25

«Молекулярная физика и термодинамика» оглавление

ВВЕДЕНИЕ ………………………………………………………………………………………………3

1. ПРЕДМЕТ МОЛЕКУЛЯРНОЙ ФИЗИКИ И ЕЁ ОПЫТНОЕ ОБОСНОВАНИЕ. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ И СТАТИСТИЧЕСКИЙ ПОДХОДЫ К ИЗУЧЕНИЮ МАКРОСКОПИЧЕСКИХ СИСТЕМ …………………………………………………………………….4

2. ОСНОВНЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ ГАЗОВ ……………………………………………………………………………………………………………….5

3. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ГАЗОВ …………………………………………...6

4. ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ШКАЛЫ. ИЗМЕРЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ И ДАВЛЕНИЯ …………….6

5. ОСНОВНЫЕ ГАЗОВЫЕ ЗАКОНЫ. УРАВНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ ИДЕАЛЬНЫХ ГАЗОВ …...8

6. ОСНОВНОЕ УРАВНЕНИЕ КИНЕТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ ГАЗОВ ………………………………8

7. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТЕЙ МОЛЕКУЛ ПО МАКСВЕЛЛУ ……………………………..12

8. ОПЫТ ШТЕРНА. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МОЛЕКУЛ ПО СКОРОСТЯМ ………………………………………………………………………………………..13

9. БАРОМЕТРИЧЕСКАЯ ФОРМУЛА …………………………………………………………………14

10. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ БОЛЬЦМАНА. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ МАКСВЕЛЛА-БОЛЬЦМАНА …..15

11. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЧИСЛА АВОГАДРО ………………………….16

12 СРЕДНЯЯ ДЛИНА И СРЕДНЕЕ ВРЕМЯ СВОБОДНОГО ПРОБЕГА МОЛЕКУЛ …………..17

13. ЯВЛЕНИЯ ПЕРЕНОСА В ГАЗАХ: ДИФФУЗИЯ, ВНУТРЕННЕЕ ТРЕНИЕ, ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ ………………………………………………………………………………..18

14. ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ И ВНУТРЕННЕЕ ТРЕНИЕ В ГАЗАХ ПРИ НИЗКИХ ДАВЛЕНИЯХ ………………………………………………………………………………………………………………21

15. ОБЩЕЕ УРАВНЕНИЕ ПЕРЕНОСА ……………………………………………………………...22

16. ПОЛУЧЕНИЕ И МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ НИЗКИХ ДАВЛЕНИЙ …………………………..22

Введение

Представление об атомном строении вещества возникло в Древней Греции. Основоположниками его были древнегреческие философы Левкипп (5 в до н. э.) и его ученик Демокрит (около 460 – 370 гг. до н. э.). Они считали, что все тела состоят из простейших частиц. Демокрит называл их атомами. По Демокриту всё состоит из атомов и пустоты. Разнообразие тел в природе и их свойств он объяснял различием формы атомов и особенностями их движения.

Атомистическое учение Демокрита было развито Эпикуром(341 – 270 гг. до н.э.). Её суть изложена в поэме римского поэта Тита Лукреция Кара « О природе вещей». Взгляды Демокрита были широко распространены в Древнем мире. С падением классической цивилизации в средние века ситуация резко изменилась. Христианская церковь, господствующая в то время, отвергла учения греческих атомистов. Последователи античных философов – материалистов жестоко преследовались не только церковью, но и властью. В 1626 году высший суд королевства Франции специальным декретом запретил распространение учения об атомах под страхом смертной казни.

Идеи атомизма возродились в 17 веке одновременно с возникновением современного естествознания. Сторонниками атомистической теории строения вещества были французский философ Пьер Гассенди (1592 – 1655), английский физик Роберт Бойль (1627 – 1691), один из творцов современной физики Исаак Ньютон (1643 – 1727), академик Петербургской Академии Наук Даниил Бернулли (1700-1782) и др. Вместе с тем ряд крупных учёных 17 – 18 вв. – Рене Декарт (1596 – 1650), Г.В. Лейбниц (1646 – 1716) и др. - были противниками атомистических воззрений. Следует отметить особую роль в развитии атомных представлений в науке великого русского учёного М.В. Ломоносова (1711-1765). Ломоносов считал, что все тела состоят из мельчайших частиц- элементов (атомов). Наряду с ними существуют более крупные частицы – корпускулы (молекулы). Эти частицы по Ломоносову находятся в движении, которое является причиной всех химических и физических явлений в природе. Опираясь на эти представления, М.В. Ломоносов разработал кинетическую теорию тепла и кинетическую теорию газов. Во второй половине 18 в. интерес к атомистической гипотезе упал, и только в начале 19 в. ситуация изменилась благодаря работам английского химика Джона Дальтона (1766-1844). Атомная теория прочно утвердилась в физике лишь к середине 19в. в ожесточённой борьбе с многочисленными противниками её. Некоторые ученые считали, что атомов и молекул не существует, а атомистическое учение – лишь удобная гипотеза. Победу атомизму обеспечили его успехи в объяснении многих свойств газов и протекающих в газах процессов. Велика заслуга в утверждении атомного учения английского физика К.Максвелла (1831-1879), немецкого учёного Р. Клаузиуса (1822-1888), австрийца Л.Больцмана (1844-1906), польского физика М.Смолуховского (1872- 1917) и др.

Последняя точка в споре сторонников и противников атомизма была поставлена французом Ж.Перреном (1870-1942), который экспериментально доказал реальность атомов и молекул (1908). Атомистическое учение было развито, углублено и обосновано теоретически и экспериментально физикой 20в.