Будьте внимательны! Проект находится в тестовой эксплуатации!
Играй - Развивайся - Поступай в ТПУ
Физика

2.1.5. Модель идеального газа в МКТ: частицы газа движутся хаотически и не взаимодействуют друг с другом

Рейтинг: 0

Основные положения молекулярно-кинетической теории

Мысль о том, что все тела состоят из мельчайших частиц, высказывалась ещё в глубокой древности. Древнегреческий философ Демокрит учил, что окружающий мир состоит из мельчайших частиц, которые дальше уже нельзя разделить и которые он назвал атомами. Однако учение Демокрита об атомах являлось только гениальной догадкой. В средневековье учение об атомах было забыто. И только в XVII–XVIII вв. мельчайшие частички снова стали упоминаться в трудах Ньютона, Бойля и некоторых других учёных.

Подлинным основателем научной атомистики XVIII в. явился русский учёный М.В. Ломоносов. Им были написаны научные труды «Элементы математической химии», «О нечувствительных физических частичках», «Размышление о причине теплоты и холода». М.В. Ломоносов первым высказал мысль о том, что теплота есть результат движения мельчайших частичек, из которых состоят тела.

Большой вклад в развитие теории о строении вещества внесли английские учёные Джоуль, Дальтон, Максвелл, русские химики Менделеев и Бутлеров, немец Клаузиус, австрийский физик Больцман, польский учёный Смолуховский, француз Перрен и т.д.

Размеры отдельных молекул и атомов крайне малы и крайне малы их массы. Например, масса атома водорода равна 1,66×10–27 кг. Мы как будто лишены возможности непосредственно, с помощью наших органов чувств, убедиться в реальности существования атомов и молекул и их теплового движения. И всё-таки опытные обоснования молекулярно-кинетической теории есть. Одним из них является броуновское движение. Под микроскопом рассматриваются частицы эмульсии. Эмульсия – это смесь измельчённого вещества с жидкостью, в которой это вещество практически не растворяется, пример эмульсии – измельчённая канифоль, смешанная с водой. В воде канифоль практически не растворяется.

В микроскоп видно, что частицы находятся в непрерывном хаотическом движении. Это и есть броуновское движение.

Сначала броуновское движение пытались объяснить сотрясениями фундамента здания, неравномерным нагревом жидкости и т.п. Однако опытная проверка показала несостоятельность всех этих объяснений. И только примерно через 50 лет после открытия броуновского движения было высказано предположение, что движение частиц вызвано тепловым (беспорядочным, хаотическим) движением молекул жидкости.

Частицы канифоли со всех сторон окружены молекулами воды. Молекулы воды находятся в состоянии теплового движения, они с разных сторон ударяют частицы канифоли.

В данный момент времени частица движется в ту сторону, в которую направлена результирующая сила, действующая на частицу со стороны молекул жидкости. В следующий момент времени частица может двигаться в другом направлении, поскольку молекулы воды движутся хаотично. Движение самих молекул воды мы не видим, но мы видим результат этого движения.

Броуновское движение может считаться прямым доказательством реальности существования теплового движения молекул той жидкости, в которой находятся частицы измельчённого вещества.

При изучении физических явлений, происходящих с макроскопическими системами, используется статистический метод. Теория, основанная на статистическом методе исследования физических свойств макросистем и учитывающая систему как совокупность беспорядочно движущихся молекул, называется кинетической (молекулярно-кинетической) теорией.

Время на изучение: 15 минут

Другие материалы по данной теме

  Определение

Распределение Больцмана

Изучить
  Формула

\(j = \frac{{{\rm{d}}N'}}{{{\rm{d}}S \cdot {\rm{d}}t}} = \frac{1}{6}n\left\langle {{v_x}} \right\rangle \)

Изучить