Билет №1 - Механические и тепловые явления.

Механические явления - это явления, связанные с перемещением макроскопических тел в пространстве. Макроскопические тела - это тела, состоящие из большого количества молекул. Механика изучает силы как причины их изменения скоростей тел, но природа этих сил, их происхождение механикой не объясняются. Явления, связанные с изменением температуры тел, называются тепловыми. При тепловом явлении с телом с точки зрения механики ничего не происходит, но как известно, тело состоит из беспорядочно движущихся частиц. Беспорядочное движение частиц, из которых состоит тело, называют тепловым.

Билет №2 - Основные положения МКТ.

В основе молекулярно-кинетической теории строения вещества лежат три основных положения:

а) Все вещества состоят из частиц. б) Частицы находятся в постоянном беспорядочном движении.

в) Эти частицы взаимодействуют друг с другом. Цель МКТ - объяснение свойств макроскопических (состоящих из большого числа молекул) тел и тепловых процессов, протекающих в них, на основе представлений о том, что все тела состоят из отдельных, беспорядочно движущихся частиц.

Билет №3 - Явления, подтверждающие МКТ.

а) В комнату внесли открытый флакон духов. Через некоторое время запах распространился по комнате, хотя уровень духов во флаконе не изменился. То есть во всей комнате есть частицы духов, но они настолько малы, что их выход из сосуда не изменяет уровня духов в нём. б) Подтверждение - явление диффузии (взаимного проникновения соприкасающихся веществ друг в друга вследствие беспорядочного движения частиц вещества), явление броуновского движения (тепловое движение взвешенных в жидкости или газе частиц, возникающее вследствие того, что беспорядочно движущиеся молекулы или атомы газа или жидкости передают взвешенной в нём частице разные импульсы с разных сторон). в) Подтверждается явлением смачивания твёрдых тел жидкостями. Если сила притяжения между молекулами жидкости больше, чем между молекулами твёрдого тела (пластилин), то твёрдое тело не смачивается, если же притяжение между молекулами жидкости меньше, чем между молекулами твёрдого тела, то твёрдое тело смочится.

Билет №4 - Размеры, число и масса молекул.

В соответствии с первым положением МКТ все вещества состоят из частиц. Этими частицами могут быть молекулы, атомы или элементарные частицы. Для того, чтобы убедится в их реальности, нужно определить их размеры. Проще всего это сделать, наблюдая растекание масла по поверхности воды. Так как капля масла V=1см3 не может растечься на S>0,6 м2. Исходя из этого, можно предполагать, что толщина этого слоя равна одной молекуле, тогда её диаметр можно найти по формуле d=1, 7*10-7м. Размеры молекулы вещества, в том числе и масла больше размеров атомов (dатома10-10м). Число молекул огромно. Так как число атомов в молекуле воды V=1см3 при m=1г примерно равно N=3,7*1022. Массу молекулы воды можно найти, если поделить массу этой капли на количество молекул в ней: m=2,7*10-23г. Молекулы других веществ имеют настолько же малые массы, кроме молекул органических веществ, которые имеют массу в сотни тысяч раз больше, но всё равно очень малые по сравнению с граммами.

Билет №5 - Силы взаимодействия молекул. Броуновское движение.

Если молекулы существуют и движутся, значит, между ними обязательно существуют силы взаимодействия, которые зависят от отношения между их диаметром и расстояниями между ними: а) rd, Fпр>Fот; б) rd, Fпр<Fот; в) r=d, Fпр=Fот. Силы притяжения и отталкивания между частицами называются электронными, так как они возникают вследствие взаимодействия между электронами одной молекулы и атомными ядрами соседних. Если в жидкости или газе находятся взвешенные частицы, то они будут находится в движении. Тепловое движение взвешенных в жидкости или газе частиц называется броуновским. Его так назвали в честь английского биолога Броуна, впервые наблюдавшего его в 1827 году на спорах плавуна в воде. Причина броуновского движения в том, что удары молекул жидкости не компенсируют друг друга, потому что импульсы, передаваемые частице с разных сторон, неодинаковы. Молекулярно-кинетическая теория броуновского движения была создана Эйнштейном в 1905 году.

Билет №6 - Особенности строения жидких, твёрдых и газообразных тел.

Вещество может находится в трёх агрегатных состояниях: газообразном, жидком и твёрдом. Особенность строения газообразных веществ состоит в том, что расстояние между молекулами или атомами в нём во много раз больше размеров самих частиц. Силы взаимодействия между частицами газа очень малы, поэтому они постоянно хаотично двигаются, и тела в газообразном состоянии не сохраняют свою форму и объём. В жидкостях расстояние между молекулами равно размерам самих молекул, молекулы колеблются около положения равновесия, но всегда совершают прыжки, перескакивая с одного места на другое. Этим обусловлено наличие сильных сил взаимодействия у жидкостей и их физические свойства (сохраняют объём, но не сохраняют форму). Молекулы в твёрдых телах находятся в строгом порядке и колеблются, не покидая своего положения равновесия. Силы взаимодействия в твёрдых телах сильнее, чем в жидкостях, твёрдые тела сохраняют свою форму и объём.

Билет №7 - Идеальный газ.

Идеальный газ - это газ, взаимодействие между молекулами которого пренебрежимо мало. Идеальный газ - это реальный газ в сильно разряженном состоянии. Молекулы идеального газа не взаимодействуют друг с другом, то есть Еп=0, но Ек0. Молекула газа ударяются о стенки сосуда, тем самым создавая давление. Давление определяется для всех частиц, находящихся в данном объёме и зависит от количества молекул, их скорости, кинетической энергии и числа в единице объёма, то есть концентрации.

Билет №8 - Основное уравнение МКТ.

Это уравнение показывает зависимость давления газа от средней кинетической энергии его молекул. Выведем его. Для этого вычислим давление газа на стенку CD сосуда ABCD площадью S. Каждая молекула, ударяясь о стенку сосуда, передаёт ей импульс m0Vх и отскакивая от стенки передаёт ей тот же импульс, то есть в общей сложности стенке сосуда передаётся импульс 2m0Vх, но молекул много, и их общий импульс, то есть импульс, передаваемый стенке сосуда равен 2m0VхZ, где Z - число столкновений всех молекул со стенкой за это время. Z~nVхS, но из всех молекул лишь половина движется в сторону CD, а другие - в обратную сторону, значит, Z=nVхS. Подставляя, получим: 2m0VхZ=m0nV2хS. По второму закону Ньютона F=m0nV2хS. V2х следует брать как среднее значение квадрата скорости V2х=V2, значит F=m0nV2. Тогда p==m0nV2. Основное уравнение МКТ связывает макроскопическую величину p с микроскопическим m0, V2 и n. Если учесть, что Е=m0V2, то это уравнение можно записать так: p=nE. Давление идеального газа пропорционально произведению концентрации молекул на среднюю кинетическую энергию поступательного движения молекул.