь-яких рівноважних параметрів, то рівноважний стан системи можна зобразити точкою на координатній площині. Термодинамічний...
