 |
|
Основные положения молекулярно-кинетической теории строения вещества.
1. Вещество состоит из молекул, разделенных промежутками.
2. Молекулы беспорядочно движутся.
3. Молекулы взаимодействуют друг с другом.
4. В различных агрегатных состояниях вещества движение молекул имеет характерные особенности.
Агрегатные состояния и переходы между ними
Агрегатные состояния вещества - состояния одного и того же вещества, переходы между которыми сопровождаются скачкообразным изменением ряда физических свойств (плотности, теплоемкости и др.). Обычно рассматривают газообразное, жидкое и твердое агрегатные состояния.
Газы
Газ - агрегатное состояние вещества, в котором кинетическая энергия теплового движения его частиц (молекул, атомов, ионов) значительно превосходит потенциальную энергию взаимодействия между ними, в связи с чем частицы движутся свободно, равномерно заполняя в отсутствии внешних полей весь предоставленный им объем.
Закон Бойля-Мариотта
При изотермическом процессе произведение давления газа на его объем остается неизменным.
pV = const при T = const
Закон Гей-Люссака
При изобарическом процессе отношение объема газа к его температуре остается неизменным.
= const при p = const
Закон Шарля
При изохорическом процессе отношение давления газа к его температуре остается неизменным.
= const при V = const
Парциальное давление - давление, которое создавал бы каждый компонент смеси газов, один занимая весь предоставленный смеси объем.
Закон Дальтона
Давление каждого компонента смеси газов имеет такую величину, как будто бы рассматриваемый компонент заполнял предоставленный смеси объем один.
p = p1+p2+p3+...
* Статистическая механика - применение к объектам микромира законов механики и теории вероятностей с целью предсказания явлений макромира, доступных наблюдению.
Идеальный газ - модель реального газа, далекого от насыщения. Идеальный газ - система невзаимодействующих, хаотически движущихся материальных точек.
Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеального газа.
Давление идеального газа пропорционально сумме энергий поступательного движения молекул, содержащихся в единице объема газа.
Уравнение состояния идеального газа (уравнение Менделеева-Клапейрона).
pV = nRT
R = kNA= 8,31 Дж/(моль´град) - универсальная газовая постоянная
Внутренняя энергия одноатомногоидеального газа
Абсолютный нуль температуры - предельная температура (-273,15°C), при которой энергия поступательного движения молекул идеального газа становится равной нулю.
Жидкости
Жидкость - агрегатное состояние вещества, сочетающее в себе черты твердого состояния (сохранение объема, определенная прочность на разрыв) и газообразного (изменчивость формы). Для жидкости характерно малое различие в кинетической энергии теплового движения молекул и их потенциальной энергии взаимодействия. Тепловое движение молекул жидкости состоит из колебаний около положений равновесия и сравнительно редких перескоков из одного равновесного положения в другое, с этим связана текучесть жидкостей.
Поверхностное натяжение жидкости. Жидкость под действием внутренних сил молекулярного притяжения стремится уменьшить свою свободную поверхность.
Сила поверхностного натяжения - сила, которая действует вдоль поверхности жидкости перпендикулярно к линии, ограничивающей эту поверхность, и стремится сократить ее до минимума
F пн[Н]
Коэффициент поверхностного натяжения - отношение модуля силы поверхностного натяжения, действующей на границу поверхностного слоя длины 
, к этой длине.
sпн = F пн / [Н/м]
Смачивание. Если взаимодействие молекул жидкости меньше, чем молекул жидкости и молекул твердого тела, жидкость стремится увеличить поверхность соприкосновения с твердым телом, смачивает его. Если взаимодействие молекул жидкости больше, чем молекул жидкости и молекул твердого тела, жидкость стремится уменьшить поверхность соприкосновения с твердым телом, не смачивает его.
Капиллярные явления - повышение (понижение) уровня жидкости в тонких трубках в зависимости от смачиваемости жидкостью поверхности трубки.
Высота подъема жидкости в капилляре.
h = (2sпн)/(rgr) где r - плотность жидкости, r - радиус капилляра.
Твердые тела
Твердое тело - тело, характеризующееся стабильностью формы и тем, что образующие его атомы совершают тепловые колебания вокруг фиксированных пложенной равновесия. Твердые тела делятся на кристаллические и аморфные. В кристаллах существует порядок в расположении атомов и молекул, в аморфных же телах колебания частиц происходят вокруг хаотически расположенных точек. Аморфное тело не имеет определенной температуры плавления.
Анизотропия - зависимость физических свойств тела от выбранного направления.
Деформация - изменение формы или объема тела.
Деформация растяжения-сжатия - деформация стержня под действием сил, равнодействующая которых направлена по оси центров масс его поперечных сечений.
Деформация сдвига - деформация, при которой происходит взаимное смещение параллельных слоев вещества с сохранением неизменного расстояния между ними.
Упругая деформация - деформация, которая полностью исчезает после прекращения действия внешних сил.
Пластическая деформация - деформация, которая не полностью исчезает после прекращения действия внешних сил.
Упругие тела - тела, которые обнаруживают упругие свойства при сравнительно больших напряжениях и деформациях.
Хрупкие тела - тела, разрушающиеся при небольших деформациях.
Пластичные тела - тела, у которых незначительные нагрузки вызывают пластические деформации.
Механическое напряжение (при растяжении (сжатии)) - отношение модуля силы упругости к площади поперечного сечения тела.
[Па]
Относительное удлинение - мера деформации тела при растяжении (сжатии), равная отношению изменения длины тела под действием внешней силы к его длине в отсутствие этих сил.
[безразм.]
Закон Гука.
При малых деформациях растяжения-сжатия механическое напряжение пропорционально относительному удлинению.
s = E ½e½, где E [Па] - модуль Юнга.
Предел пропорциональности - максимальное механическое напряжение, при котором еще выполняется закон Гука.
sп [Па]
Предел прочности - механическое напряжение, при котором происходит разрушение тела.
sпч [Па]