Методические указания к лабораторным занятиямпо дисциплине «Молекулярная физика» для студентов специальности «5В011000, 5В060400-физика»

1. Ознакомление с экспериментальной установкой.

2. Выполнение лабораторной работы.

3. Проанализировать результат.

4. Проведение расчетов, оформление отчета и защита лабораторной работы
Краткие сведение из теории

Основные положения молекулярно-кинетической теории заключается в следующем: вещества состоят из молекул атомов, которые находятся в непрерывном хаотическом движении. Между частицами вещества силы взаимного притяжения и отталкивания, убывающие обратно пропорционального расстоянию в какой-либо степени. В зависимости от интенсивности хаотического движения и сил взаимодействия между молекулами, которые зависят от внешних условий (температуры, давления), различают три агрегатных состояния вещества: твердое, жидкое, газообразное. С изменением внешних условий наблюдается переход вещества из одного агрегатного состояния в другое – фазовый переход первого рода.

В газообразном состояний тепловое движение наиболее интенсивно, а силы взаимодействия малы. Пренебрегая взаимодействием молекул и их размерами, получаем модель идеального газа – совокупность взаимодействующих материальных точек, находящихся в непрерывном хаотическом движении.

Давление газа возникает в результате ударов молекул о стенки сосуда. Очевидно давление будет тем больше, чем больше кинетическая энергия молекул. Согласно основному уравнению кинетической теории газов

где р- давление газа, n –концентрация молекул (число молекул в единице объема), m и y – соответственно масса и скорость молекулы, - средняя кинетическая энергия теплового движения молекул.

Учитывая что

(2)

получим

Отдельные компоненты смеси идеальных газов можно считать независимыми. Поэтому каждая компонента газа создает давление, соответствующее (1.3) а полное давление равно сумме давлений компон ент:

Существует несколько другая форма записи выражения для парциального давления

По определению концентрация молекул где N_i –число молекул, i – компоненты смеси, V –объем сосуда. Следовательно, (1.5) можно переписать в виде:

Далее

Где число N_a –число Авогадро, V_i – число молей, i- компоненты.

Число молей можно определить через массу

(8)

где μ_і – масса одного моля.

Таким образом, выражение (5) можно преобразовать к виду:

(9)