Молекулярно-кінетична теорія - вся справа в дрібницях
Відео: Лекція 01, курс лекцій з моделювання процесів газової динаміки Макро підхід.
Припущення про те, що в природі все складається з найдрібніших частинок, висловлювалося ще давньогрецькими філософами. Ця гіпотеза довгий час залишалася недоведеною. Все вивчення навколишнього світу і поведінки фізичних тіл грунтувалося на макроскопічному підході. Однак з плином часу накопичені результати робіт з вивчення природи і речовин перестали вкладатися в наявні теоретичні уявлення, і тоді ученими була створена молекулярно-кінетична теорія (МКТ).
МКТ пояснює теплові явища і внутрішні властивості фізичних тел на основі руху і взаємодії іонів, молекул і атомів, з яких і побудовані ці тіла. Тобто, теорія намагається макроскопічні явища пояснити з позиції мікроскопічного підходу. Основні положення молекулярно-кінетичної теорії такі:
- Речовина складається з окремих частинок - іонів, атомів, молекул.
- Всі частинки рухаються хаотично і постійно.
- Частинки завжди діють друг на друга: притягуються та відштовхуються.
Перший постулат, на якому базується молекулярно-кінетична теорія, можна підтвердити простим спостереженням в електронний мікроскоп. Його можливості дозволяють безпосередньо бачити атоми і молекули. Ці «цеглинки», з яких складається речовина, не заповнюють всі наявний простір - вони розташовуються на відстані один від одного. Іншим підтвердженням постулату може бути збільшення розмірів тіла при нагріванні. Тут теж все зрозуміло - при нагріванні відстань між окремими частинками збільшується, і розміри тіла зростають.
У другому положенні МКТ йдеться про хаотичному і безперервному русі. Це положення може бути підтверджено броунівським рухом і явищем дифузії. причиною броунівського руху є зіткнення між окремими частинками, причому рухомими саме хаотично. І це можна вважати додатковим доказом першого положення (існування атомів і молекул).
Явище дифузії полягає у взаємному проникненні речовин один в одного. Відбувається це через хаотичного руху частинок речовини. При збільшенні часу взаємодії глибина проникнення збільшується. Залежить вона також від температури і тиску.
В якості підтвердження третього положення МКТ можна прийняти пружність тел. При розтягуванні тіла відстані між окремими частинками речовини збільшуються і починають переважати сили тяжіння, які прагнуть повернути все в початковий стан. При стисненні, навпаки, переважають сили відштовхування.
Відео: Основні положення молекулярно кінетичної теорії газу. урок 34
Ну і аргументом, який підтверджує це, виступають різні стани, в яких може перебувати речовина. Зміна стану речовини обумовлено зміною сил, діючих між окремими частинками. Самі ж частинки при цьому залишаються незмінними.
Якщо повернутися до питання виникнення МКТ, то можна сказати, що основи молекулярно-кінетичної теорії були закладені в працях М. В. Ломоносова. Їм було дано пояснення основних властивостей газів і природи теплоти. Всі його припущення були доведені і підтверджені в кінці Х I Х століття.
Роботами фізиків-теоретиків в цей час була встановлена для газу зв`язок макроскопічних показників (температури, тиску, обсягу) із мікроскопічними (кількістю, масою і швидкістю молекул). Звідси і пішла назва - молекулярно-кінетична теорія. Необхідно відзначити, що розвиток цієї теорії не зупинилося, продовжуючись і в наші дні. Зараз вона називається статистичної механікою і описує поведінку великих обсягів атомів і молекул.
Вище дано пояснення того, що собою являє молекулярно-кінетична теорія. Описано основні її положення і наведені факти, що підтверджують висловлені припущення.
