Основні формули молекулярної фізики

Молекулярна фізика - великий розділ фізики, який вивчає структуру речовини на молекулярному рівні, зміна макропараметрів системи під впливом зовнішнього середовища, фазові переходи. Властивості полімерів та плазми також досліджує молекулярна фізика. Формули і визначення цього розділу, які знадобляться при рішенні задач, приведені в даній статті.

Основні поняття розділу

Молекула - найменша одиниця речовини, що володіє всіма його властивостями. Ідеальний газ - газ, для якого сила міжмолекулярної взаємодії дорівнює нулю, молекули розглядають як матеріальні точки, а удари між ними абсолютно пружні. Багато формули молекулярної фізики застосовуються саме по відношенню до ідеального газу.


Енергія - величина, яка характеризує здатність системи виконувати роботу. Робота - кількість енергії, передане системи через зміну її параметрів. Інші поняття цього розділу: температура, внутрішня енергія, потенційна енергія, дифузія, теплопровідність, кількість речовини, теплоємність, випаровування, конденсація, кристалізація, насичений пар.

Основні формули

Формули молекулярної фізики встановлюють зв'язок між різними параметрами системи. До основних формулами цього розділу відноситься рівняння Клапейрона, що описує стан ідеального газу, закони Бойля, Шарля і Гей-Люссака. Рівняння Клапейрона записується так: pV=nRT Тут р - тиск, n - кількість речовини в молях, R - універсальна газова постійна, T - температура в кельвінах, V - об'єм, займаний газом. З цієї формули молекулярної фізики за допомогою простих перетворень виходять і інші закони стану: pV=const (формулювання закону Бойля-Маріотта, який застосовується щодо ізотермічного процесу); V/T=const (перший закон Гей-Люссака, який застосовується щодо изобарического процесу); p/T=const (закон Шарля, застосовується у відношенні изохорического процесу). Інші важливі формули молекулярної фізики: n=m/M=N/Na (формула для знаходження кількості речовини). p=nkT. В останній формулі n - концентрація, k - константа, постійна Больцмана. E=(3NkT)/2 (формула для знаходження теплової енергії). p=p 1 +p 2 ++p i формула для визначення тиску суміші газів, відома як закон Дальтона).

Формули термодинаміки і статистичної фізики

Статистична фізика також є розділом молекулярної фізики. Деякі формули молекулярної фізики, використовувані в статистичної фізики та термодинаміки, наведені вище. Q=mc(t 2 -t 1 ) Q=A+(U2-U 1 ) (U i - внутрішня енергія) dH=TdS+Vdp Тут H - ентальпія. G - енергія Гіббса, або термодинамічний потенціал. V=dG/dp S=-dG/dT (S - ентропія, величина, введена Клаузиусом, міра вірогідності).