Молекулярно-кинетическая теория (сокращённо МКТ) — теория XIX века, рассматривавшая строение вещества, в основном газов, с точки зрения трёх основных приближенно верных положений:
все тела состоят из частиц, размером которых можно пренебречь: атомов, молекул и ионов;
частицы находятся в непрерывном хаотическом движении (тепловом);
частицы взаимодействуют друг с другом путём абсолютно упругих столкновений.
Основными доказательствами этих положений считались:
Диффузия
Броуновское движение
Изменение агрегатных состояний вещества
В современной (теоретической) физике термин молекулярно-кинетическая теория уже не используется, хотя он встречается в учебниках по курсу общей физики. В современной физике МКТ заменила кинетическая теория, в русскоязычной литературе - физическая кинетика, и статистическая механика. В этих разделах физики изучаются не только молекулярные (атомные или ионные) системы, находящиеся не только в "тепловом" движении, и взаимодействующие не только через абсолютно упругие столкновения.Содержание [убрать]
1 Основное уравнение МКТ
1.1 Вывод основного уравнения МКТ
2 Уравнение среднеквадратичной скорости молекулы
3 См. также
[править]
Основное уравнение МКТ
где k является постоянной Больцмана - отношением газовой постоянной R к числу Авогадро, а i - число степеней свободы молекул.
Основное уравнение МКТ связывает макроскопические параметры (давление, объём, температура) газовой системы с микроскопическими (масса молекул, средняя скорость их движения).
[править]
Вывод основного уравнения МКТ
Пусть имеется кубический сосуд с ребром длиной l и одна частица массой m в нём.
Обозначим скорость движения vx, тогда перед столкновением со стенкой сосуда импульс частицы равен mvx, а после - − mvx, поэтому стенке передается импульс p = 2mvx. Время, через которое частица сталкивается с одной и той же стенкой, равно .
Отсюда следует:
Так как давление , следовательно сила F = p * S
Подставив, получим:
Преобразовав:
Так как рассматривается кубический сосуд с ребром длиной l, то S = l2
Отсюда:
.
Соответственно, и .
Таким образом, для большого числа частиц верно следующее: , аналогично для осей y и z.
Поскольку , то . Это следует из того, что все направления движения молекул в хаотичной среде равновероятны.
Отсюда
или .
Пусть — среднее значение кинетической энергии всех молекул, тогда:
, откуда .
Для одного моля выражение примет вид
[править]
Уравнение среднеквадратичной скорости молекулы
Уравнение среднеквадратичной скорости молекулы легко выводится из основного уравнения МКТ для одного моля газа.
, для 1 моля N = Na, где Na — постоянная Авогадро
Nam = Mr, где Mr — молярная масса газа
Отсюда окончательно
[править]
См. также
Другие работы по теме:
Механика, кинематика, колебания и волны
Равномерное и ускоренное движение. Движение под углом к горизонту. Движение тела, брошенного горизонтально. Сила всемирного тяготения, криволинейное движение. Механика жидкостей и газов, электромагнитные колебания, молекулярно-кинетическая теория.
Термоядерный синтез - энергия будущего
Text Text Более глубокое исследование проблем ТУС Более глубокое исследование проблем ТУС Улучшить параметры плазмы и устранить ее неустойчивости Закончить стройку ИТЭР во Франции Graphics
Кинетическая энергия
ЭНЕРГИЯ. Цель урока: учащиеся должны знать понятие энергии, кинетической энергии и единицы ее измерения. Тип урока: комбинированный. План изучения нового материала.
Кинетическая и потенциальная энергия
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ МОСКОВСКОЙ ОБЛАСТИ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОБЛАСТНОЙ ГУМАНИТАРНЫЙ ИНСТИТУТ
Кинетическая и потенциальная энергия 2
Кинетическая энергия — энергия механической системы, зависящая от скоростей движения её точек. Часто выделяют кинетическую энергию поступательного и вращательного движения. Единица измерения в системе СИ — Джоуль. Более строго, кинетическая энергия есть разность между полной энергией системы и её энергией покоя; таким образом, кинетическая энергия — часть полной энергии, обусловленная движением.
Законы сохранения энергии и момента импульса
СОДЕРЖАНИЕ Раздел 1. Краткие сведения теоретического характера Раздел 2. Расчетная часть Раздел 1. Краткие сведения теоретического характера ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ЭНЕРГИИ И МОМЕНТА ИМПУЛЬСА
Основная задача механики
Решение задачи на нахождение скорости тела в заданный момент времени, на заданном пройденном пути. Теорема об изменении кинетической энергии системы. Определение скорости и ускорения точки по уравнениям ее движения. Определение реакций опор твердого тела.
Изучение упругого и неупругого ударов шаров
Изучение законов сохранения импульса и механической энергии на примере ударного взаимодействия двух шаров. Определение средней силы удара, коэффициента восстановления скорости и энергии деформации шаров. Абсолютно упругий, неупругий удар, элементы теории.
Краткий справочник по физике.
Гридасов А.Ю. Новосибирск 1997г. Файл содержит формулы из курса физики, которые будут полезны учащимся старших классов школ и младших курсов вузов. Все формулы изложены в компактном виде с небольшими комментариями. Файл также содержит полезные константы и прочую информацию.
Фотоэффект
-испускание электронов телами под действием света, который был открыт в 1887 г. Герценом. В 1888 Гальвакс показал, что при облучении ультрафиолетовым светом электрически нейтральной металлической пластинки последняя приобретает положительный заряд. В этом же году Столетев создал первый фотоэлемент и применил его на практике, потом он установил прямую пропорциональность силы фототока интенсивности падающего света.
Физические основы явления выстрела
В некотором приближении поведение пороховых газов можно описать с помощью уравнения Менделеева Клапейрона. Это позволяет качественно проанализировать явление выстрела и построить графики зависимости давления газа
Наука в серебряном веке
Экспериментальная Школа-Лицей №1 при КГУ Наука в серебряном веке. Доклад выполнил Ученик 10 А Акмалов Ренат Казань – 1999 г. Начало XX века было периодом быстрого роста техники, хотя и неодинакового в различных отраслях.
Молекулярно кинетическая теория
ОГЛАВЛЕНИЕ 1) Основные положения молекулярно-кинетической теории, ее опытные обоснования 2 2) Размеры молекул 6 3) Микро- и макропараметры системы 7
Закон сохранения энергии в механике
Лабораторная работа № 2а ПРОВЕРКА ЗАКОНА СОХРАНЕНИЯ ЭНЕРГИИ В МЕХАНИКЕ. Основы метода Система тел, на которую не действуют внешние силы, называется замкнутой. В замкнутой системе учитываются только внутренние силы, т.е. силы взаимодействия между входящими в эту систему телами.
Основные формулы молекулярно–кинетической теории
Молекулы идеального газа и скорости их движения. Упрyгoe стoлкнoвeниe мoлeкyлы сo стeнкoй. Опрeдeлeниe числа стoлкнoвeний мoлeкyл с плoщадкoй. Распрeдeлeниe мoлeкyл пo скoрoстям. Вывод формул для давления и энергии. Формула энергии идеального газа.
Действие физических сил на конструкцию
Определение реакций опор составной конструкции по системе двух тел. Способы интегрирования дифференциальных уравнений. Определение реакций опор твердого тела. Применение теоремы об изменении кинетической энергии к изучению движения механической системы.
Тепловые явления в природе и в жизни человека
Доклад на тему: «Тепловые явления в природе и в жизни человека» Выполнила ученица 8 «А» класса Карибова А.В. Армавир, 2010 Вокруг нас происходят явления, внешне весьма косвенно связанные с механическим движением. Это явления, наблюдаемые при изменении температуры тел или при переходе их из одного состояния (например, жидкого) в другое (твердое либо газообразное).
Развитие представлений о природе тепловых явлений и свойств макросистем
Вокруг нас происходят явления, внешне весьма косвенно связанные с механическим движением. Это явления, наблюдаемые при изменении температуры тел, представляющих собой макросистемы, или при переходе их из одного состояния (например, жидкого) в другое (твердое либо газообразное). Такие явления называются тепловыми.
Молекулярная физика
Постоянная Авогадро, Броуновское движение, идеальный газ, температура и ее измерение.
Об электропроводности металлов
Данная гипотеза состоит в том, что причиной электрического сопротивления металлов является не соударение электронов с ионами кристаллической решетки металла, а потери на излучение.
Молекулярно-кинетическая теория
Основные положения теории. Изменение агрегатного состояния вещества. Молекулярно-кинетическая теория идеальных газов. Экспериментальные газовые законы. Температура - мера средней кинетической энергии.
Интерпретация фотоэффекта
Наиболее приемлемая интерпретация экспериментальных зависимостей фотоэффекта была предложена А. Эйнштейном в 1905 году, за что он получил Нобелевскую премию.
Биография М.В. Ломоносова 3
Михаил Васильевич Ломоносов Михаил Васильевич Ломоносов Михаи́л Васи́льевич Ломоно́сов (8 (19) ноября 1711, деревня Мишанинская[3][4][5], Россия — 4 (15) апреля 1765, Санкт-Петербург, Российская империя) — первый русский учёный-естествоиспытатель мирового значения, энциклопедист, химик и физик; он вошёл в науку как первый химик, который дал физической химии определение, весьма близкое к современному, и предначертал обширную программу физико-химических исследований[6][7][8][9]; его молекулярно-кинетическая теория тепла во многом предвосхитила современное представление о строении материи, — многие фундаментальные законы, в числе которых одно из начал термодинамики[5][10]; заложил основы науки о стекле.
Анализ качества дискретных систем управления
Реферат Предмет: Теория автоматического управления Тема: Анализ качества дискретных систем управления Методы определения качества дискретных систем автоматического управления аналогичны методам определения качества непрерывных систем с учетом некоторых особенностей.
Голубянка икар
План Введение 1 Биология 2 Кормовые растения 3 Время лёта 4 Место обитания 5 Ареал 6 Замечания по систематике Список литературы Введение Голубянка икар[1] (лат. Polyommatus icarus) — дневная бабочка из семейства голубянок.
Жизненный путь Михаила Васильевича Ломоносова
Ранние годы жизни М. Ломоносова, путешествие в Москву, учеба в славяно-греко-латинской академии. Научная деятельность: молекулярно-кинетическая теория тепла, астрономия, оптика, механика и приборостроение, металлургия, горное дело, геология и география.
Точность систем автоматического управления
Порядок оценки точности системы автоматического управления по величине установившейся ошибки при типовых воздействиях, механизм ее повышения. Разновидности ошибок и методика их вычисления. Определение ошибок по виду частотных характеристик системы.
Точность систем автоматического управления
1. Точность САУ Точность САУ оценивается в установившемся режиме по величине установившейся ошибки при типовых воздействиях. При анализе точности систем рассматривается установившийся режим, так как текущее значение ошибки резко меняется вследствие наличия переходных процессов и не может быть мерой точности.
Жизнь
Игра "Жизнь": устойчивые и осциллирующие формы "жизни" и определение минимальных и максимальных процентов первоначального заселения. Анализ соответствия и несоответствия между игрой "Жизнь" и реальными процессами развития жизни на нашей планете.
