Урок № 108 Повторення розділу 2 «Молекулярна фізика та термодинаміка»
§ 32 - 47
ФІЗИКА 10 (рівень стандарту), автор Сиротюк В. Д., 2018 рік.
Молекулярна фізика — це розділ фізики, який вивчає фізичні властивості речовини в різних агрегатних станах на основі її молекулярної будови.
Молекулярно-кінетичною теорією (МКТ) називають вчення, яке пояснює будову та властивості речовини на основі закономірностей руху і взаємодії частинок, з яких складаються тіла.
Атом — найменша хімічно неподільна, електрично нейтральна частинка матерії, що складається з позитивно зарядженого ядра й негативно заряджених електронів.
Йон — електронодефіцитний або електрононадлишковий атом чи група атомів.
Молекула — здатна до самостійного існування, електрично нейтральна частинка речовини, що має притаманні їй основні хімічні властивості, які визначаються її складом та будовою.
Один моль — така кількість речовини, що містить стільки ж структурних елементів будь-якої речовини, скільки міститься атомів у 12 г ізотопу Карбону (С12).
Кількістю речовини називають відношення кількості молекул у певному тілі до сталої Авогадро. Одиницею її виміру є моль . Молярною масою називають масу речовини, взятої в кількості одного моля .
1. Будь-які речовини мають дискретну будову. Вони складаються з молекул або атомів, йонів. 2. Частинки перебувають у стані безперервного хаотичного (невпорядкованого) руху, що називається тепловим і загалом є сукупністю поступального, обертального й коливального рухів. 3. Частинки взаємодіють одна з одною і з силами електромагнітної природи. Якщо відстань між молекулами становить два — три діаметри однієї молекули, вони притягуються, а менше одного діаметра — відштовхуються. Сили притягання й відштовхування між молекулами діють постійно і одночасно.
Нанотехнології — технології розроблення продуктів і компонентів, розмір яких не перевищує 100 нанометрів (один нанометр дорівнює мільярдній частині метра: 1 нм = 1·10–9 м).
Дифузія (від лат. diffusio — розливання) — процес взаємного проникнення молекул або атомів однієї речовини у проміжки поміж молекулами або атомами іншої, що зазвичай зумовлює вирівнювання їх концентрацій в усьому займаному об’ємі.
Дифузію, що здійснюється через напівпроникні перетинки, називають осмосом.
Броунівський рух — тепловий рух частинок, завислих у рідині або газі.
Ідеальний газ — газ, у якому молекули можна вважати матеріальними точками, які майже не взаємодіють між собою.
Температура — фізична величина, що характеризує тепловий стан системи, й є мірою інтенсивності хаотичного руху молекул в макроскопічному тілі.
Стала Больцмана — це фундаментальна фізична величина, яка чисельно дорівнює зміні кінетичної енергії однієї молекули ідеального газу зі зміною його температури на 1 К.
Абсолютна температура — фізична скалярна величина, яка визначається середньою кінетичною енергією хаотичного поступального руху молекул.
Рівняння стану ідеального газу — рівняння, що встановлює зв’язок між його макроскопічними параметрами — p V T .
Процес зміни стану термодинамічної системи за постійної температури називають ізотермічним (m = const, M = const, T = const).
Для ідеального газу певної маси (незмінної кількості речовини) за постійної температури тиск газу добуток тиску на об’єм лишається не змінним.
Ізобарним (від грец. барос — вага) є процес, який відбувається за постійного тиску (m = const , M = const , p = const ).
Для ідеального газу певної маси за постійного тиску відношення його об’єму до температури залишається незмінним.
Ізохорним процесом (від грец. хорема — місткість) є процес зміни стану термодинамічної системи за постійного об’єму (m = const, M = const, V = const).
Для ідеального газу певної маси (незмінної кількості речовини) за постійного об’єму відношення тиску газу до його температури лишається незмінним
Явище переходу рідини в пару називають пароутворенням.
Випаровування — пароутворення, що здійснюється за будьякої температури з вільної поверхні рідини.
Процес переходу молекул з пари в рідину називають конденсацією.
Динамічною рівновагою називають стан, за якого кількість молекул, що переходять з рідини в пару, дорівнює кількості молекул, що переходять з пари в рідину.
Пару, що перебуває в динамічній рівновазі зі своєю рідиною, називають насиченою. Якщо ж процес пароутворення переважає над конденсацією, то пара є ненасиченою.
Відносна вологість повітря — фізична величина, яка показує, на скільки водяна пара, що міститься в повітрі, наближається до насичення і дорівнює відношенню абсолютної вологості (або парціального тиску водяної пари р) до густини (або тиску ро) насиченої водяної пари при тій же температурі, виражається у відсотках.
Силою поверхневого натягу називають силу, яка діє вздовж поверхні рідини перпендикулярно до лінії, що обмежує цю поверхню, і прагне скоротити її до мінімуму.
Коефіцієнт поверхневого натягу σ дорівнює відношенню сили поверхневого натягу Fн до довжини лінії l, що обмежує поверхню розділу .
Кристали — тіла, в яких атоми або молекули розміщені впорядковано і утворюють періодично повторювану внутрішню структуру (дальній порядок).
Механічна напруга σ визначається відношенням модуля сили пружності до площі поперечного перерізу S тіла.
Величина, яка характеризує здатність матеріалів протидіяти деформації одностороннього розтягування (стискання), називається модулем Юнга (модулем пружності) (Е), що дорівнює відношенню механічної напруги σ до відносного видовження ε, спричиненого цією напругою у напрямку її дії.
Кількість теплоти (Q) — фізична величина, яка показує скільки енергії, передано в процесі теплообміну від одного макроскопічного тіла до іншого без виконання роботи.
Універсальна газова стала R чисельно дорівнює роботі ізобарного розширення одного моля ідеального газу під час нагрівання його на 1 K.
Закон збереження і перетворення енергії, поширений на теплові явища, називають першим законом термодинаміки.
Адіабатний процес — процес, що відбувається без теплообміну з навколишнім середовищем.
Неможливо перевести теплоту від більш холодної системи до більш гарячої, якщо не відбувається інших одночасних змін в обох системах або тілах, які їх оточують.
Теплові двигуни — пристрої, які перетворюють внутрішню енергію в механічну роботу.
Ефективність дії холодильної машини визначається холодильним коефіцієнтом, який вимірюється відношенням теплоти, відведеної в оборотному циклі від робочого тіла, до виконаної зовнішньої роботи.