№ 4 дәріс Молекулалық физика Молекула-кинетикалық теорияның (МКТ) негіздері Ғарыштық инженерия кафедрасының аға оқытушысы: Саурова Камила Серикбаевна
k-saurova@mail.ru
Молекулалық физикаәртүрлі агрегаттық күйлердегі денелердің физикалық қасиеттерін зерттейтін физика бөлімі. (Зат: қатты, сұйық, газ)
Молекула-кинетикалық теория деп макроскопиялық денелердiң қасиеттерiмен жылулық процестерiне түсiнiк беретiн iлiмдi айтады.
ЗАТ
Атом
Электрон
Заряды теріс,
е = -1,6*
m = 9,1*
Ядро
Молекула
Протон
Нейтрон
Яғни кез-келген дене микробөлшектерден тұрады және оларды молекула деп атайды
Молекулалық-кинетикалық теория (МКТ) негiзi мынадай үш қасиеттен тұрады:
МКТ-ның теңдеулері:
= =
немесе
Заттың берілген көлеміндегі молекула саны N =
Концентрация, бірлік көлемдегі молекулалар саны n =
Қалыпты күйдегі термодинамикалық параметрлер келесі мәндерге тең болады:
p = 1,013·105Па,
VM = 22,4·10-3м3,
T = 273,15K
Термодинамикалық процесс деп жүйенің кез-келген параметрінің өзгерісін айтады.
Жүйенің температурасы – оның бөлшектерінің жылулық қозғалыс қарқынының өлшемі.
Физикада бірнеше температуралық шкала қолданылады.
Мысалы, Кельвин (T) және Цельсий (t) шкалаларындағы температуралар өзара төмендегідей байланысқан.
T = t + 273,15 Газдардың МКТ-ның негізгі теңдеулері немесе Клаузиус теңдеуі деп те аталады.
p = ,
p = , p = p = nkT
Молекула-кинетикалық теорияның негізгі теңдеуі осылай алынған:
p = , мұндағы p – газдың қысымы; n – бірлік көлемдегі газ молекулаларының саны (молекула концентрациясы); – молекулалардың орташа кинетикалық энергиясы.
Молекуланың орташа кинетикалық энергиясы:
< > = kT ,
мұндағы i – молекуланың еркіндік дәреже саны.
Идеал газда молекулалардың өзара әсерлесуінде потенциалды энергиясы ескерілмегендіктен, газдың ішкі энергиясы:
U = RT, Молекуланың еркіндік дәреже саны i-молекулалардың кеңістіктегі орнын анықтайтын тәуелсіз шамалар жиынтығы.
Молекуланың еркіндік дәреже саны - ілгерілемелі, айналмалы және тербелмелі еркіндік дәрежелерінен тұрады:
= + + ,
классикалық физикада тербелмелі еркіндік дәреже ескерілмейді.
Еркіндік дәрежесі бойынша энергияның біркелкі үлестіру заңы - классикалық жүйелерге қолданатын статистиканың негізгі заңдарының бірі.
Жылулық тепе-теңдік жағдайында молекуланың әр еркіндік дәрежесіне kT тең орташа бірдей кинетикалық энергиядан келеді.
Мұндағы, k = 1,38* - Больцман тұрақтысы.
Берілген жағдайдағы атомдардың арасындағы өзара әсерлесу күші елеусіз азболатын газды идеал газ деп атайды.