Предисловие

Представленный учебный web-ресурс по молекулярной физике, состоящий из семи уроков, предназначен для учащихся 10-х классов средних общеобразовательных школ, являющихся пользователями персональных компьютеров. Его могут также использовать абитуриенты и слушатели подготовительных курсов вузов. Вы можете ознакомиться с содержанием уроков, а затем приступить к их изучению, начиная с первого и решая указанные задачи. Приведен список литературы, CD-ROM по физике, список Web-ресурсов по физике и ссылки на сайты дистанционного образования. Имеются задачи повышенной трудности для тех, кто хочет лучше понять физику. Для обратной связи можно использовать Гостевую книгу, форум и E-mail. Желаю вам успехов в дистанционном изучении молекулярной физики!

Учитель физики и информатики школы № 1126, Львовский Марк Бениаминович, г. Москва.

E-mail: marklv25@mtu-net.ru

Содержание

Урок 1. Основные положения МКТ.
Урок 4. Идеальный газ. Основное уравнение МКТ. Задача 2, а. Задачи к уроку 4.
Список использованной литературы и материалов.

Список литературы и использованных материалов

Г.Я.Мякишев, Б.Б.Буховцев. Физика. Учебник для 10 класса средней школы. //2-е изд. – М.: Просвещение, 1992.
Уроки физики. 10 класс. – «Кирилл и Мефодий», 2000 (на CD-ROM).
«Физика в картинках 6.2». – Научный центр «Физикон», МФТИ, 1993.
Е.Г.Козинкина, С.П.Козинкин. Занимательный проект по физике. – Школа-гимназия № 87, г. Краснодар, 1999. В сборнике проектов «Гармония» на CD-ROM.
А.П.Рымкевич. Сборник задач по физике. //15-е изд. – М.: Просвещение, 1994.
Электронный задачник по физике на пяти CD-ROM. – М.:Торговый дом ДТД –МИФИ – Media Publishing, 1997.

Урок 4. Идеальный газ. Основное уравнение МКТ

Известно, что частицы в газах в отличие от жидкостей и твердых тел располагаются друг относительно друга на расстояниях, существенно превышающих их собственные размеры. В этом случае взаимодействие между молекулами пренебрежимо мало и кинетическая энергия молекул много больше энергии межмолекулярного взаимодействия. Для выяснения наиболее общих свойств, присущих всем газам, используют упрощенную модель реальных газов – идеальный газ. Основные отличия идеального газа от реального газа:

1. Частицы идеального газа – сферические тела очень малых размеров, практически материальные точки.
2. Между частицами отсутствуют силы межмолекулярного взаимодействия.
3. Соударения частиц являются абсолютно упругими.

Реальные разреженные газы действительно ведут себя подобно идеальному газу. Воспользуемся моделью идеального газа для объяснения происхождения давления газа. Вследствие теплового движения частицы газа время от времени ударяются о стенки сосуда. При каждом ударе молекулы действуют на стенку сосуда с некоторой силой. Складываясь друг с другом, силы ударов отдельных частиц образуют некоторую силу давления, постоянно действующую на стенку. Понятно, что чем больше частиц содержится в сосуде, тем чаще они будут ударяться о стенку сосуда, тем большей будет сила давления, а значит, и давление. Чем быстрее движутся частицы, тем сильнее они ударяют в стенку сосуда. Мысленно представим себе простейший опыт: катящийся мяч ударяется о стенку. Если мяч катится медленно, то он при ударе подействует на стенку с меньшей силой, чем если бы он двигался быстро. Чем больше масса частицы, тем больше сила удара. Чем быстрее движутся частицы, тем чаще они ударяются о стенки сосуда. Итак, сила, с которой молекулы действуют на стенку сосуда, прямо пропорциональна числу молекул, содержащихся в единице объема (это число называется концентрацией молекул и обозначается n), массе молекулы m0, среднему квадрату их скоростей и площади стенки сосуда. В результате получаем: давление газа прямо пропорционально концентрации частиц, массе частицы и квадрату скорости частицы (или их кинетической энергии). Зависимость давления идеального газа от концентрации и от средней кинетической энергии частиц выражается основным уравнением молекулярно-кинетической теории идеального газа. Мы получили основное уравнение МКТ идеального газа из общих соображений, но его можно строго вывести, опираясь на законы классической механики.
Приведем одну из форм записи основного уравнения МКТ: p = (1/3) · n · m_o· v².

Иллюстрации

Основные итоги

Урок 1. Основные положения молекулярно-кинетической теории

Молекулярно-кинетическая теория (МКТ) занимается изучением свойств веществ, основываясь при этом на представлениях о частицах вещества.

МКТ базируется на трех основных положениях:

1. Все вещества состоят из частиц – молекул, атомов и ионов.
2. Частицы вещества беспрерывно и беспорядочно движутся.
3. Частицы вещества взаимодействуют друг с другом.

Беспорядочное (хаотичное) движение атомов и молекул в веществе называют тепловым движением, потому что скорость движения частиц увеличивается с ростом температуры. Экспериментальным подтверждением непрерывного движения атомов и молекул в веществе является броуновское движение и диффузия.

Задачи к уроку 4 (в порядке нарастающей сложности)