Л 5 МКТ Часть 1

1. Тема занятия Основные положения молекулярно-кинетической теории

2. МКТ молекулярно-кинетическая теория

объясняет физические явления и свойства
тел с точки зрения их внутреннего
микроскопического строения.

3.

На уроках физики изучают физические явления:
механические,
электрические,
оптические.
В окружающем нас мире наряду с ними распространены
тепловые явления.
Тепловые явления изучает молекулярная физика.

4. 1. Молекулярная физика

Молекулярная физика
рассматривает строение и
свойства вещества на основе МКТ.

5.

Хотя существование молекул и
атомов было установлено
давно и даже были определены
их размеры. Лишь в 1945г.
А.А.Лебедев с помощью
«электронного микроскопа»,
позволяющего исследовать
объекты очень малых размеров,
сумел сфотографировать
некоторые крупные молекулы
белка (альбумин).

6. . Основные положения МКТ

I. Все вещества состоят из мельчайших
частиц (молекул, атомов)

7.

• Молекула — это наименьшая частица
данного вещества (не являющегося
химическим элементом), сохраняющая все
его химические свойства. Молекула состоит
из двух или более атомов одного или
нескольких химических элементов

8.

Атом — это наименьшая частица данного
химического элемента, сохраняющая все
его химические свойства. Химических
элементов не так много — все они сведены
в таблицу Менделеева

9.

Каждому веществу соответствует
определенный вид молекул. У
разных веществ молекулы могут
состоять из одного атома
(инертные газы) из нескольких
одинаковых или различных
атомов или даже из сотен тысяч
атомов (полимеры). Молекулы
различных веществ могут иметь
форму треугольника, пирамиды
и других геометрических фигур,
а также быть линейными.

10. 3. Основные положения МКТ

I. Все вещества состоят из частиц
Частицы
Опыты:
Механическое дробление
молекулы
Растворение вещества
атомы
электроны
Сжатие и растяжение тел
ядро
нейтроны
протоны
При нагревании тела
расширяются
Электронные и
ионные микроскопы

11. Почему происходит изменение объема тел? (гипотеза)

12. При нагревании объем тела увеличивается, а при охлаждении уменьшается

твердое тело
жидкость
газ

13. Основные положения МКТ

• II. Частицы непрерывно и хаотически
движутся
Опыты:
Диффузия
Броуновское движение

14. Диффузия

– это процесс взаимного cамопроизвольного
проникновения различных веществ друг в друга,
обусловленный тепловым движением молекул.
Диффузия возникает в:
газах
жидкостях,
твердых телах.
Скорость движения
молекул:
Vгаз > Vжидкость > Vтвердое
тело

15. Диффузия

16. Диффузия

17. Диффузия

18.

Как объяснить диффузию с точки зрения
молекулярно-кинетической теории? Очень
просто: частицы одного вещества проникают
в промежутки между частицами другого
вещества. Диффузия идёт тем быстрее, чем
больше эти промежутки — поэтому легче
всего смешиваются друг с другом газы (в
которых расстояния между частицами много
больше размеров самих частиц).

19. Броуновское движение (Роберт Броун 1827 г.) Броуновское движение это – тепловое, беспорядочное движение взвешенных в жидкости

или газе частиц.

20.

Броуновская частица
Характер движения зависит от
вида жидкости,
размера и формы частиц,
температуры.
Причина: удары молекул жидкости
о частицу не компенсируют
друг друга.

21.

Причина
броуновского
движения
заключается в том, что взвешенная частица
испытывает нескомпенсированные удары со
стороны молекул жидкости (газа), причём в
силу
хаотичности
движения
молекул
величина и направление результирующего
воздействия абсолютно непредсказуемы.
Поэтому броуновская частица описывает
сложные зигзагообразные траектории

22.

Размеры броуновских частиц в 1000–10000
раз превышают размер атома. С одной
стороны, броуновская частица достаточна
мала и пока ещё «чувствует», что в разных
направлениях по ней бьёт различное
количество молекул; это различие в числе
ударов приводит к заметным перемещениям
броуновской частицы. С другой стороны,
броуновские частицы достаточно велики для
того, чтобы их можно было разглядеть в
микроскоп.

23.

III. Частицы, взаимодействуя друг с
другом, притягиваются и отталкиваются,
т. е. между ними существуют силы
притяжения и отталкивания
Опыты:
Склеивание
Смачивание
Твердые тела и жидкости трудно сжать

24.

• Если бы между молекулами не
существовало сил притяжения, то вещество
бы при любых условиях находилось в
газообразном состоянии, только благодаря
силам притяжения молекулы могут
удерживаться около друг друга и
образовывать жидкости и твердые тела.
Если бы не было сил отталкивания, то мы
свободно могли бы проткнуть пальцем
толстую стальную плиту. Более того, без
проявления сил отталкивания вещество не
могло бы существовать. Молекулы
проникли бы друг в друга и сжались бы до
объема одной молекулы.

25.

При уменьшении расстояния между
частицами они начинают
ориентироваться так, что их
обращённые друг к другу стороны будут
иметь разные по знаку заряды (в целом
молекулы остаются при этом
нейтральными), и, в итоге, между
молекулами возникают силы
притяжения (максимальная сила
притяжения на расстоянии 2–3
диаметров молекулы). При уменьшении
расстояния между молекулами
возникают силы отталкивания как
результат взаимодействия отрицательно
заряженных электронных оболочек
атомов молекул.
Следовательно, на молекулу действует сумма сил:
притяжения и отталкивания (на больших
расстояниях преобладает сила притяжения, на
малых – сила отталкивания).

26.

Ситуация
1. Пять капель воды слились в
одну.
2. Листы новой книги с
трудом отделяются друг от
друга.
3. Ластик сжали, а потом
положили на стол.
4. Якорная цепь теплохода
Fпр
Fот

27.

Ситуация
5. Форма воздушного
шарика, сжатого руками,
восстановилась.
6. Книга лежит на столе.
7. Пружина после сжатия.
8. При соприкосновении
друг с другом куски мела не
слипаются.
Fпр
Fот

28. Основные положения МКТ

1. Вещество состоит из мельчайших
частиц
2. Частицы вещества непрерывно
хаотически движутся
3. Частицы вещества
взаимодействуют друг с другом

29.

• Молекулы разных веществ по-разному
взаимодействуют между собой.
Взаимодействие зависит от типа молекул и
расстояния между ними. Этим объясняется
наличие различных агрегатных состояний
веществ (жидкое, твердое, газообразное )

30.

Фазовый переход –
переход системы
из одного агрегатного состояния в
другое.
При фазовом переходе
скачкообразно изменяется какая-либо
физическая величина
(плотность, внутренняя энергия)
4

31. Агрегатные состояния вещества

газообразное
жидкое
твёрдое
пар
вода
лёд

32. Газы

Если рассматривать кинетическую энергию, то есть
движение молекул газа, то стоит отметить, что каждая
из них участвует не только в поступательном, но и во
вращательном движении (если это не одноатомный
газ), а если учитывать очень малое взаимодействие
молекул газа, то эти молекулы будут принимать участие
и в колебательном движении. Таким образом, любая
молекула газа, не испытывая сильного взаимодействия
с соседними, может оказаться в произвольном месте
сосуда в любой момент времени

33.

Газы
1)Легко сжимаются.
2)Могут неограниченно расширяться.
3)Не сохраняют ни форму ни объём.
4)Многочисленные удары молекул о
стенки сосуда создают давление газа.
5) Силы взаимодействия очень малы.
6) Молекулы движутся хаотически.
10

34.

Частицы в жидкостях «упакованы» плотно и, как в твёрдых
телах, совершают колебания около положения равновесия.
Попытка сжать жидкость быстро приводит к деформации
молекул и встречает мощное сопротивление со стороны
жидкости. То есть жидкости практически не сжимаемы.
Хотя молекулы жидкости расположены почти так же, как в
твёрдом теле, жидкость обладает текучестью. Это объясняется
тем, что, в отличие от твёрдого тела, колебания молекул около
положения равновесия в жидкости не вечны, в какой-то момент
времени молекула совершает «скачок», переходя в другое
положение. Следовательно, жидкость хорошо сохраняет объём,
но не сохраняет форму.
С
энергетической
точки
зрения
жидкость
занимает
промежуточное положение между твёрдым телом и газом –
частицы жидкости обладают существенной на микроскопическом
уровне, как кинетической энергией движения, так и
потенциальной энергией взаимодействия.

35.

Жидкости
1)Мало сжимаются.
2)Сохраняют свой объём.
3)Текучи, легко меняют форму.
4)Принимают форму сосуда.
5)Силы взаимодействия большие.
6) Молекулы движутся беспорядочно,
перескоками.
14

36.

В твёрдых телах потенциальная энергия взаимодействия
очень существенна, кинетическая энергия, по сравнению с
потенциальной, не велика. Атомы, молекулы или ионы
совершают
лишь
колебательные
движения
возле
положения равновесия. Расстояния между соседними
частицами примерно равны размерам самих частиц.
Виды кристаллических решёток отличаются в зависимости
от вещества (главное – это периодичность и порядок).
Точки пространства, в которых находятся частицы твёрдого
тела, называются узлами кристаллической решётки.

37.

Твёрдые тела
1)Сохраняют объём и форму
2)Молекулы или атомы колеблются
около определённых положений
равновесия
3)Силы взаимодействия очень большие
4) Большинство твёрдых тел имеет
кристаллическую решётку
18

38.

Аморфные вещества
Аморфное
состояние
тела
называют
промежуточным между твёрдым и жидким.
Примером такого вещества является пластилин,
смола, стекло.
Молекулы в аморфных веществах расположены
подобно молекулам в жидкости, то есть
обладают ближним порядком, но не обладают
дальним порядком.
Можно с определённой долей условности
назвать аморфные тела очень вязкими
жидкостями.