В этом материале подробно разбираем тему «Молекулярная физика: основные сведения и главные формулы»: основные понятия, подходы и примеры.

Основное положение

Молекулярная физика – это раздел физики, который изучает свойства вещества на основе его молекулярного строения.

Молекулярно-кинетическая теория – это учение о свойствах и строении вещества, которое основывается на преставлении о существовании молекул и атомов как самых мелких частиц химического вещества. В основе данной теории лежат три главных положения:

  1. Все вещества – твердые, жидкие и газообразные образованы из мелких частиц – молекул, которые, в свою очередь, состоят из атомов. Молекулы в химическом веществе могут быть сложными и простыми, а также могут состоять из одного атома или соединения нескольких атомов. Атомы и молекулы – это электрически нейтральные частицы. Они при определенных условиях приобретают дополнительный электрический заряд, и трансформируется в отрицательные или положительные ионы.
  2. Молекулы и атомы постоянно находятся в непрерывном взаимодействии и хаотическом движении. Скорость такого движения зависит от температуры, а характер – от агрегатного состояния определенного вещества.
  3. Частицы постоянно взаимодействуют друг с другом при помощи сил, которые имеют электрическую природу. Между частицами гравитационное воздействие пренебрежимо мало.

Определение 3

Молекулы характеризуются очень малыми размерами. Тепловым движением называется беспорядочное хаотическое передвижение молекул. С увеличением температуры возрастает кинетическая энергия теплового движения. Когда температура понижается, то молекулы конденсируются в твердое или жидкое вещество. Как только температура повышается, то кинетическая энергия молекулы увеличивается. Молекулы разлетаются и образуют газообразное вещество.

Молекулы в твердых телах образуют хаотические колебания около фиксированных центров, что являются положениями равновесия. Эти центры могут располагаться в пространстве нерегулярным образом, тогда они становятся аморфными телами, или же формируют упорядоченные объемные структуры (кристаллические тела).

Молекулы жидкостей имеют большую свободу для теплового движения. Они не привязываются к определенным центрам и с легкостью перемещаются по всему объему жидкости. Именно поэтому жидкости текучи.

Расстояние между молекулами в газах больше их размеров. Между молекулами силы взаимодействия малы, поэтому каждая из них движется по прямой линии до очередного столкновения со стенкой сосуда или с другой молекулой. Из-за слабого взаимодействия между молекулами газы имеют способность расширяться и заполнять собой весь объем сосуда.

Определение 4

Количество вещества в молекулярно-кинетической теории принято считать пропорциональным количеству частиц. В качестве единицы вещества выступает моль.

Моль – это количество вещества, который содержит столько же молекул, сколько содержится их в 0,012 кг углерода. В молекуле углерода находится только один атом. Поэтому в одном моле любого вещества содержится одинаковое количество молекул (постоянная Авогадро).

Постоянная Авогадро является оной из важнейших постоянных молекулярно-кинетической теории. Количество вещества можно определить из соотношения числа молекул вещества $N$ к постоянной Авогадро $N_A$, или же, как отношение массы к молярной массе:

$ \nu = \frac {m}{M} = \frac {N}{N_A}$

Масса одного моля называется молярной массой. Молярная масса – это произведение массы одной молекулы конкретного вещества на постоянную Авогадро. Для тех веществ, молекулы которых состоят только из одного атома, используют атомную массу:

$m_0 = \frac {m}{N} = \frac {M}{N_A}$, где:

  • $m_0$ - масса одной частицы вещества;
  • $M$ - молярная масса;
  • $N_A$ - число Авогадро;
  • $N$ - число частиц вещества.

Кроме этого используется концентрация вещества: $n = \frac {N}{V}$

Стоит отметить, что плотность, масса и объем тела связываются следующей формулой: $m = \rho V$

Если речь идет о смеси веществ, то используют молярную массу и среднюю плотность вещества. Так же, как и при вычислении средней скорости неравномерного движения, данные величины определяются полными массами смеси:

$\rho = \frac {M_{полн}}{V_{полн}}$

$M = \frac {m_{полн}}{v_{полн}}$

Полное количество вещества всегда приравнивается сумме количеств веществ, что входят в смесь, а с объемом нужно быть аккуратнее. Объем смеси не приравнивается сумме объемов газов, которые входят в смесь.



Классическая механика использует понятие абсолютной скорости точки. Она определяется как сумма векторов относительной и переносной скоростей этой точки. Подобное равенство содержит утверждение теоремы о сложении скоростей. Принято представлять, что скорость движения определенного тела в неподвижной системе отсчета является равной векторной сумме скорости такого же физического тела относительно подвижной системе отсчета. В этих координатах находится непосредственно тело.

сложения скоростей. ">

Рисунок 1. Классический закон сложения скоростей.



Заключение

Мы разобрали основные положения темы «Молекулярная физика: основные сведения и главные формулы». Если остались вопросы, напишите нам — поможем разобраться и подскажем, с чего продолжить.

Частые вопросы

Что важно знать по теме «Молекулярная физика: основные сведения и главные формулы»?

В материале собраны ключевые определения и подходы по теме «Молекулярная физика: основные сведения и главные формулы». Начните с основного раздела, затем перейдите к выводам и примерам.

Какие основные положения раскрыты в статье?

Статья последовательно раскрывает тему «Молекулярная физика: основные сведения и главные формулы»: от базовых понятий до практических примеров. Используйте её как опору для подготовки.

Как использовать материал в учёбе?

Материал пригодится для подготовки к занятиям, написания работ и повторения темы «Молекулярная физика: основные сведения и главные формулы». Сохраните ключевые тезисы и примеры.

Куда обратиться, если остались вопросы?

Если после статьи остались вопросы по теме «Молекулярная физика: основные сведения и главные формулы», задайте их экспертам Учись.RU — мы поможем разобраться.