Броуновское движение – хаотическое движение молекул

Молекулярная физика

Броуновское движение – хаотическое  движение молекул.

Изучение броуновского движение показало, что его нельзя отнести не к  равномерному движению, не к равно  переменному. Суть броуновского движения в том, что суммарное действе молекул на броуновскую частицу приводит к появлению у нее некоторой скорости. От чего зависит скорость? Скорость броуновской частицы тем больше, чем меньше частица и чем выше температура, чем меньше вязкость, и чем меньше плотность броуновской частицы.

Другим доказательством справедливости МКТ, является явление – дефузия.

Дефузия – это проникновение молекул одного вещества, в промежутки между молекулами другого вещества.

Агрегатное состояние  вещества.

Газообразное, жидкое и твердое.

Газообразное состояние  вещества:

1. R(расстояние) больше, чем r(размеры) молекул.
2. Взаимодействие молекул: силы взаимодействия чрезвычайно малы.
3. Характер движения частиц: хаотическое движение, частицы свободно движутся среди других частиц.
4. Свойство вещества: не сохраняет не объема, не формы, легко сжимается, неограниченно расширяется.

Для изучения газообразного вещества используют модель идеального газа.

Идеальный газ – это модель реального  газа, согласно которой:

а) Размеры молекул газа пренебрежительно малы по сравнению с расстояниями между ними.

б) Между молекулами отсутствуют  силы взаимодействия.

в) Столкновение молекул газа между  собой и стенками сосудов абсолютно  упругие.

г) Движение молекул подчиняется  законам Ньютона.

Жидкое состояние вещества:

1. Расстояние между молекулами больше, чем размеры молекул.
2. Взаимодействие частиц: проявляются силы взаимного притяжения и отталкивания.
3. Характер движения частиц: поступательное и колебательное движение.
4. Свойство вещества: жидкости сохраняют объем, но легко меняют свою форму, плохо сжимаемы и текучи.

Некоторые свойства жидкостей:

а) Поверхностное натяжение –  это явление происходит на границе  раздела между жидкостью и  газом.

На молекулу Б, которая находится на поверхности, со стороны поверхности жидкости действуют силы, равнодействующая которых направлена перпендикулярно поверхности и внутрь жидкости (молекулы тянут внутрь).

Молекулы жидкости могут перемещаться, в том числе и по направлению  к поверхности. При этом она совершает  работу против равнодействующей силы (ее тянут молекулы вниз, а она поднимается вверх). Следовательно, каждая молекула, которая находиться у поверхности, обладает избытком потенциальной энергии по сравнению с другими молекулам и чем больше поверхность жидкости, тем больше таких молекул. При этом жидкость стремится принять форму, при которой площадь ее поверхности будет минимальной. Минимальный объем имеет форму шара.

Силы, которые стремятся сократить поверхность жидкости, называются силами поверхностного натяжения.

 Характеристика сил поверхностного  натяжения обозначается греческой  буквой Сигма и называется поверхностным натяжением (коэффициентом), которое равно отношению силы поверхностного натяжение к длине поверхности (Ньютон на метр).

Поверхностным натяжением называется физическая величина равная отношению  модуля силы поверхностного натяжения, действующей на границе поверхности  к длине этой поверхности.

Поверхностное натяжение показывает, какая поверхностная энергия  приходится на поверхность жидкости единичной площади.

Поверхностное натяжение зависит  от рода вещества, от температуры и  от примесей.

Смачивание.

Смачивание относится к явлениям на границы раздела твердое тело – жидкость.

Возможны два случая:

1. Если силы притяжения между молекулами твердого тела и жидкости больше, чем силы притяжения между молекулами и жидкости, то говорят, что жидкость смачивает твердое тело. В этом случае  жидкость растекается по поверхности твердого тела.
2. Если силы притяжения между молекулами жидкости сильнее, чем между жидкостями и твердого тела, то говорят, что жидкость НЕ смачивает твердое тело.

Поверхность жидкости, налитой в  сосуд, у границ сосуда искривляется.

Искривленная поверхность называется мЕниском.

Бывает в двух случаях:

1. Если смачивается жидкость, то мениск будет вогнут.
2. Если жидкость не смачивает стенки сосуда, то поверхность будет выпуклой.

Объем всегда измеряется по нижнему  мениску.

Твердое состояния вещества:

1. Расстояние между молекулами равно диаметру молекул.
2. Взаимодействие частиц: появляются силы взаимного притяжения и отталкивания.
3. Характеристика (характер) движения частиц: колебательное движение около положения равновесия.
4. Свойство вещества: сохраняет объем и форму, так же упругий и пластичный.
5. Отличается от жидкости меньшей сжимаемостью.

В связи с этим, возможно предположение, что молекулы в твердых телах  расположены практические вплотную к друг другу.

Расположение атомов или молекул, при котором наблюдаются повторяемость (воспроизводимость “картины”), через равное расстояние при движении по любому направлению, называют дальним порядком.

Твердые тела, в которых существует дальний порядок в расположении частиц (атомов, молекул, ионов), называют кристаллическими телами или кристаллами.

Атомы (молекулы) жидкостей и некоторых  твердых тел не представляют собой  упорядоченных структур.

Однако с другой стороны, если мы возьмем любую молекулу, то возле  нее окажется 6 других молекул. Сохраняется ближний порядок.

Твердые тела, структура которых  отражает ближний порядок, называют аморфными телами.

Термодинамика.

Термодинамика как наука появилась  в 19-ом веке, когда появилась индустрия, машины и тд, для повышения коэффициента полезного действия.

Термодинамика пользуется понятием термодинамическая система.

Термодинамическая система – совокупность макроскопических тел, которые могут взаимодействовать между собой, а так же обмениваться с внешней средой энергией и веществом.

Принято делить термодинамические  системы на: открытые, изолированные и закрытые.

Система называется закрытой (замкнутой), если она не обменивается веществом с окружающей средой.

Закрытая система называется изолированной, если она не обменивается энергией с окружающей средой.

Система называется открытой, если она обменивается и энергией, и веществом с окружающей средой.

Для характеристики изучаемых процессов  используются макроскопические величины.

Величины, которые могут быть использованы для описания состояния системы, называются параметрами состояния (давление, температура, объем –  состояние системы).