Molekulārās fizikas pamatformulas

Molekulārā fizika ir plaša fizikas joma, kurā tiek pētīta vielas struktūra molekulārā līmenī, izmaiņas sistēmas makroparametros ārējās vides ietekmē un fāzu pārejas. Polimēru un plazmas īpašības arī pētīja ar molekulārās fizikas palīdzību. Šajā rakstā ir sniegtas šīs sadaļas formulas un definīcijas, kas būs noderīgas problēmu risināšanā.

Sadaļas pamatjēdzieni

Molekula ir vismazākā vielas vienība ar visām tā īpašībām.

Ideālā gāze ir gāze, kuras starp molekulārās mijiedarbības spēks ir nulle, molekulas tiek uzskatītas par materiāliem punktiem, un ietekme starp tām ir absolūti elastīga. Daudzas molekulārās fizikas formulas tiek piemērotas precīzi attiecībā uz ideālu gāzi.

Enerģija ir daudzums, kas raksturo sistēmas spēju veikt darbu.

Darbs - enerģijas daudzums, kas tiek pārsūtīts uz sistēmu, mainot tā parametrus.

Citas šīs iedaļas jēdzieni: temperatūra, iekšējā enerģija, potenciālā enerģija, difūzija, siltumvadītspēja, vielas daudzums, siltuma jauda, iztvaikošana, kondensācija, kristalizācija, piesātinātās tvaiki.

Pamatformulas

Molekulārās fizikas formulas nosaka saikni starp dažādiem sistēmas parametriem. Šīs sadaļas pamatformulas ietver Clapeyron vienādojumu, kas raksturo ideālas gāzes stāvokli, Boyle, Charles un Gay-Lussac likumus.

Clapeyron vienādojums ir rakstīts kā:

PV = nRT

Šeit p ir spiediens, n ir vielas daudzums molu, R ir universālā gāzes konstante, T ir temperatūra kelvīnos, un V ir gāzes aizņemtais tilpums.

No šīs molekulārās fizikas formulas ar vienkāršu transformāciju palīdzību tiek iegūti citi valsts likumi:

PV = const (Boyle-Mariotte likuma formulējums, kas tiek piemērots izotermas procesam);

V / T = const (pirmais Gay-Lussac likums, kas attiecas uz izobārsko procesu);

P / T = const (Charles likums attiecas uz isochoric procesu).

Citas svarīgas molekulārās fizikas formulas:

N = m / M = N / Na (vielas daudzuma noteikšanas formula).

P = nkT.

Pēdējā formula n ir koncentrācija, k ir konstante un Boltzmans konstante.

E = (3NkT) / 2 (formula siltuma enerģijas noteikšanai).

P = p ₁ + p ₂ + ... + p _i (formula gāzes maisījuma spiediena noteikšanai, pazīstama kā Daltona likums).

Termodinamikas un statistiskās fizikas formulas

Statistikas fizika ir arī molekulārās fizikas nozare. Daži molekulārās fizikas formulas, ko izmanto statistikas fizikā un termodinamikā, ir minētas iepriekš.

Q = mc (t ₂ -t ₁ )

Q = A + (U2-U ₁ ) (U _i ir iekšējā enerģija)

DH = TdS + Vdp

Šeit H ir entalpija.

G ir Gibsa enerģija vai termodinamiskais potenciāls.

V = dG / dp

S = -dG / dT (S ir entropija, vērtība, ko ieviesa Clausius, varbūtības pasākums).