0 «Жаратылыстану» факультеті «Жалпы математика және физика» кафедрасы

“Молекулалық физика” пәні бойынша

050110-физика мамандықтарының студенттері үшін


ЛЕКЦИЯНЫҢ ҚЫСҚАША КУРСЫ

Жетісай2006 ж

1. 
   Молекулалық физика пәні.
   
2. 
   Статистикалық және термодинамикалық зерттеу әідсі.
   
3. 
   Заттың агрегаттық күйлері және оның белгілері.
   
4. 
   Идеал газ. Зат мөлшері. Қысым.
   

Молекулалық физика және термодинамика дене құрамындағы атомдар мен молекулалардың өлшемдерін өзара әсерлесетін күштерін, энергияларын, жүру жолдарын, жылдамдықтарын, масса және оның түрлерін үйрене отырып, макро күйді зерттейді. Ал макро күй негізінен үш макро параметрмен сипатталады. Оларға:

1. 
   қысым (Р)
   
2. 
   көлем (V)
   
3. 
   температура (Т) кіреді.
   

Микро бөлшектерді зерттеу үшін өте көп уақыт керек болғандықтан әлемдегі ғалымдар әртүрлі әдістерді қолдап көрді. Олардың ішінен статистика және териодинамика әдіс-бұл бөлім үшін қолайлы болып, бізге керекті болған сұрақтарға жауап бере алады. (статистика- топтау, жинау) деген мағынаны білдіреді.

Әрбір зат атомдармен молекулалардан құралып олар үздіксіз қозғалыста болғандықтан, белгілі бір кинетикалық энергияға ие болады. Осы энергия - молекулалар арасындағы өзара тартылыс күштерге әсер етіп, өзара тұрақтылығын бұзуға тырысады.

Егер өзара тартылыс күші молекулалардың кинетикалық энергиясынан 0(Е_к) үлкен болса, ол дене қатты зат күйін сақтайды, яғни өзінің меншікті көлемімен пішім ін өзгертпейді E_k<n

Ал егерде тартылыс күші (Ғ) мен кинетикалық энергияның шамасы өзара тең болса, онда ол дене сұйық күйде болады. Е_к~Е_п

Егерде тартылыс күші (Ғ) кинетикалық энергиядан (Е_к) кіші болса, ол дене газ күйінде болады. Е_к>>Е_п

4.Идеал газ. Зат мөлшері . Қысым.

Идеал газ- молекулалар арасындағы өзара әсерлесу күштері болмайтын, жеке молекулалар көлемі ыдыс көлемімен салыстырғанда өте аз және молекулалар арасындағы өзара соқтығысулар абсолют серпінді болатын газға айтылады. Бұндай газды ешқандай жағдайда басқа күйге өткізе алмаймыз.

Зат мөлшері-деп зат массасының (m) молярлық массасына (М) қатынасын айтамыз.

Мыс: 1см³ ауадағы зат мөлшері қандай?

жауабы: 1см³ ауада 4,4.10¹⁵ моль зат мөлшері бар.

Физикалық мағынасы-1мольдегі молекулалар саны.

Қысым (идеал газдың қысымы) деп молекулалардың үздіксіз қозғалысы уақытында ыдыс қабырғаларымен соқтығысу нәтижесінде пайда болатын қысымға айтылады. Ол қысымға газдардың молекула кинетикалық теорияның негізгі теңдеуі делінеді. Ол үшін 1 атомды қарапайым идеал газды қарастырамыз.

Мыс: қырларының ұзындығы l болатын куб тәрізді ыдысты алсақ, оның үшінде n молекула ретсіз қозғалып, оның 1/3 бөлігі әрбір уақыт ішінде паралель қабырғаға ұрынады.Ұрылу кезінде 2mv шамасында өз импульсін өзгертеді. Осы импульс қабырға жағынан қарсы әсер ететін күш импульсіне тең болады.

Ал сан алуан молекула үшін:

Бұл теңдеудің оң жағын 2 қабырға арасындағы молекула санына көбейтсек:

Бұл теңдіктің 2 жағында S-ке бөліп жіберсек, онда қысым шығады.