Çfarë studion fizika molekulare? Në një kurs të fizikës në shkollë

Fizika molekulare- një degë e fizikës në të cilën studiohen vetitë fizike dhe fiziko-kimike të trupave makroskopikë në gjendje të ndryshme grumbullimi, bazuar në konceptet kinetike molekulare të strukturës së tyre. Fizika molekulare bazohet në tre parime kryesore:

• Të gjithë trupat makroskopikë përbëhen nga një numër shumë i madh i grimcave - molekulave (atomeve);
• Molekulat janë në lëvizje të vazhdueshme kaotike (lëvizje termike);
• Molekulat ndërveprojnë me njëra-tjetrën, duke tërhequr në distanca të mëdha dhe duke u zmbrapsur në distanca të shkurtra.

Detyra kryesore e fizikës molekulare është të ndërtojë një pamje fizike të fenomeneve molekulare për të shpjeguar sjelljen e vëzhguar të substancave dhe për të parashikuar fenomene të reja.

Fushat dhe metodat kryesore të kërkimit

Degët e fizikës molekulare janë fizika e gazeve, fizika e lëngjeve, fizika e trupave të ngurtë, si dhe fizika e sistemeve të kondensuara të pazakonta (polimere, kristale të lëngëta, nanogrimca etj.). Ata konsiderojnë: strukturën e materies në gjendje të ndryshme grumbullimi dhe ndryshimet e saj nën ndikimin e faktorëve të jashtëm (presioni, temperatura, fushat elektrike dhe magnetike), sjelljen e materies në kushte ekstreme, proceset e relaksimit, tranzicionet fazore (kondensimi, kristalizimi, etj. avullimi, shkrirja, etj.), dukuritë e transferimit (difuzioni, përçueshmëria termike, viskoziteti), gjendja kritike e materies, dukuritë sipërfaqësore në ndërfaqe.

E zakonshme për të gjitha degët e fizikës molekulare është një qasje teorike e bazuar në përdorimin e metodave kërkimore fenomenologjike (termodinamike) dhe statistikore (molekulare). Edhe pse këto metoda janë cilësisht të ndryshme, ato janë të lidhura ngushtë dhe plotësojnë njëra-tjetrën. Metoda termodinamike bazohet në parimet e termodinamikës, të cilat janë të natyrës së përgjithshme dhe nuk përdorin ide për strukturën molekulare të materies. Qasja kinetike molekulare përfshin shqyrtimin e një modeli specifik molekular të një substance. Pavarësisht dallimeve të jashtme të këtyre metodave, ato janë të ndërlidhura nga brenda, pasi të gjitha përfundimet e marra nga shqyrtimi i modeleve të veçanta molekulare duhet të jenë në përputhje me përfundimet e përgjithshme të termodinamikës.

Historia e fizikës molekulare, rezultatet dhe arritjet kryesore shkencore

Fizika molekulare moderne filloi të zhvillohej në shekullin e 17-të, megjithëse koncepti dhe termi "atom" u ngrit në periudhën antike (Leucippus, shekulli 5 pes, Democritus, rreth 460-370 pes, Epicurus, 341-270 pes). Origjina e teorisë kinetike të gazeve lidhet me emrin e D. Bernoulli (1700-1782). Konceptet atomistike u përdorën nga M.V. Lomonosov (1711-1765). Forma e parë moderne e atomizmit fizik është teoria kinetike e gazeve, autorët e së cilës janë A.K. Kroenig (A.K. Kronig, 1822-1879), R.Yu. Clausius (R.J. Clausius, 1822-1888), D.K. Maxwell (D.K. Maxwell, 1831-1879), L. Boltzmann (1844-1906), J.W. Gibbs (J.W. Gibbs, 1839-1903) gjithashtu hodhi themelet e fizikës statistikore klasike. Mekanika kuantike çoi në krijimin e kinetikës kuantike dhe fizikës statistikore kuantike.

Dëshmitë e drejtpërdrejta të realitetit të ekzistencës së molekulave u morën në fillim të shekullit të 20-të në veprat e J.B. Perrin (J.B. Perrin, 1870-1942) dhe T. Svedberg (Th. Svedberg, 1874-1971), M. Smoluchowski (1872-1917) dhe A. Einstein (1879-1955), të cilët studiuan lëvizjen Brownian të grimcave.

Studimi sasior i lëngjeve filloi me veprat e D. Bernoulli dhe L. Euler (L. Euler, 1707-1783), Ya.D. Van der Waals (J.D. Van der Waals, 1837-1923), P-I.W. Debye (P.I.W.Debye, 1884-1966). Teoria statistikore e lëngjeve u zhvillua nga D.G. Kirkwood (J.G. Kirkwood, 1907-1959), M. Born (1882-1970), G.S. Gjelbër (H.S. Green, 1920-1999), N.N. Bogolyubov (1909-1992), Ya.I. Frenkel (1894-1952).

Zhvillimi i mekanikës kuantike ka bërë të mundur studimin e lëngjeve specifike: metalet e lëngëta, si dhe lëngjet kuantike etj. Metodat numerike në teorinë e lëngjeve filluan të zhvillohen intensivisht që nga viti 1957 dhe aktualisht zënë një vend kryesor në studimin e lëngjeve.

Në zhvillimin e fizikës molekulare të trupave të ngurtë, veprat e O. Bravais (1811-1863), E.S. Fedorov (1853-1919), A. Schonflies (1853-1928), M. Laue (M. Laue, 1879-1960), P. Knipping (1883-1935), W. Friedrich ( W. Friedrich, 1883-1968) , W.G. dhe W.L. Bragg (W.H dhe W.L Bragg, 1862-1942, 1890-1971), Yu.V. Wulff (1863-1925) dhe të tjerët Teoria kuantike e trupave të ngurtë filloi të zhvillohet në vitin 1926.

Fizika e polimereve dhe kristaleve të lëngëta është një degë e fizikës molekulare e lidhur me studimin e komponimeve me peshë të lartë molekulare. Është e lidhur ngushtë me biofizikën dhe fizikën kimike. Nanofizika, si shkenca e objekteve ndërmjet molekulave dhe sistemeve të kondensuar, aktualisht po përjeton lindjen e saj. Në zanafillën e tij qëndronte R. Feynman (1918-1988).

Teoria moderne e ndërveprimeve ndëratomike është ndërtuar mbi bazën e koncepteve kuantike në veprat e M. Born, F. London (F. London, 1900-1954), W. Heitler (1904-1981), etj. Doktrina e ndërmolekulare ndërveprimet fillimisht filluan të zhvillohen në lidhje me studimin e fenomeneve kapilar në veprat klasike të A.K. Clairault (A.C. Clairault, 1713-1765), P.S. Laplace (P.S. Laplace, 1749-1827), T. Young (Th. Young, 1773-1829), S.D. Poisson (S.D. Poisson, 1781-1840), K.F. Gauss (C.F. Gauss, 1777-1855), J.W. Gibbs, I.S. Gromeki (1851-1889) dhe të tjerë, si dhe në veprat e mëvonshme të P.A. Rebinder (1898-1972) dhe B.V. Deryagina (1902-1994). Studimi i drejtpërdrejtë eksperimental i forcave të bashkëveprimit ndërmolekular (ndëratomik) filloi me zhvillimin e metodës së rrezes molekulare nga L. Dunoyer (1880-1963) dhe O. Stern (1888-1969).

Doktrina e tranzicioneve fazore dhe fenomeneve kritike u ngrit pas shfaqjes së veprave të J. Van der Waals, W. Thomson (Kelvin) (W. Thomson, 1824-1907), T. Andrews (1813-1885), D. AND . Mendeleev (1834-1907) dhe të tjerë dhe u zhvillua në veprat e J.W. Gibbs, L.D. Landau (1908-1968), V.L. Ginzburg (1916-2009), etj.

Kërkimet mbi proceset e relaksimit në gazra datojnë që nga veprat e A. Einstein, P.N. Lebedeva (1866-1912), G.O. Kneser (H.O. Kneser, 1898-1973), M.A. Leontovich (1903-1981), L.I. Mandelstam (1879-1944), L.D. Landau, E. Teller (1908-2003), etj.

Fizika molekulare dhe shkencat e ngjashme

Zhvillimi i fizikës molekulare ka çuar në ndarjen e shumë seksioneve të pavarura prej saj (fizika statistikore, kinetika, dinamika e gazit fizik, etj.). Konceptet e fizikës molekulare shërbyen si bazë për shfaqjen e fushave të tilla të shkencës si fizika e metaleve, fizika e gjysmëpërçuesve, fizika e polimerit, fizika e sipërfaqes, fizika e plazmës, nanofizika, teoria e transferimit të nxehtësisë dhe masës, etj.

Me gjithë larminë e objekteve dhe metodave të kërkimit, fizika molekulare është e bashkuar nga një ide e përbashkët, e cila është përshkrimi i vetive makroskopike bazuar në pamjen mikroskopike (atomike-molekulare) të strukturës së saj.

Lexim i rekomanduar

1. Sivukhin D.V. Kursi i përgjithshëm i fizikës, vëll 2, Termodinamika dhe fizika molekulare, M., 1975.

2. Kikoin A.K., Kikoin I.K. Fizika molekulare, botimi i dytë, M., 1976.

3. Girshfelder J., Curtiss Ch., Bird R. Teoria molekulare e gazeve dhe lëngjeve, përkth. nga anglishtja M., 1961.

4. Fortov V.E. (ed). Fizika e gjendjeve ekstreme të materies, koleksion, 2002.

5. Osipov A.I., Sysoev N.N., Uvarov A.V. Fizika molekulare moderne. Gaz jo ekuilibër. Libër mësuesi për lëndën “Fizika molekulare”. M. Fakulteti i Fizikës, Universiteti Shtetëror i Moskës, 2006.

Fizika molekulare- një degë e fizikës që studion vetitë fizike të trupave bazuar në shqyrtimin e strukturës së tyre molekulare. Problemet e fizikës molekulare zgjidhen me metodat e mekanikës statistikore, termodinamikës dhe kinetikës fizike, ato shoqërohen me studimin e lëvizjes dhe bashkëveprimit të grimcave (atomeve, molekulave, joneve) që përbëjnë trupat fizikë.

Histori

Dega e parë e fizikës molekulare që u shfaq ishte teoria kinetike e gazeve. Në procesin e zhvillimit të saj, fizika statistikore klasike u krijua përmes punës së James Clerk Maxwell, Ludwig Boltzmann dhe J. W. Gibbs.

Në teorinë e fenomeneve kapilare filluan të zhvillohen ide sasiore për bashkëveprimin e molekulave (forcat molekulare). Veprat klasike në këtë fushë nga Alexi Claude Clairaut (1743), Pierre-Simon Laplace (1806), Thomas Young (1805), S. D. Poisson, Carl Friedrich Gauss (1830-1831) dhe të tjerë hodhën themelet për teorinë e fenomeneve sipërfaqësore. Ndërveprimet ndërmolekulare janë marrë parasysh nga J. D. van der Waals (1873) kur shpjegohen vetitë fizike të gazeve dhe lëngjeve reale.

Në fillim të shekullit të 20-të, fizika molekulare hyri në një fazë të re zhvillimi. Në veprat e Jean Baptiste Perrin dhe Theodor Swedberg (1906), Marian Smoluchowski dhe Albert Einstein (1904-06), kushtuar lëvizjes Brownian të mikrogrimcave, u morën prova për realitetin e ekzistencës së molekulave.

Duke përdorur metodat e analizës strukturore me rreze X (dhe më pas metodat e difraksionit të elektroneve dhe difraksionit të neutronit), u studiuan struktura e trupave të ngurtë dhe lëngjeve dhe ndryshimet e saj gjatë tranzicionit fazor dhe ndryshimet në temperaturë, presion dhe karakteristika të tjera. Doktrina e ndërveprimeve ndëratomike bazuar në konceptet e mekanikës kuantike u zhvillua në veprat e Max Born, Fritz London dhe Vallière Heitler, si dhe Peter Debye. Teoria e kalimit nga një gjendje grumbullimi në një tjetër, e përshkruar nga van der Waals dhe William Thomson dhe e zhvilluar në veprat e Gibbs (fundi i shekullit të 19-të), Lev Davidovich Landau dhe Max Volmer (1930) dhe pasuesit e tyre, është shndërruar në teoria moderne e formimit të fazës - një degë e rëndësishme e pavarur e fizikës. Kombinimi i metodave statistikore me idetë moderne për strukturën e materies në veprat e Yakov Ilyich Frenkel, Henry Eyring (1935-1936), John Desmond Bernal dhe të tjerë çoi në fizikën molekulare të lëngjeve dhe trupave të ngurtë.

Problemet e shkencës

Gama e çështjeve të mbuluara nga fizika molekulare është shumë e gjerë. Ai shqyrton: strukturën e materies dhe ndryshimet e saj nën ndikimin e faktorëve të jashtëm (presioni, temperatura, fusha elektromagnetike), fenomenet e transferimit (difuzioni, përçueshmëria termike, viskoziteti), ekuilibri fazor dhe proceset e tranzicionit fazor (

një degë e fizikës në të cilën studiohet fizika. vetitë e shenjta të trupave, veçoritë e gjendjeve grumbulluese të materies (të gaztë, të lëngët dhe kristalor) dhe proceset tranzicionet fazore në varësi të strukturës molekulare të trupave, forcave të bashkëveprimit ndërmjet molekulave (atomeve, joneve) dhe natyrës së lëvizjes termike të këtyre grimcave. M. f. të lidhura ngushtë me fizika statistikore, kinetika fizike Dhe termodinamika. Bazuar në teorinë e përgjithshme përfaqësimet e M. f. janë zhvilluar fizika e metaleve, fizika e polimerit, fizika e plazmës, fizika. kimia e sistemeve të shpërndara dhe dukurive sipërfaqësore, fiziko-kimike. mekanika, fizika e dukurive të transportit etj.

• - studion bazë vetitë dhe manifestimet e jetës në nivel molekular...

  Fjalor enciklopedik biologjik

• - formimi i komplekseve midis vargjeve të acidit nukleik si rezultat i ndërveprimit të nukleotideve komplementare. Metoda G.m përdoret për të identifikuar mikroorganizmat...

  Fjalori i mikrobiologjisë

• - një seksion i biologjisë që eksploron vetitë dhe manifestimet themelore të jetës në nivel molekular...

  Fjalori i mikrobiologjisë

• - biologjia molekulare, një shkencë komplekse që studion objektet dhe dukuritë biologjike në nivel molekular. Ajo u ngrit në mesin e shekullit të 20-të. falë futjes së ideve dhe metodave të fizikës, kimisë, matematikës në biologji...

  Fjalor enciklopedik veterinar

• - seksion fizik akustikën, duke përfshirë Ishullin e Shenjtë dhe kinetikën, thonë ata. proceset studiohen në mënyrë akustike. metodat...

  Enciklopedi fizike

• - studion dukuritë e jetës në nivel makromolekulash në strukturat pa qeliza, në viruse, si dhe në qeliza...

  Enciklopedia kimike

• - një shkencë që studion nivelin molekular të organizimit njerëzor - strukturën dhe lidhjet e gjeneve, proteinave, enzimave, hormoneve, si dhe modelet e ndryshueshmërisë së tyre në popullatat njerëzore...

  Antropologjia Fizike. Fjalor shpjegues i ilustruar

• - seksioni kufitar i akustikës dhe fizikës molekulare, në të cilin struktura dhe vetitë e materies studiohen në mënyrë akustike. metodat, dhe gjithashtu studiojnë akustike. gjërat e shenjta në varësi të strukturës së tyre molekulare...
• - një degë e fizikës në të cilën studiohet fizika. vetitë e trupave, tiparet e gjendjeve agregative të trupave dhe proceset e kalimeve fazore në varësi të strukturës molekulare të trupave, forcave të bashkëveprimit midis molekulave dhe natyrës termike ...

  Fjalori i madh enciklopedik politeknik

• - Studimi biologjik i strukturës dhe funksionimit të MOLEKULAVE që përbëjnë organizmat e gjallë...

  Fjalor enciklopedik shkencor dhe teknik

• - ...

  Fjalor Enciklopedik i Nanoteknologjisë

• - shkenca biologjike që studion proceset jetësore të organizmave në nivelin e bashkëveprimit të molekulave individuale, komplekseve molekulare dhe strukturave mbimolekulare.

  Fjalor i madh mjekësor

• - seksioni i G., duke studiuar përcaktimin trashëgues të funksioneve biologjike në nivel molekular...

  Fjalor i madh mjekësor

• - një degë e akustikës fizike në të cilën vetitë e materies dhe kinetika e proceseve molekulare studiohen duke përdorur metoda akustike...
• - një degë e fizikës në të cilën veçoritë fizike të trupave në gjendje të ndryshme grumbullimi studiohen duke marrë parasysh strukturën e tyre mikroskopike...

  Enciklopedia e Madhe Sovjetike

• - emri, numri i sinonimeve: 2 fizika molekulare...

  Fjalor sinonimik

“FIZIKA MOLEKULARE” në libra

EKOLOGJIA MOLEKULARE

EKOLOGJIA MOLEKULARE

EKOLOGJIA MOLEKULARE Në shtyp ka raportime se tregtarët e kafshëve të egra po përpiqen të shesin specie të ndaluara ose produkte të prodhuara nga specie të rrezikuara të kafshëve, nën maskën e tregtimit të mallrave plotësisht të ligjshme

3.10. Fizika e gjysmëpërçuesve dhe fizika bërthamore

autor Gorelik Genadi Efimoviç

3.10. Fizika e gjysmëpërçuesve dhe fizika bërthamore Nga sa është thënë deri më tani për interesat shkencore të M. P. Bronstein, mund të kuptohet se ai vëmendjen e tij kryesore i kushtoi fushave themelore të fizikës. Kjo është e vërtetë, por jo e gjithë e vërteta. Një studiues i vërtetë mund të jetë i mahnitur nga çdo

Fizika molekulare dhe nxehtësia në shekullin e 18-të

Nga libri Kursi në Historinë e Fizikës autor Stepanovich Kudryavtsev Pavel

Fizika molekulare dhe nxehtësia në shekullin e 18-të Nëse mekanika në shekullin e 18-të u bë një fushë e pjekur dhe e përcaktuar mirë e shkencës natyrore, atëherë shkenca e nxehtësisë në thelb hodhi vetëm hapat e saj të parë. Sigurisht, një qasje e re për studimin e fenomeneve termike u shfaq në shekullin e 17-të.

autor Gorelik Genadi Efimoviç

Fizika moderne dhe fizika themelore Para së gjithash, le të zbulojmë thelbin e fizikës së re, e cila e dalloi atë nga fizika e mëparshme. Në fund të fundit, eksperimentet dhe matematika e Galileos nuk shkuan përtej aftësive të Arkimedit, të cilin Galileo nuk e quajti "më hyjnore" për asgjë. Çfarë veshi Galileo?

Fizika moderne dhe fizika themelore

Nga libri Kush e shpiku fizikën moderne? Nga lavjerrësi i Galileos te graviteti kuantik autor Gorelik Genadi Efimoviç

Studimi i vetive fizike të trupave në gjendje të ndryshme grumbullimi bazuar në shqyrtimin e strukturës së tyre molekulare. Në varësi të strukturës molekulare të trupave, forcave të bashkëveprimit ndërmolekular dhe natyrës së lëvizjes termike të grimcave, fizika molekulare studion veçoritë e proceseve të ekuilibrit fazor dhe kalimet fazore të substancave - kristalizimi dhe shkrirja, avullimi dhe kondensimi, etj. , dukuritë e transferimit - difuzioni, përçueshmëria termike, fërkimi i brendshëm, si dhe dukuritë sipërfaqësore në ndërfaqet e fazave të ndryshme.

Degët e fizikës molekulare janë fizika e gjendjes së gaztë të materies, fizika e gjendjes së kondensuar të materies (lëngët dhe trupat e ngurtë), dukuritë fizike në shtresat sipërfaqësore të fazave të ndryshme kontaktuese etj. Nga fizika molekulare, fizika e gjendjes së ngurtë, etj. kimia fizike, biologjia molekulare etj. janë ndarë në seksione të pavarura.

Dega e parë e fizikës molekulare që u shfaq ishte teoria kinetike e gazeve. Në procesin e zhvillimit të saj, u krijua fizika statistikore klasike, e cila, së bashku me metodën termodinamike, formoi bazën për metodat e kërkimit teorik në fizikën molekulare.

Metoda statistikore e përdorur dhe e zhvilluar në fizikën molekulare konsiston në studimin e agregateve të një numri të madh grimcash që marrin pjesë në lëvizjen termike dhe formojnë trupa fizikë në gjendje të ndryshme grumbullimi. Ligjet e sjelljes së koleksioneve të një numri të madh grimcash të studiuara me metoda statistikore quhen ligje statistikore. Aparati matematikor i metodës është teoria e variablave dhe proceseve të rastësishme. Kjo do të thotë, metoda statistikore është një metodë për studimin e sistemeve që përbëhen nga një numër i madh grimcash, dhe duke përdorur modele statistikore dhe vlera mesatare të sasive fizike që karakterizojnë të gjithë grupin e grimcave.

Qasja statistikore është në thelb një teori kinetike molekulare e bazuar në ide të caktuara rreth strukturës së materies. Detyra e mekanikës statistikore është të vendosë ligjet e sjelljes së sistemeve makroskopike që përbëhen nga një numër i madh grimcash, bazuar në ligjet e njohura dinamike të sjelljes së grimcave individuale. Në të njëjtën kohë, mekanika statistikore bën të mundur vendosjen e një lidhjeje midis parametrave makroskopikë të një sistemi të madh dhe vlerave mesatare të sasive mikroskopike që karakterizojnë molekulat individuale. Meqenëse parametrat makroskopikë të një sistemi varen nga lëvizja e molekulave, detyra e fizikës statistikore është të shprehë vetitë e sistemit në tërësi përmes karakteristikave të molekulave individuale.

Metoda termodinamike për studimin e sistemeve që përbëhen nga një numër i madh grimcash ndryshon nga metoda statistikore në atë që funksionon me sasi që karakterizojnë sistemin në tërësi, siç janë, për shembull, temperatura dhe presioni. Metodat termodinamike nuk marrin parasysh proceset që ndodhin në nivel mikro.

Metoda termodinamike për studimin e sistemeve që përbëhen nga një numër i madh elementësh strukturorë bazohet në aplikimin në sisteme të disa parimeve, hipotezave, aksiomave, të cilat janë ose një përgjithësim i përvojës, ose zbatimi i tyre nuk e kundërshton atë. Termodinamika është një teori fenomenologjike e bazuar në një numër të vogël ligjesh të vendosura, siç është ligji i ruajtjes së energjisë. Metoda nuk merr parasysh mikrostrukturën e sistemeve dhe mekanizmin e mikroproceseve që ndodhin në to. Konceptet bazë të termodinamikës paraqiten në bazë të eksperimentit fizik, dhe lidhja midis parametrave të ndryshëm makroskopikë vendoset eksperimentalisht. Prandaj, rezultatet dhe metodat e termodinamikës mund të aplikohen në çdo sistem pa specifikuar detajet e pajisjeve të tyre. Qasja termodinamike bën të mundur zgjidhjen e problemeve specifike pa pasur informacion për vetitë e atomeve ose molekulave.

Bazuar në konceptet e përgjithshme teorike të fizikës molekulare, fusha të tilla të veçanta të shkencës si fizika e metaleve, fizika e polimerit, fizika e plazmës, fizika e kristaleve, mekanika fiziko-kimike, fiziko-kimia e sistemeve disperse dhe fenomeneve sipërfaqësore, dhe teoria e nxehtësisë dhe masës. transferimi është zhvilluar. Pavarësisht nga të gjitha ndryshimet në objekte dhe metodat e kërkimit, ideja themelore e fizikës molekulare është ruajtur - një përshkrim i vetive makroskopike të një substance bazuar në veçoritë e figurës mikroskopike (molekulare) të strukturës së saj.

Arsyetimi eksperimental i dispozitave kryesore të TIK:

Teoria kinetike molekulare- doktrina e strukturës dhe vetive të materies, duke përdorur idenë e ekzistencës së atomeve dhe molekulave si grimcat më të vogla të një substance kimike. MCT bazohet në tre deklarata të provuara rreptësisht eksperimentalisht:

· Materia përbëhet nga grimca - atome dhe molekula, ndërmjet të cilave ka hapësira;

· Këto grimca janë në lëvizje kaotike, shpejtësia e të cilave ndikohet nga temperatura;

· Grimcat ndërveprojnë me njëra-tjetrën.

Fakti që një substancë përbëhet vërtet nga molekula mund të vërtetohet duke përcaktuar përmasat e tyre: Një pikë vaji përhapet mbi sipërfaqen e ujit, duke formuar një shtresë, trashësia e së cilës është e barabartë me diametrin e molekulës. Një rënie me një vëllim prej 1 mm 3 nuk mund të përhapet më shumë se 0.6 m 2:

Ka edhe mënyra të tjera për të vërtetuar ekzistencën e molekulave, por nuk ka nevojë t'i renditni ato: instrumentet moderne (mikroskop elektronik, projektor jonik) ju lejojnë të shihni atome dhe molekula individuale.

Forcat e ndërveprimit molekular. a) bashkëveprimi është me natyrë elektromagnetike; b) forcat me rreze të shkurtër zbulohen në distanca të krahasueshme me madhësinë e molekulave; c) ekziston një distancë e tillë kur forcat e tërheqjes dhe zmbrapsjes janë të barabarta (R 0), nëse R>R 0, atëherë forcat e tërheqjes mbizotërojnë, nëse R

Veprimi i forcave tërheqëse molekulare zbulohet në një eksperiment me cilindrat e plumbit që ngjiten së bashku pas pastrimit të sipërfaqeve të tyre.

Molekulat dhe atomet në të ngurta kryejnë lëkundje të rastësishme në lidhje me pozicionet në të cilat forcat e tërheqjes dhe zmbrapsjes nga atomet fqinje janë të balancuara. NË lëngjeve molekulat jo vetëm që lëkunden rreth pozicionit të ekuilibrit, por bëjnë edhe kërcime nga një pozicion ekuilibër në tjetrin, këto kërcime molekulare janë arsyeja e rrjedhshmërisë së një lëngu, aftësia e tij për të marrë formën e një ene. NË gazrat zakonisht distancat ndërmjet atomeve dhe molekulave janë mesatarisht shumë më të mëdha se madhësitë e molekulave; forcat refuzuese nuk veprojnë në distanca të gjata, kështu që gazrat kompresohen lehtësisht; Praktikisht nuk ka forca tërheqëse midis molekulave të gazit, prandaj gazrat kanë vetinë të zgjerohen pafundësisht.

Masa dhe madhësia e molekulave. Konstantja e Avogadros:

Prandaj, çdo substancë përbëhet nga grimca sasia e substancës konsiderohet të jetë proporcionale me numrin e grimcave. Njësia e sasisë së një lënde është nishan . Nishani e barabartë me sasinë e substancës në një sistem që përmban të njëjtin numër grimcash sa ka atome në 0,012 kg karbon.

Raporti i numrit të molekulave me sasinë e substancës quhet Konstantja e Avogadros:

Konstanta e Avogadros është

. Ai tregon se sa atome ose molekula përmbahen në një mol të një substance.

Sasia e një substance mund të gjendet si raport i numrit të atomeve ose molekulave të substancës me konstanten e Avogadro-s:

Masa molareështë një sasi e barabartë me raportin e masës së një lënde me sasinë e substancës:

Masa molare mund të shprehet në lidhje me masën e molekulës:

Për përcaktimin masat molekulare ju duhet të ndani masën e një substance me numrin e molekulave në të:

Lëvizja Brownian:

Lëvizja Browniane– Lëvizja termike e grimcave të pezulluara në një gaz ose lëng. Botanisti anglez Robert Brown (1773 - 1858) në 1827 zbuloi lëvizjen e rastësishme të grimcave të ngurta të dukshme përmes një mikroskopi në një lëng. Ky fenomen u quajt lëvizje Brownian. Kjo lëvizje nuk ndalet; me rritjen e temperaturës rritet intensiteti i tij. Lëvizja Brownian është rezultat i luhatjeve të presionit (një devijim i dukshëm nga vlera mesatare).

Arsyeja për lëvizjen Brownian të një grimce është se ndikimet e molekulave të lëngshme në grimcë nuk anulojnë njëra-tjetrën.

Gaz ideal:

Në një gaz të rrallë, distanca midis molekulave është shumë herë më e madhe se madhësia e tyre. Në këtë rast, ndërveprimi ndërmjet molekulave është i papërfillshëm dhe energjia kinetike e molekulave është shumë më e madhe se energjia potenciale e bashkëveprimit të tyre.

Për të shpjeguar vetitë e një substance në gjendje të gaztë, në vend të një gazi të vërtetë, përdoret modeli fizik i saj - një gaz ideal. Modeli supozon:

Distanca ndërmjet molekulave është pak më e madhe se diametri i tyre;

Molekulat janë topa elastikë;

Nuk ka forca tërheqëse ndërmjet molekulave;

Kur molekulat përplasen me njëra-tjetrën dhe me muret e enës, veprojnë forcat refuzuese;

Lëvizja e molekulave u bindet ligjeve të mekanikës.

Ekuacioni bazë i MKT të një gazi ideal:

Ekuacioni themelor MKT lejon llogaritjen e presionit të gazit nëse dihet masa e molekulës, vlera mesatare e katrorit të shpejtësisë dhe përqendrimi i molekulave.

Presion ideal i gazit qëndron në faktin se molekulat, kur përplasen me muret e një ene, bashkëveprojnë me to sipas ligjeve të mekanikës si trupa elastikë. Kur një molekulë përplaset me murin e një ene, projeksioni i vektorit të shpejtësisë v x shpejtësisë në boshtin OX, pingul me murin, ndryshon shenjën e tij në të kundërtën, por mbetet konstante në madhësi. Prandaj, si rezultat i përplasjeve të një molekule me një mur, projeksioni i momentit të saj në boshtin OX ndryshon nga mv 1x = -mv x në mv 2x = mv x. Një ndryshim në momentin e një molekule pas përplasjes me një mur shkaktohet nga një forcë F 1 që vepron mbi të nga muri. Ndryshimi në momentin e molekulës është i barabartë me momentin e kësaj force:

Gjatë një përplasjeje, sipas ligjit të tretë të Njutonit, molekula vepron në mur me një forcë F 2, e barabartë në madhësi me forcën F 1 dhe e drejtuar në të kundërt.

Ka shumë molekula, dhe secila prej tyre transferon të njëjtin impuls në mur pas përplasjes. Në një sekondë ato transmetojnë impuls

, ku z është numri i përplasjeve të të gjitha molekulave me murin, i cili është proporcional me përqendrimin e molekulave në gaz, shpejtësinë e molekulave dhe sipërfaqen e murit: . Vetëm gjysma e molekulave lëvizin drejt murit, pjesa tjetër lëviz në drejtim të kundërt: . Pastaj impulsi total transferohet në mur në 1 sekondë: . Sipas ligjit të dytë të Njutonit, ndryshimi në momentin e një trupi për njësi të kohës është i barabartë me forcën që vepron mbi të:

Duke marrë parasysh që jo të gjitha molekulat kanë të njëjtën shpejtësi, forca që vepron në mur do të jetë proporcionale me katrorin mesatar të shpejtësisë. Meqenëse molekulat lëvizin në të gjitha drejtimet, vlerat mesatare të katrorëve të shpejtësive të parashikuara janë të barabarta. Prandaj, katrori mesatar i projeksionit të shpejtësisë është:

; . Atëherë presioni i gazit në murin e anijes është i barabartë me: - ekuacioni bazë i MKT.

Duke treguar vlerën mesatare të energjisë kinetike të lëvizjes përkthimore të molekulave ideale të gazit:

, marrim

Temperatura dhe matja e saj:

Ekuacioni bazë MKT për një gaz ideal vendos një lidhje midis një parametri makroskopik të matur lehtësisht - presionit - dhe parametrave të tillë mikroskopik të gazit si energjia mesatare kinetike dhe përqendrimi molekular. Por duke matur vetëm presionin, ne nuk mund të zbulojmë as energjinë mesatare kinetike të molekulave individuale dhe as përqendrimin e tyre. Rrjedhimisht, për të gjetur parametrat mikroskopikë të një gazi, nevojiten matje të ndonjë sasie tjetër fizike që lidhet me energjinë mesatare kinetike të molekulave. Kjo sasi është temperatura .

Çdo trup makroskopik ose grup trupash makroskopikë, në kushte konstante të jashtme, kalon në mënyrë spontane në një gjendje ekuilibri termik. Ekuilibri termik - Kjo është një gjendje në të cilën të gjithë parametrat makroskopikë mbeten të pandryshuar për aq kohë sa dëshirohet.

Temperatura karakterizon gjendjen e ekuilibrit termik të një sistemi trupash: të gjithë trupat e sistemit që janë në ekuilibër termik me njëri-tjetrin kanë të njëjtën temperaturë. .

Për të matur temperaturën, mund të përdorni ndryshimin në çdo sasi makroskopike në varësi të temperaturës: vëllimi, presioni, rezistenca elektrike, etj.

Më shpesh në praktikë, përdoret varësia e vëllimit të lëngut (merkur ose alkool) nga temperatura. Kur kalibroni një termometri, temperatura e shkrirjes së akullit zakonisht merret si pikë referimi (0); pika e dytë konstante (100) konsiderohet pika e vlimit të ujit në presion normal atmosferik (shkalla Celsius). Meqenëse lëngje të ndryshme zgjerohen ndryshe kur nxehen, shkalla e krijuar në këtë mënyrë do të varet në një farë mase nga vetitë e lëngut në fjalë. Sigurisht, 0 dhe 100°C do të përkojnë për të gjithë termometrat, por 50°C nuk do të përkojnë.

Artikulli i mëparshëm: Sa është shpejtësia e dritës Artikulli vijues: Lëkundjet harmonike Formula e fizikës së frekuencës së lëkundjeve