Презентация на тему: Молекулярная физика и термодинамика.

Молекулярная физика

Молекулярная физика Основы мкт Температура и энергия теплового движения молекул Уравнение состояния идеального газа Взаимные превращения жидкостей и газов Твердые тела Основы термодинамики

Основы мкт Молекулярно-кинетическая теория Масса и размеры молекул Количество вещества Строение газов, жидкостей и твердых тел Идеальный газ Среднее значение квадрата скорости молекул Основное уравнение мкт

Температура и энергия теплового движения молекул Температура и тепловое равновесие Определение температуры Температура – мера средней кинетической энергии молекул Скорости молекул

Уравнение состояния идеального газа Уравнение Менделеева-Клапейрона Газовые законы Изотермический процесс Изобарный процесс Изохорный процесс

Взаимные превращения жидкостей и газов Насыщенный пар Испарение и кипение Влажность воздуха Измерение влажности

Твердые тела Закон Гука Кристаллические тела Аморфные тела

Основы термодинамики Внутренняя энергия Работа в термодинамике Количество теплоты Первый закон термодинамики и его применение к различным процессам Тепловые двигатели

МКТ объясняет свойства макроскопических тел и тепловых процессов, на основе представлений о том, что все тела состоят из отдельных, беспорядочно движущихся частиц. МКТ объясняет свойства макроскопических тел и тепловых процессов, на основе представлений о том, что все тела состоят из отдельных, беспорядочно движущихся частиц. Макроскопические тела – тела, состоящие из большого количества частиц. Микроскопические тела – тела, состоящие из малого количества частиц.

Вещество состоит из частиц Вещество состоит из частиц Частицы непрерывно и хаотически движутся Частицы взаимодействуют друг с другом

1827 г. 1827 г. Роберт Броун

Причина броуновского движения состоит в том, что удары молекул жидкости о частицу не компенсируют друг друга. Причина броуновского движения состоит в том, что удары молекул жидкости о частицу не компенсируют друг друга. 1905 г. Альберт Эйнштейн.

Таблица Свойства газов, жидкостей и твердых тел

Твердые тела сохраняют объем и форму. Твердые тела сохраняют объем и форму.

Жидкости сохраняют объем и принимают форму сосуда. Жидкости сохраняют объем и принимают форму сосуда. Обладают текучестью.

Газы не имеют формы, занимают весь предоставленный объем. Газы не имеют формы, занимают весь предоставленный объем.

Частицы расположены в строгом порядке вплотную друг к другу. Частицы расположены в строгом порядке вплотную друг к другу. Кристаллическая решетка.

Частицы расположены вплотную друг к другу, образуют только ближний порядок. Частицы расположены вплотную друг к другу, образуют только ближний порядок.

Частицы расположены на значительных расстояниях (расстояния между частицами во много раз больше размеров самих частиц). Частицы расположены на значительных расстояниях (расстояния между частицами во много раз больше размеров самих частиц).

Частицы совершают колебательные движения около положения равновесия Частицы совершают колебательные движения около положения равновесия Силы притяжения и отталкивания значительны

Частицы совершают колебательные движения около положения равновесия, изредка совершая скачки на новое место Частицы совершают колебательные движения около положения равновесия, изредка совершая скачки на новое место Силы притяжения и отталкивания значительны

Частицы свободно перемещаются по всему объему, двигаясь поступательно Частицы свободно перемещаются по всему объему, двигаясь поступательно Силы притяжения почти отсутствуют, силы отталкивания проявляются при соударениях

Идеальный газ – это газ, в котором Идеальный газ – это газ, в котором Частицы – материальные точки Частицы взаимодействуют только при соударениях Удары абсолютно упругие

Скорость – величина векторная, поэтому средняя скорость движения частиц в газе равна нулю. Скорость – величина векторная, поэтому средняя скорость движения частиц в газе равна нулю.

Макроскопические параметры (макропараметры) – величины, характеризующие состояние макроскопических тел без учета молекулярного строения. (V, p, t ). Макроскопические параметры (макропараметры) – величины, характеризующие состояние макроскопических тел без учета молекулярного строения. (V, p, t ). Тепловым равновесием называют такое состояние, при котором все макроскопические параметры всех тел системы остаются неизменными сколь угодно долго.

Любое макроскопическое тело или группа макроскопических тел при неизменных внешних условиях самопроизвольно переходит в состояние теплового равновесия. Любое макроскопическое тело или группа макроскопических тел при неизменных внешних условиях самопроизвольно переходит в состояние теплового равновесия. Все тела системы, находящиеся друг с другом в тепловом равновесии имеют одну и ту же температуру.

Термометр – прибор для измерения температуры тела. Термометр – прибор для измерения температуры тела. Термометр входит в состояние теплового равновесия с исследуемым телом и показывает свою температуру.

Основная деталь термометра – термометрическое тело, то есть тело, макропараметры которого изменяются при изменении температуры. (Например, в ртутных термометрах термометрическим телом является ртуть – при изменении температуры изменяется ее объем.) Основная деталь термометра – термометрическое тело, то есть тело, макропараметры которого изменяются при изменении температуры. (Например, в ртутных термометрах термометрическим телом является ртуть – при изменении температуры изменяется ее объем.)

Изобретателем термометра является Галилео Галилей (ок. 1600 г.) Изобретателем термометра является Галилео Галилей (ок. 1600 г.) Термометрическим телом в его термометре являлся газ – при повышении температуры его объем увеличивался, вытесняя жидкость. Недостатком термометра Галилея являлось отсутствие температурной шкалы.

Изопроцессы Изотермический процесс Изобарный процесс Изохорный процесс

Процесс, происходящий с газом неизменной массы при постоянной температуре называется изотермическим. Процесс, происходящий с газом неизменной массы при постоянной температуре называется изотермическим. Изотермический процесс описывается законом Бойля – Мариотта (конец 17 века):

Процесс, происходящий с газом неизменной массы при постоянном давлении называется изобарным. Процесс, происходящий с газом неизменной массы при постоянном давлении называется изобарным. Изобарный процесс описывается законом Гей-Люссака (1802 г.):

Процесс, происходящий с газом неизменной массы при постоянном объеме называется изохорным. Процесс, происходящий с газом неизменной массы при постоянном объеме называется изохорным. Изохорный процесс описывается законом Шарля (1787 г.):

Измерение влажности Приборы для измерения влажности: Психрометр Гигрометр

Нет строгого порядка в расположении атомов. Нет строгого порядка в расположении атомов. Все аморфные тела изотропны, т.е их физические свойства одинаковы по всем направлениям. Аморфные тела не имеют определенной температуры плавления. При внешних воздействиях аморфные тела обнаруживают одновременно упругие свойства, подобно твердым телам, и текучесть, подобно жидкости.

Внутренняя энергия макроскопического тела равна сумме кинетических энергий беспорядочного движения всех молекул (или атомов) тела и потенциальных энергий взаимодействий всех молекул друг с другом (но не с молекулами других тел). Внутренняя энергия макроскопического тела равна сумме кинетических энергий беспорядочного движения всех молекул (или атомов) тела и потенциальных энергий взаимодействий всех молекул друг с другом (но не с молекулами других тел).

Внутренняя энергия Способы изменения внутренней энергии: Передача теплоты Совершение работы

Если процесс не изобарный, используется графический метод: работа равна площади фигуры под графиком процесса в осях pV. Если процесс не изобарный, используется графический метод: работа равна площади фигуры под графиком процесса в осях pV. Работа газа считается положительной, если объем газа увеличивается и отрицательной, если объем газа уменьшается.

Количество теплоты – это энергия полученная или отданная телом в процессе теплопередачи. Количество теплоты – это энергия полученная или отданная телом в процессе теплопередачи. Виды теплопередачи: Теплопроводность Конвекция излучение

Применение первого закона термодинамики к различным процессам Изотермический процесс Изобарный процесс Изохорный процесс Адиабатный процесс

Тепловые двигатели Тепловые двигатели – механизмы, преобразующие внутреннюю энергию топлива в механическую энергию. Основные детали: нагреватель, холодильник и рабочее тело. В качестве рабочего тела в т.д. выступает газ.

Идеальный тепловой двигатель – двигатель, работающий по циклу Карно. (Цикл Карно состоит из двух изотерм и двух адиабат). Идеальный тепловой двигатель – двигатель, работающий по циклу Карно. (Цикл Карно состоит из двух изотерм и двух адиабат). 1824 г. французкий инженер Сади Карно опубликовал работу под названием «Размышления о движущей силе огня и о машинах, способных развивать эту силу».