Молекулярная физика и термодинамика

Молекулярная физика изучает зависимость физических свойств вещества от характера движения или взаимодействия частиц, входящих в состав вещества (атомов, молекул).

Для изучения этих процессов применяют два качественно различных и взаимно дополняющих друг друга метода:

– статистический (молекулярно-кинетический);

– термодинамический.

Статистический метод не учитывает скорости движения молекул в какой-то конкретный момент времени или ее температуры, а основан на том, что свойства макроскопической системы определяются усредненными значениями динамических характеристик этих частиц (скорость, энергия, температура).

В термодинамическом методе строение вещества вообще не рассматривается, а изучаются процессы перехода между термодинамическими состояниями системы как превращения одного вида энергии в другой.

Совокупность макроскопических тел, которые взаимодействуют между собой и обмениваются энергией, называется термодинамической системой.

Состояние системы задается термодинамическими параметрами – температурой, давлением, удельным объемом.

Температура – физическая величина, характеризующая состояние и являющаяся мерой интенсивности теплового движения частиц, образующих систему. Используют только две температурные шкалы – термодинамическую, градуированную в кельвинах (К) и Международную практическую, градуированную в градусах Цельсия (⁰С). Связь между термодинамической температурой Т и температурой по Международной практической шкале имеет вид:

Т= (t + 273, 15) К

Давлением называется физическая величина равная отношению:

где F_n – проекция силы на нормаль к поверхности ∆ S.

Объем пропорционален количеству вещества в системе. Всякое изменение состояния системы, характеризующееся изменением ее параметров, называется термодинамическим процессом.

Макротермодинамическая система находится в термодинамическом равновесии, если при неизменных внешних условиях, переходит в другое состояние и остается в нем сколь угодно долго.