Теория идеального газа

Обобщение из этого для одного моля газа приводит к уравнению:

PV=RT

PV=nRT

- закон, известный как уравнение Менделеева-Клапейрона.

Физический смысл универсальной газовой постоянной: R равна работе, которую совершает один моль газа при нагревании

на 1 К при постоянном давлении.

Для реального газа действует уравнение Вандер-Ваальса (XIX век).

- учитывает силы взаимодействия между молекулами реальных газов, что приводит к усилению давления – к внешнему давлению газа присоединяется внутреннее давление между молекулами.

b – учитывает собственный объём молекул. a и b можно определить только экспериментально. Межмолекулярное взаимодействие электрически нейтральных молекул любого агрегатного состояния.[4]

Точно так же выглядит график зависимости потенциальной энергии взаимодействия от расстояния между молекулами.

При приближении молекулы действуют две силы – притяжения и отталкивания.

Если Eкин движ>>Епотенц взаимод, то это газообразное состояние вещества.

Если Eкин движ<<Епотенц взаимод, то это твердое состояние вещества.

Если Eкин движ≈Епотенц взаимод, то это жидкое состояние вещества.

Существуют четыре агрегатных состояния вещества. При переходы из одного состояния в другое могут наблюдаться фазовые переходы двух видов.

· Фазовые переходы первого (I) рода – когда в узком интервале температур скачком изменяется давление, плотность или объем.

· Фазовый переход второго (II) рода – это изменение порядка расположения атомов и молекул в кристаллических решетках. При таком переходе резко изменяется плотность. Например, превращение белого олова в серое при -14°С, и кристаллическая решетка из тетраэдров становится кубами.

Четвертое состояние вещества – плазма.

Плазма – это ионизированный квазинейтральный газ, занимающий настолько большой объем, что в нем не происходит сколько-нибудь заметного нарушения нейтральности

Атом делится на электроны и положительные ионы. В зависимости от степени Ионизации газа различают:

1. Слабо ионизированную (низкотемпературную) плазму, α составляет доли процента, температура 1000-2000°С.

2. Умеренно ионизированную, α составляет несколько процентов, температура 5000-7000°С.

3. Сильно ионизированную (высокотемпературную), α=100%, температура 10000°С и выше.

Ионосфера представляет собой слабо ионизированную плазму. От нее отражаются радиоволны. В космическом пространстве плазма – это наиболее распространенное состояние вещества (все звезды, в которых идут термоядерные реакции, а таких большинство). В лабораторных условиях плазма образуется в различных формах газовых разрядов.[5]

Основное применение молекулярно-кинетической теории:

1. Для разработки криогенной и вакуумной техники.

2. В космонавтике.

3. Исследование сверхпроводимости металлов.

4. Исследование нейтронных полей в ускорителях и ядерных реакторах (термоядерный синтез).[6]

Заключение

К началу XX века были определены размеры, массы и скорости движения молекул, выяснено расположение атомов в молекулах, т. е. была окончательно разработана молекулярно-кинетическая теория строения веществ. Первым основным положением молекулярно-кинетической теории является утверждение, что все вещества состоят из молекул. Молекулой называется минимальная частица вещества, сохраняющая его химические свойства. Каждое физическое тело состоит из огромного числа молекул.

Вторым основным положением молекулярно-кинетической теории является утверждение, что молекулы находятся в непрерывном движении. Третье положение молекулярно-кинетической теории состоит в том, что между молекулами существуют силы взаимодействия - силы притяжения и силы отталкивания.

По современным воззрениям квантовый объект – это не частица и не волна, и даже ни то и другое одновременно. Квантовый объект – это нечто третье, для выражения которого у нас нет соответствующих понятий, соответствующего языка. Мы вынуждены говорить на классическом языке. Но для возможно более полного представления о микрообъекте мы должны использовать два типа микроприборов: один – позволяющий изучать волновые свойства микрообъекта, другой – его корпускулярные свойства. Эти свойства являются несовместимыми в отношении их одновременного проявления, но они оба в равной мере характеризуют микрообъект, а потому не противоречат, а дополняют друг друга. Эта идея была высказана Х.Д. Бором и положена им в основу принципа дополнительности. Принцип дополнительности как общий принцип познания может быть сформулирован следующим образом: всякое истинно глубокое явление природы не может быть определено однозначно и требует для своего определения, по крайней мере, двух взаимоисключающих, дополнительных понятий. Например, иллюстрацией принципа дополнительности в какой-то мере может служить совместное существование науки искусства как двух различных способов изучения окружающего мира.

Список литературы

1. Кибец И. Н., Кибец В.И. Физика. Справочник. - Харьков: Фолио ; Ростов н/Д : Феникс, 2003.-566с.

2. Кудрявцев П.С. Курс истории физики. Учебн. пособие. - М.: Просвещение, 2001.-623с.

3. Липсон Г. Великие эксперименты в физике. – М.: Мир, 2000.-437с.

4. Рузавин Г.И. Концепции современного естествознания. М.: Культура и спорт, 2003.-722с.

5. Тэйлор Э., Уилер Дж. Физика пространства-времени. М.: Мир, 2001.-698с.

[1] Рузавин Г.И. Концепции современного естествознания. М.: Культура и спорт, 2003.-367с.

[2] Липсон Г. Великие эксперименты в физике. – М.: Мир, 2000.-321с.

[3] Кудрявцев П.С. Курс истории физики. Учебн. пособие. - М.: Просвещение, 2001.-358с.

[4] Кибец И. Н., Кибец В.И. Физика. Справочник. - Харьков: Фолио ; Ростов н/Д : Феникс, 2003.-269с.

[5] Тэйлор Э., Уилер Дж. Физика пространства-времени. М.: Мир, 2001.-354с.

[6] Кудрявцев П.С. Курс истории физики. Учебн. пособие. - М.: Просвещение, 2001.-333с.

 Скачать реферат