Основные характеристики молекулы

Предметом изучения МКТ являются молекулярные формы движения больших совокупностей молекул.

Моле́кула (от новолат. molecula, уменьшительное от лат. moles – масса) – электрически нейтральная частица, образованная из двух или более связанных ковалентными связями атомов. В физике к молекулам причисляют также одноатомные молекулы, то есть свободные (химически не связанные) атомы (например, инертных газов, ртути и т. п.). Причисление к молекулам одноатомных молекул, то есть свободных атомов, например одноатомных газов, приводит к совмещению понятий «молекула» и «атом». Обычно подразумевается, что молекулы нейтральны (не несут электрических зарядов) и не несут неспаренных электронов (все валентности насыщены); заряженные молекулы называют ионами, молекулы с мультиплетностью, отличной от единицы (то есть с неспаренными электронами и ненасыщенными валентностями) – радикалами.

Относительная молекулярная масса – \(\frac{Mr=m_0}{\frac1{12}m_{0c}}\), \(1\) a.e.м. (атомная единица массы) \(=\frac{1}{12}m_{0C} =1,66\cdot10^{-27}\) кг.

Моль – количество вещества, содержащего столько молекул или атомов, сколько содержится их в \(0,012\) кг углерода.

Число Авогадро – число молекул или атомов, содержащихся в 1 моле любого вещества. \(N_A=6,02\cdot10^{23}\)моль\(^{-1}\),

\(m=m_0\ \cdot N_A\) – масса вещества, \(m_0\) – масса одной молекулы.

Системой называют конечную область пространства с находящимися в ней физическими объектами исследования.

Граница системы может быть как материальной (стенки сосуда), так и воображаемой; неподвижной или движущейся; проницаемой или непроницаемой. Система характеризуется не только особенностями своей границы, но и физическими или химическими свойствами вещества, находящегося в занимаемой системой области пространства.

Макроскопическими системами называют системы, содержащие большое количество физических объектов (или молекул).

Термодинамические макроскопические системы содержат большое количество молекул (атомов, ионов). Различают разные виды термодинамических систем (ТС): закрытые, открытые, адиабатные и изолированные.

Закрытые ТС – это системы, не обменивающиеся веществом с другими системами.

Открытые ТС – это системы, обменивающиеся веществом и энергией с другими системами.

Адиабатные ТС – это системы, в которых нет теплообмена с другими системами.

Изолированные ТС – это системы, не обменивающиеся с другими системами ни энергией, ни веществом.

Для описания макросистем в молекулярной физике используют основные параметры состояния – температуру, давление, объем. Любое теоретическое описание реальных систем возможно только на основе той или иной модели, в которой учитывают определенные особенные свойства, а второстепенными пренебрегают.

В молекулярной физике рассматривают следующие основные модели: идеальный газ, реальный газ, идеальная жидкость, реальная жидкость, твердое тело, плазма.

Макросистемы могут находиться в равновесном и неравновесном состоянии.

Равновесными состояниями называют такие, при которых макроскопические величины, описывающие поведение изолированной системы, остаются неизменными во времени и одинаковыми в пространстве.

В неравновесном состоянии макровеличины, характеризующие состояние системы, изменяются в пространстве и во времени, при этом в системе возникают потоки вещества и энергии (явления переноса).