Молекулярная физика. Введение

Молекулярная физика – это раздел физики, который изучает физические свойства тел на основе рассмотрения их молекулярного строения.

Задачи молекулярной физики решаются методами статистической механики, термодинамики и физической кинетики, они связаны с изучением движения и взаимодействия частиц (атомов, молекул, ионов), составляющих физические тела. Круг вопросов, охватываемых молекулярной физикой, очень широк. В ней рассматриваются: строение вещества и его изменение под влиянием внешних факторов (давления, температуры, электромагнитного поля), явления переноса (диффузия, теплопроводность, вязкость), фазовое равновесие и процессы фазовых переходов (кристаллизация, плавление, испарение, конденсация), критическое состояние вещества, поверхностные явления на границах раздела фаз.

Развитие молекулярной физики привело к выделению из нее самостоятельных, разделов: статистической физики, физической кинетики, физики твердого тела, физической химии, молекулярной биологии. На основе общих теоретических представлений молекулярной физики получили развитие физика металлов, физика полимеров, физика плазмы, кристаллофизика, физикохимия дисперсных систем и поверхностных явлений, теория массопереноса и теплопереноса, физико-химическая механика. При всем различии объектов и методов исследования здесь сохраняется, однако, главная идея: молекулярная физика дает описание макроскопических свойств вещества на основе микроскопической (молекулярной) картины его строения.

Словом, молекулярная физика изучает строение и свойства веществ исходя из молекулярно-кинетических представлений, основывающихся на том, что все тела состоят из молекул, находящихся в непрерывном хаотическом движении. Процессы, изучаемые молекулярной физикой, являются результатом совокупного действия огромного числа молекул.

Основными формулами в молекулярно-кинетической теории и по молекулярной физике являются:

количество вещества – \(v = \frac{N}{N_A},\)

молярная масса вещества – \(M=\frac mv,\)

давление идеального газа – \(p=nkT,\)

уравнение состояния идеального газа (уравнение Менделеева – Клайперона):

\(pV=\frac mMRT,\)

а также закон Дальтона – давление смеси газов, не взаимодействующих друг с другом химически, равно сумме парциальных давлений этих газов.

\(p=\sum_{i=1}^n p_i=p_1+p_2+p_3+...+p_n\)