Молекулалық физика

Мазмұны

Кіріспе

1. Молекула.кинетикалық теорияның негіздері
2. МКТ.ның негізгі теңдеуі. Температура
3. Идеал газ күйінің теңдеуі. Изопроцестер.
4. Булану, конденсация, қайнау. Қаныққан және қанықпаған булар
5. Сұйықтардың қасиеттері. Беттік керілу.
6. Кристаллдық және аморфтық денелер.
7. Деформация

Қолданылған әдебиеттер тізімі
Кіріспе
1. Молекула-кинетикалық теорияның негіздері
Заттың құрылысы молекула-кинетикалық теория бойынша молекулалардан тұрады (латынның «молес» - масса, «молекула» - кішкентай масса). Молекула деп заттың химиялық қасиеттерін сақтайтын ең кішкентай бөлшегін айтады.
Молекула-кинетикалық теория (МКТ) – заттардың молекулалық құрылысына негізделген жылу құбылыстару туралы ілім.
МКТ-ның үш негізі бар:
1) Барлық заттар – сұйық, қатты және газ күйіндегі – кішкентай бөлшектерден – молекулалардан, ал олар атомдардан құралады. Химиялық заттың молекулалары күрделі және жай болып, бір немесе бірнеше атомдардан құралады.
2) Атомдар және молекулалар бейберекет қозғалыста болады.
3) Молекулалар бір-бірімен өзара әсерлеседі. Бөлшектер арасындағы гравитациялық әсерлесу өте аз
МКТ-ның атомдардың бейберекет қозғалуының айқын экспериментальды көрінісі – броундық қозғалыс болып табылады. Броундық бөлшектер молекулалардың бейберекет соғылысуларынан қозғалады. Хаостық қозғалысынан оның соғылысулары модулі және бағыты жағынан ешқашан теңгерілмейді, сондықтан броундық бөлшектің жылдамдығы модулі және бағыты жағынан бейберекет өзгереді.
Броундық қозғалыстың теориясын А. Эйнштейн жасады. Екі молекуланың арасындағы күштер олардың ара қарақашықтығына байланысты. Молекулалар оң және теріс кеңістіктік күрделі структураларға ие болады. Егер молекулалардың арасындағы қашықтық үлкен болса, онда молекула арасындағы тартылыс күштері жеңеді, кішкентай арақашықтықта итеру күштері жеңеді.
Қандай да бір r = r0 арақашықтықта әрекеттесу күші 0-ге айналады. Бұл қашықтықты молекуланың диаметріне алуға болады. r = r0 болғандағы әрекеттесудің потенциалдық энергиясы минималды. r = r0 қашықтығындағы екі молекуланы бір-бірінен ажырату үшін, оларға қосымша E0 энергиясын беру қажет. Бұл E0 саны байланыс энергиясы деп аталады.
Молекулалардың өлшемдері өте кішкентай. Қарапайым бір атомды молекулалардың өлшемі 10–10 м. Молекулалардың бейберекет қозғалысы жылулық қозғалыс деп аталады. Жылулық қозғалыстың кинетикалық энергиясы температураның өсуінен өседі.
Қатты денелерде молекулалар тағайындалған центрлер маңайында бейберекет қозғалыстар жасайды. Бұл центрлер кеңістікте ретсіз (аморфты денелерде) немесе реттелген структураларды құрады (кристалдық денелер).
Ауа молекулаларының орташа қашықтығы 10–8 м, яғни молекулалардың өлшемдерінен үлкен болады. МКТ-да зат мөлшерін бөлшектер санына пропорционал деп санайды. Зат мөлшерінің бірлігі моль деп аталады. Моль – көміртегінің 0,012 кг-да бар молекула санына тең зат мөлшері.
Сонымен, кез келген заттың 1 молінде бірдей бөлшектер саны болады. Бұл санды Авогадро тұрақтысы NA деп атайды.
NA = 6,02•1023 моль–1.
Зат мөлшері бөлшектердің санын N Авогадро санына NA:қатынасымен анықталатын шама:


Бір моль заттың массасын мольдік масса деп атау ұйғарылған. Мольдік масса берілген заттың бір молекуласының массасын Авогадро санына көбейтіндісіне тең.
M = NA • m0.
Мольдік масса кг/моль өлшенеді. Бір атомнан құралған заттар үшін атомдық масса термині қолданылады. Атомдар мен молекулалардың бірлігі ретінде көміртегінің 1/12 массасы алынады. Ол массаның атомдық бірлігі деп аталады.
1 м.а.б. = 1,66•10–27 кг.
Бұл шама протонның немесе нейтронның массасымен сәйкес келеді. Берілген заттың атомының массасының көміртегі атомы массасының 1/12 бөлігіне қатынасын салыстырмалы масса деп атайды.

2. МКТ-ның негізгі теңдеуі. Температура
МКТ қарапайым моделі- идеал газ моделі б.т. МКТ-ның мақсаты – микроскопиялық (масса, жылдамдық, молекулалардың кинетикалық энергиясы) және макроскопиялық параметрлерінің (қысым, газ, температура) арасындағы байланысты анықтау.
Идеал газ моделін қолданып, газдың ыдыстың қабырғасына қысымын есептейік. Молекуланың ыдыстың қабырғасымен әсерлесу процесінде олардың арасында Ньютонның үшінші заңына бағынатын күштер пайда болады. Нәтижесінде ыдысқа перпендикуляр молекула жылдамдығының υx проекциясы таңбасын кері таңбаға ауыстырады, ал қабырғаға параллель жылдамдықтың υy проекциясы өзгеріссіз қалады.
Сондықтан молекула импульсінің өзгеруі 2m0υx тең болады, мұндағы m0 – молекула массасы. Қабырғада S ауданын бөліп алайық. Δt уақыт ішінде осы қабырғамен қабырғаға бағытталған υx жылдамдық проекциясы бар және табанының ауданы S, биіктігі υxΔt цилиндрде болатын барлық молекулалар соғылысады.
Ыдыстың бірлігінде n молекула бар болсын. Онда цилиндрдегі көлемде nSυxΔt молекула бар болады. Бірақ осы санның тек жартысы ғана қабырға жаққа, ал қалған жартысы – қарама-қарсы бағытта қозғалып, қабырғамен соғылыспайды. Сондықтан, S қабырғасы арқылы Δt уақыт ішінде молекула соғылысады. Соғылысқан кезде әрбір молекуланың импульсі 2m0υx,-ға өзгертеді. Ньютонның үшінші заңына сәйкес:
Осы теңдік
тің екі жағын SΔt бөлсек: аламыз, мұндағы p – газдың ыдыс қабырғасына қысымы.
Газ молекулаларының жылдамдықтар модулі бойынша үлестірілуі Максвелл үлестірілуі деп аталады.
Максвелл үлестіруіне тән параметрлер – қисықтың максимумына сәйкес келетін ықтимал жылдамдық υв, орташа квадраттық жылдамдық.
Барлық молекулалар жылдамдықтары сәйкес υx1, υx2, υx3 болатын n1, n2, n3 молекуласы бар бірнеше топқа бөлінсін. Молекулалардың әрқайсы тобы газдың қысымына үлес қосады. Нәтижесінде молекулалардың ыдыс қабырғасына соғылысуы:

Осы өрнектегі қосындыны n-ге бөлсек, онда біз молекулалардың орташа квадраттың жылдамдығын табамыз:

Енді газ қысымының формуласын жазуымызға болады:
Қолданылған әдебиеттер тізімі
1. Аққошқарова Қ., Қойшыбаев Н. Физика. Теория. Есептер мен сұрақтары және оны шешу жолдары. Оқу құралы. – Алматы: Атамұра, 2006. – 336 бет.
2. Қойшыбаев Н., Шарықбаев А.О. Физика. Оқу құралы. 1 том (механика, молекулалық физика және жылу). – Алматы: ҚазмемҒАҒЗИ,2001. – 265 б.
        
        ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫ ҒЫЛЫМ ЖӘНЕ БІЛІМ МИНИСТРЛІГІ
МАТЕМАТИКА, ФИЗИКА ЖӘНЕ ТЕХНОЛОГИЯ ФАКУЛЬТЕТІ
Физика кафедрасы
РЕФЕРАТ
«Молекулалық физика»
Мазмұны
Кіріспе
1. Молекула-кинетикалық теорияның негіздері
2. МКТ-ның негізгі теңдеуі. Температура
3. ... газ ... ... ... ... ... қайнау. Қаныққан және қанықпаған булар
5. Сұйықтардың қасиеттері. Беттік керілу.
6. Кристаллдық және аморфтық денелер.
7. Деформация
Қолданылған әдебиеттер тізімі
Кіріспе
1. Молекула-кинетикалық теорияның негіздері
Заттың ... ... ... бойынша молекулалардан
тұрады (латынның «молес» - масса, «молекула» - ... ... ... ... ... ... ... ең кішкентай бөлшегін айтады.
Молекула-кинетикалық теория (МКТ) – заттардың молекулалық құрылысына
негізделген жылу ... ... ... үш негізі бар:
1) Барлық заттар – сұйық, қатты және газ ......... ал олар ... ... Химиялық заттың
молекулалары күрделі және жай болып, бір ... ... ... ... және молекулалар бейберекет қозғалыста болады.
3) Молекулалар бір-бірімен өзара әсерлеседі. Бөлшектер арасындағы
гравитациялық ... өте ... ... бейберекет қозғалуының айқын экспериментальды
көрінісі – броундық қозғалыс болып ... ... ... ... ... ... ... қозғалысынан
оның соғылысулары модулі және бағыты жағынан ... ... ... бөлшектің жылдамдығы модулі және ... ... ... ... ... А. ... ... Екі молекуланың
арасындағы күштер олардың ара қарақашықтығына байланысты. Молекулалар оң
және теріс ... ... ... ие ... ... ... ... үлкен болса, онда молекула арасындағы
тартылыс күштері жеңеді, кішкентай арақашықтықта итеру күштері жеңеді.
Қандай да бір r = r0 ... ... күші 0-ге ... ... молекуланың диаметріне алуға болады. r = r0 болғандағы
әрекеттесудің потенциалдық ... ... r = r0 ... ... бір-бірінен ажырату үшін, оларға қосымша E0 энергиясын беру
қажет. Бұл E0 саны байланыс энергиясы деп ... ... өте ... ... бір ... өлшемі 10–10 м. Молекулалардың бейберекет қозғалысы жылулық
қозғалыс деп аталады. Жылулық қозғалыстың ... ... ... ... ... молекулалар тағайындалған центрлер маңайында
бейберекет қозғалыстар ... Бұл ... ... ... (аморфты
денелерде) немесе реттелген структураларды құрады (кристалдық денелер).
Ауа молекулаларының орташа қашықтығы 10–8 м, яғни ... ... ... ... зат ... ... ... деп санайды. Зат мөлшерінің бірлігі моль деп аталады. Моль ... 0,012 ... бар ... ... тең зат мөлшері.
Сонымен, кез келген заттың 1 молінде бірдей бөлшектер саны болады.
Бұл санды Авогадро тұрақтысы NA деп ... ... ... ... N ... ... ... шама:
| |
Бір моль заттың массасын мольдік масса деп атау ұйғарылған. Мольдік
масса берілген заттың бір ... ... ... санына
көбейтіндісіне тең.
M = NA · m0.
Мольдік масса кг/моль өлшенеді. Бір ... ... ... ... масса термині қолданылады. Атомдар мен ... ... ... 1/12 ... ... Ол ... атомдық бірлігі деп
аталады.
1 м.а.б.  = 1,66·10–27 кг.
Бұл шама ... ... ... ... ... ... ... атомының массасының көміртегі атомы ... ... ... ... ... деп ... ... негізгі теңдеуі. Температура
МКТ қарапайым моделі- идеал газ моделі б.т. МКТ-ның мақсаты ... ... ... ... ... энергиясы)
және макроскопиялық параметрлерінің (қысым, газ, ... ... ... газ моделін қолданып, газдың ... ... ... ... ... қабырғасымен әсерлесу процесінде олардың
арасында Ньютонның ... ... ... ... пайда болады. Нәтижесінде
ыдысқа перпендикуляр молекула жылдамдығының υx ... ... ... ауыстырады, ал қабырғаға параллель жылдамдықтың υy проекциясы
өзгеріссіз ... ... ... ... 2m0υx тең болады, мұндағы m0 –
молекула массасы. Қабырғада S ауданын бөліп ... Δt ... ... осы
қабырғамен қабырғаға бағытталған υx жылдамдық проекциясы бар және табанының
ауданы S, ... υxΔt ... ... ... ... ... бірлігінде n молекула бар болсын. Онда цилиндрдегі көлемде
nSυxΔt молекула бар болады. Бірақ осы ... тек ... ғана ... ал ... ...... ... қозғалып, қабырғамен
соғылыспайды. Сондықтан, S ... ... Δt ... ... ... соғылысады. Соғылысқан кезде әрбір молекуланың импульсі 2m0υx,-ға
өзгертеді. Ньютонның үшінші заңына сәйкес: ... ... екі ... SΔt бөлсек: ... ... p ... ыдыс ... ... ... жылдамдықтар модулі бойынша үлестірілуі Максвелл
үлестірілуі деп аталады.
Максвелл үлестіруіне тән параметрлер – қисықтың максимумына сәйкес
келетін ықтимал ... υв, ... ... ... ... ... сәйкес υx1, υx2, υx3 болатын n1, n2,
n3 молекуласы бар бірнеше ... ... ... ... тобы
газдың қысымына   үлес қосады. Нәтижесінде молекулалардың ... ... ... қосындыны n-ге бөлсек, онда біз молекулалардың орташа
квадраттың жылдамдығын ... газ ... ... жазуымызға болады:
| |
Жылдамдықтар векторлары үшін барлық бағыттар тең құқылы болғандықтан,
координаттық осьтерге проекциялары квадраттардың ... ... ... ... ... ыдыс қабырғасына түсіретін орташа қысым формуласы:
| ... ... ... ... ... деп ... ... газ қысымы
көлімнің бір бірлігіндегі молекулалардың ілгерімелі қозғалысының орташа
кинетикалық энергиясының үштен екі бөлігіне тең.
Жылулық контакт ... бір ... ... ... энергиясы жылу
мөлшері деп аталады.
Жылулық тепе-теңдік – бұл бір ... ... жылу ... ... ... тұрақты болатын денелер жүйесінің күйі.
Температура – бұл жылулық тепе-теңдікте болатын барлық денелер үшін
бірдей ... ... ... ... үшін ... ғалымы Кельвин 1848 жылы жаңа температуралық шкаланы енгізуді
ұсынды. Цельсий шкаласына қарағанда, бұл шкалада нөлдік нүкте ... ... ... ... ... ... ... |
мұндағы k – Больцман тұрақтысы, ... ... ... ... ... газ ... теңдеуі. Изопроцестер.
Молекулалары бір бірімен және ыдыстың қабырғасымен ... ... газ ... үшін ... газдың қысымын оның
температурасымен және молекулалар ... ... ... ... Бұл ... теңдіктерді қолдана
отырып ... ... ... ... N – ... ... NA – Авогадро тұрақтысы, m – ыдыстағы газдың массасы, M –
газдың ... ... ... Больцман тұрақтысына көбейтіндісін универсал
газ тұрақтысы деп атап, R деп белгілейді: ... ... ... газ ... теңдеуі деп аталады.
1 моль кез келген газ үшін бұл қатынас:
|pV=RT.|
түріне ... ... ... ... ал ... тең ... онда газ қалыпты жағдайда тұр деп
атайды.
Қалыпты жағдайдағы 1 моль кез ... ... ... тұжырым Авогадро заңы деп аталады.
Өзара әсерлеспейтін газдар қоспасы үшін газ ... ... ... ν1, ν2, ν3, ...... ... әрқайсысының зат
мөлшері.
Газдың қысымы, көлемі және ... ... ... ... ХІХ ... ортасында француз физигі Б. ... және оны ... рет ... жазған. Сондықтан газ күйінің
теңдеуі Клапейрон-Менделеев теңдеуі деп аталады. Газ оның күйін ... V ... ... ... ... Егер бұл ... жеткілікті
ақырын жүрсе, онда бұл процесс квазистатикалық деп аталады. Квазистатикалық
процестер күй диаграммасында қандай да бір ... ... ... (p, V немесе T) параметрлерінің біреуі өзгеріссіз болған жағдай
әсіресе ... ... ... ... деп ... ... (T = ... процесс деп тұрақты температурада өтетін квазистатикалық
процесті айтады. Идеал газ ... ... ... температурада газдың
қысымының оның көлеміне көбейтіндісі тұрақты қалатыны шығады:
|pV = cons|
|t. |
(p, V) жазықтығында ... ... ... деп аталатын
p ~ 1 / V түріндегі гиперболалар тобымен ... ... ... ... ... Р. ... (1662) және француз физигі Э.
Мариотт (1676) ... ... ... ... заңы деп ... (p, V) жазықтығындағы изотермалар тобы. T3 > T2 > T1.
Изохорлық процесс (V = const)
Изохорлық ... – бұл ... ... және ... зат ... ... жағдайдағы газдың квазистатикалық процесін айтады. Газ
күйінің теңдеуінен:
| |
(p, T) жазықтығында ... ... ... деп ... ... тобымен кескінделеді (3.2-сурет).
3.2-сурет. (p, T) жазықтығындағы изохорлардың тобы. ... ... ... тәуелділігін тәжірибелік жолмен француз
физигі Ж. Шарль (1787) анықтаған. Сондықтан изохорлық процестік ... заңы деп ... ... процестің теңдеуі
| |
түрінде жазылуы ... ... p0 – ... ... қысымы, сандық мәні (1/273,15) К–1 тең α коэффициенті
қысымның температуралық коэффициенті деп аталады.
Изобарлық ... ... ... деп p қысымы тұрақты болған жағдайдағы
квазистатикалық процесс. ν ... зат ... үшін ... ... ... V0 – 0 °С ... кезіндегі газ көлемі. α коэффициенті
(1/273,15) К–1 тең. Оны ... ... ... температуралық
коэффициенті. (V, T) жазықтығында изобарлық процестер p қысымының әр түрлі
мәндерінде изобара деп аталатын түзу ... ... ... (V, T) жазықтығындағы изобаралар тобы p3 > p2 > p1.
Газ көлемінің температурадан тәуелділігін тәжірибе жүзінде ... Ж. ... ... ... ... ... ... Гей-Люссак
заңы деп аталады.
4. Булану, конденсация, қайнау. ... және ... ... ... зат ... жағдайда әр түрлі агрегаттық күйде – қатты,
сұйық және газ ... ... Бір ... екінші күйге өту фазалық өту деп
аталады. ... және ... ... ... ... ... табылады.
Барлық нақты газдар белгілі ... ... ... Алайда газдың
сұйыққа айналуы күдікті температура деп аталатын Tкүд төмен температурада
ғана ... деп ... ... газ ... ... ... айтады. МКТ
тұрғысынан булану – кинетикалық ... ... ... ... ... бетіндегі молекулалардың ұшып шығу процесі. Бұл ... ... ... энергиялаларының азаюына, яғни сұйықтың
сууына әкеледі.
Конденсация – ... кері ... ... ... ... сұйыққа қайта оралады. Жабық ыдыста сұйық және оның буы ... ... ... ... сұйыққа оралған молекулалар санына тең
болатын динамикалық тепе-теңдік қалпында бола ... яғни ... ... жылдамдықтары бірдей болады. Мұндай жүйені екі фазалы деп
атайды. Өзінің сұйығымен тепе-теңдікте болатын буды ... бу деп ... ... ... ... саны бу ... ... қозғалысының орташа жылдамдығы мен бу ... ... ... ... ... 1 облысы – сұйық,
II облыс – екі фазалы «сұйық + ... бу» ... ІІІ – ... зат, К – ... ... ... ... оның концентрациясы мен температурасымен
анықталатындықтан, берілген заттың қаныққан буының p0 ... ... ғана ... ал ... ... ... ... жазықтығындағы нақты газдың изотермалары, екі фазалы жүйеге сәйкес
келетін горизонталь бөліктері болады ... ... ... ... ... оның қысымы және тығыздығы ... ... ... ... ... ... ... Берілген дене үшін
күдікті температурасына тең Tкүд температурада будың және ... ... ... ... ... пен оның ... будың
арасындағы физикалық өзгешеліктері жойылады. Егер қанықпаған буды T 

Пән: Физика
Жұмыс түрі: Реферат
Көлемі: 11 бет
Бұл жұмыстың бағасы: 400 теңге









Ұқсас жұмыстар
Тақырыб Бет саны
«Молекулалық физика курсы бойынша электрондық қабықша34 бет
Геллан негізінде гидрофильді композициялық материалдарды құру24 бет
Мұнай туралы12 бет
Орта мектептің физика курсында компьютерді пайдалану арқылы идеал газ күйінің теңдеуін және газ заңдарын оқыту28 бет
Отандық шикізат негізіндегі көмірсілтілі реагенттерді қолданып, сазды бұрғылау ерітінділерін модификациялау63 бет
Отандық шикізат негізіндегі көмірсілтілі реагенттерді қолданып, сазды бұрғылау ерітінділерін модификациялау туралы61 бет
Поливинилхлоридті алу технологиясы19 бет
Биофизика6 бет
Ес туралы теориялар8 бет
Полимерлі және төменмолекулалы лигандтармен Cr, Mo, W және Re иондарының комплекстүзу ерекшеліктері41 бет


+ тегін презентациялар
Пәндер
Көмек / Помощь
Арайлым
Біз міндетті түрде жауап береміз!
Мы обязательно ответим!
Жіберу / Отправить


Зарабатывайте вместе с нами

Рахмет!
Хабарлама жіберілді. / Сообщение отправлено.

Сіз үшін аптасына 5 күн жұмыс істейміз.
Жұмыс уақыты 09:00 - 18:00

Мы работаем для Вас 5 дней в неделю.
Время работы 09:00 - 18:00

Email: info@stud.kz

Phone: 777 614 50 20
Жабу / Закрыть

Көмек / Помощь