Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

• Введение
• 1. Давление и гидростатика
• 1.1 Основные термины
• 1.2 Гидростатическое давление и его свойства
• 1.3 Дифференциальные уравнения равновесия жидкости (уравнения л. Эйлера)
• 1.4 Уравнение гидростатики
• 1.5 Закон Паскаля
• 1.6 Пьезометрическая высота
• 1.7 Напор
• 1.8 Удельная потенциальная энергия
• 2. Уравнение состояния идеального газа
• 3. Температура
• 4. Равновесное распределение энергии
• 5. Кинетическая теория тепла
• Заключение
• Список использованных источников
• 

Введение

кинетический идеальный газ гидростатика

Кинетическая теория или молекулярно-кинетическая теория - физическая теория, объясняющая термодинамические явления, исходя из атомистських представлений. Теория постулирует, что тепло является следствием хаотчиного движения чрезвычайно большого количества микроскопических частиц (атомов и молекул). Успешное объяснение многих законов термодинамики, исходя из положений кинетической теории, стало одним из факторов на пути к подтверждению атомарного строения веществ в природе. В современной физике молекулярно-кинетическая теория рассматривается как составная часть статистической механики.

В 1738 Даниил Бернулли опубликовал книгу Гидродинамика, в которой высказал идею, что газ состоит из большого числа молекул, хаотично двигаются во всех направлениях, а столкновения этих молекул с поверхностью вызывает давление. Тепло, которое мы испытываем, по мнению Бернулли обусловлено движением частиц. Теория Бернулли не утвердилась, поскольку к тому времени еще не был открыт многих законов механики, в частности закона сохранения энергии, и посетит понятие энергии сложилось гораздо позже.

Другими пионерами кинетической теории были Михаил Ломоносов, Жорж-Луи Ле Саж, Джон Герапат, Джон Джеймс Вотерстон. Простую последовательную кинетическую теорию газа создал в 1856 Август Кренига. В 1857 Рудольф Клаузиус независимо построил сложную теорию, которая учитывала не только поступательное, но и крутящий и колебательное движение молекул. Он же ввел понятие длины свободного пробега частицы.

В 1859 Джеймс Клерк Максвелл получил распределение молекул по скоростям, который стали называть распределением Максвелла. В 1871 году Людвиг Больцман обобщил ций деление на случай частиц во внешнем поле, получив распределение Больцмана-Максвелла. Больцман сделал также основной вклад в формулировку статистической механики, постулируя логарифмическую зависимость между энтропией и числом микроскопических состояний термодинамической системы.

Однако еще до начала 20 в. существование атомов рассматривалось физическим спивтоваристовом только как гипотеза. Важным поворотным пунктом стало построение теории броуновского движения Альбертом Эйнштейном и Марьяном Смолуховским.

Молекулярно-кинетическая теория исходит из того, что вещество, в частности газ состоит из большого количества микроскопических частиц (молекул), которые движутся хаотично. Частицы сталкиваются между собой и со стенками сосуда, создавая на эти стенки давление. Все столкновения считаются упругими, т.е. проходят без потери энергии. Средняя кинетическая энергия движения частиц зависит от температуры.

Целью написания данной работы является изучение кинетической теории. Для достижения поставленной цели в рамках данной курсовой работы целесообразно решить следующие основные задачи:

- рассмотреть вопрос давления и гидростатики;

- рассмотреть вопрос уравнения состояния идеального газа;

- рассмотреть вопрос температуры;

- рассмотреть вопрос равновесного распределения энергии;

- рассмотреть вопрос кинетической теории тепла.

Данная курсовая работа состоит из введения, пяти глав, заключения и списка использованных источников.



1. Давление и гидростатика

1.1 Основные термины

Гидростатическое давление - это сила давления водного столба над определенным, условно обозначенным уровнем. Полная удобная подвижность частиц капель жидкости или газа позволяет, находясь в состоянии покоя, передать равносильно давление по всем направлениям.

Гидростатика - раздел гидравлики, в котором рассматриваются законы покоя или равновесия жидкости и практическое применение этих законов в технике. Состояние покоя или состояние движения жидкости обуславливается, прежде всего, характером действующих на жидкость сил, их величиной и направлением.

По аналогии с теоретической механикой в гидравлике все силы, действующие в жидкости, подразделяют на внутренние и внешние.

Внутренние силы - это силы взаимодействия межу отдельные частицами жидкости. Рассматривая жидкость, как сплошную среду, можно говорить о частицах жидкости как об элементарных объёмах.

Внешние силы - это силы, приложенные к частицам рассматриваемого объёма жидкости со стороны жидкости, окружающей этот объём.

Внешние силы делятся на три группы:

а) массовые

б) поверхностные

в) линейные.

Массовые силы в соответствии со вторым законом Ньютона пропорциональны массе жидкости (или для однородной жидкости - её объёму). К ним относится сила тяжести, а также сила инерции, действующая на жидкость при её относительном покое в ускоренно движущихся сосудах.

Поверхностные силы приложены к поверхности, ограничивающей рассматриваемый объём жидкости, и пропорциональны площади этой поверхности. Это, например, силы гидростатического давления внутри объёма жидкости и атмосферного давления на свободную поверхность; силы трения и движущейся жидкости [25, c.87].

Линейные силы возникают на границе жидкости и газа и называются силами поверхностного натяжения. Сила поверхностного натяжения направлена по касательной к поверхности жидкости и перпендикулярна к линии контура, на который она действует.

1.2 Гидростатическое давление и его свойства

Рассмотрим некоторый объём жидкости, находящийся в покое (рис.1). Разделим этот объём жидкости поверхностью на две части: левую и правую и отбросим правую часть. Для того, чтобы левая часть рассматриваемого объекта оставалась в состоянии покоя на поверхностидолжны быть приложены рассредоточенные силы, равнодействующую которых обозначаем через.

Отношение силы к площадисоприкосновения левой и правой частей рассматриваемого объёма жидкости будут характеризовать среднее напряжениепо площади

Рис. 1 К вопросу определения гидростатического давления

(1)

Для того, чтобы определить напряжение в некоторой точке, выделим на поверхности элементарную площадку. На эту площадку будет действовать элементарная сила.

Отношение элементарной силы к элементарной площадке при стремлении последней к нулю определяет собой напряжение или гидростатическое давление в точке m:

при ,; (2)

где - элементарная сила, ;

- элементарная площадка,

Следовательно, гидростатическим давлением называется предел отношения элементарной силы к элементарной площадке. Или гидростатическое давление является силой, действующей в данной точке жидкости.

Другими словами, все частицы жидкости испытывают давление, как вышележащих частиц, так и внешних сил, действующих по поверхности жидкости. Действие всех этих сил и вызывает внутри жидкости напряжение, называемое гидростатическим давлением.

В международной системе единиц (СИ) за единицу давления принят 1 Паскаль () - равномерно распределённое давление, при котором на 1 площадки приходится сила, равная 1 Н.

Размер единицы давления очень мал, его значение соответствует давлению столба воды высотой. Поэтому на практике применяют единицы давления, кратные, которые образуются добавлением к наименованию Паскаль приставок, общепринятых в СИ:килопаскаль (), мегапаскаль () и гигапаскаль () [35, c.74].

Численно указанные единицы давления составляют ;;. Наиболее применяемая в технике укрупнённая единица

Давление, равное , называетсятехнической атмосферой (ат).

Пересчёт между единицами измерения гидростатического давления следующий:

; ;.

Следует заметить, что раньше в литературе по гидравлике и на практике широко использовался ряд внесистемных единиц измерения давления - физическая и техническая атмосферы, миллиметры ртутного и водяного столба.

Физическая атмосфера (атм) - давление, уравновешивающее столб ртути высотой при плотностии ускорении свободного падения.

Техническая атмосфера (ат) - давление, производимое силой в 1 кгс на площадку в 1 см².

Взаимосвязь между единицей давления, принятой в Международной системе (СИ), и применяемыми ранее единицами следующая:

Так же как сила, гидростатическое давление есть величина векторная, характеризующаяся не только величиной, но и направлением.

Гидростатическое давление обладает следующими двумя свойствами:

оно всегда направлено по внутренней нормали к площадке действия;

его величина не зависит от ориентации площадки действия, а зависит от координат рассматриваемой точки [14, c.74].

Первое свойство гидростатического давления следует из закона Ньютона. Так как жидкость находится в состоянии покоя, то касательные напряжения равны нулю; а напряжения, возникающие в жидкости, могут быть только нормальными. Из-за легкоподвижности жидкость в обычных условиях может находиться в состоянии покоя только под действием сжимающих усилий; поэтому гидростатическое давление может быть направлено лишь по внутренней нормали к площадке действия.

Второе свойство гидростатического давления докажем, рассматривая равновесие элементарной трёхгранной призмы, мысленно вырезанной в покоящейся жидкости (рис.2).

Проведём оси координат так, как показано на рисунке 2. Пусть ребро АВ, равное , параллельно оси, реброАЕ, равное , параллельно оси, а реброAD параллельно оси .

Гидростатическое давление в пределах грани АВСD примем равным ; в пределах граниADFE - равным ; в пределах граниBCFE - равным .

Рис 2 К вопросу второго свойства гидростатического давления

Согласно первому свойству гидростатического давления, векторы давлений ,,направлены нормально к соответствующим граням.

Спроецируем все силы, действующие на элементарную трёхгранную призму, на оси координат.

Проецируя все силы на ось , получим

(3)

Из рис. 2 видно, что , поэтому или

(4)

Спроецируем теперь все силы, действующие на элементарную трёхгранную призму, на ось :

(5)

где - сила тяжести объема трехгранной призмы (0,5 объема прямоугольного параллелепипеда), Н.

Замечая, что и сокращая на и , получим

(6)

Величина в пределе стремится к нулю, поэтому

(7)

Так как наклон грани BCFE выбран произвольно, то отсюда следует, что величина гидростатического давления зависит не от ориентации площадки действия, а от координат рассматриваемой точки.

1.3 Дифференциальные уравнения равновесия жидкости (уравнения л. Эйлера)

Дифференциальные уравнения описывают зависимость массовых и поверхностных сил от координат какой-либо точки покоящейся жидкости. Для ввода этих уравнений выделим в покоящейся жидкости элементарный параллелепипед со сторонами ,,и с центром в точкеА, ориентируем этот параллелепипед относительно координатных осей ;;(рис. 3).

Рис. 3 К выводу уравнения Л. Эйлера

На грани параллелепипеда со стороны окружающей жидкости действуют поверхностные силы - силы гидростатического давления направленные внутрь параллелепипеда и массовые силы - сила тяжести и сила инерции переносного движения. Равнодействующая массовых сил.

Установим связь между гидростатическим давление в точке А () и массовыми силами.

Силы гидростатического давления на грани параллелепипеда

; ; ;

; ; ;

Эти же силы гидростатического давления, выраженные через гидростатическое давление в т. А.

; и т.д.

Здесь ;и т.д. градиенты давления по соответствующим координатным осям.

Равнодействующая массовых сил

Условие равновесия выделенного параллелепипеда:

; ;

Рассмотрим случай .

,

или в развернутом виде:

где ;

-проекция единичной массовой силы (т.е. сила, отнесенная к единице массы) на ось [15, c.87].

После простейшего преобразования получаем , а по аналогии для других координатных осей;.

Таким образом, условием равновесия жидкости будет

(8)

В таком виде система уравнений была получена Л. Эйлером в 1775 году. Система дифференциальных уравнений показывает, что градиенты гидростатического давления в направлении каждой из координат осей равны проекциям на эти же оси единичных массовых сил.

1.4 Уравнение гидростатики

Умножим каждый из членов, входящих в систему (8) дифференциальных уравнений, соответственно на ;;и просуммируем их. В результате этих действий получим:

(9)

Уравнение (9) является аналитическим выражением распределения гидростатического давления жидкости [14, c.74].

Для случая покоящейся жидкости гидростатическое давление . Следовательно, правая часть уравнения (9) представляет полный дифференциал давления -.

Таким образом, приведенное выше уравнение (9) приобретает следующий вид:

(10)

Применим уравнение (10) к случаю абсолютного покоя жидкости, когда массовой силой является только сила тяжести. При принятом направлении координатных осей проекции этой силы будут:

; ;,

а уравнение (10) применительно к точке 1 получает вид:

.

После интегрирования получим:

При - давление на свободной поверхности, а- глубина погружения в жидкости точки, для которой определяется давление:

(11)

где - давление на свободной поверхности;

- плотность жидкости. Уравнение (11) называется основным уравнением гидростатики.



1.5 Закон Паскаля

«Если жидкость находится в состоянии покоя, то изменение давления на любой внешней поверхности, возникающее от действия внешних сил, передается без изменения во все точки объема, занимаемого данной жидкостью».

Доказательство из уравнения (11).

Абсолютное давление в т. А при размещении поршня в положении - (рис.3):

(12)

После перемещения поршня в положение (рис. 3а) давление на свободной поверхности увеличится на величинуи будет равно , а абсолютное давление в т. Абудет равно

т.е. при изменении давления на свободной поверхности на , на эту же величину увеличится давление в точке А.

Эта идея использована Паскалем в принципиальной концепции гидропроцесса.



Рис. 3а Схема действия давления по закону Паскаля

1.6 Пьезометрическая высота

«пьезометрическая» от означает «давление»+«».

В закрытом с жидкостью две трубки уровне ВА, у одной них запаян и отсутствует (), а другая открытый конец () (. 4). называется атмосферным окружающего нас . Это давление во времени с изменением местности. За атмосферное давление , что соответствует пресной воды столба ртути. решении задач атмосферное давление .

Внутри сосуда давление . Жидкость правой трубке на высоту , название избыточной высоты; в трубке жидкость на уровень , название абсолютной высоты, а абсолютным давление точке А [14, .78].



Рис. 4 Пьезометрическая

Вакуум - разность атмосферным и давлением - «пустота» (.) или недостаток (рис. 5)

(13)

Рис. 5 измерения вакуума



1.7

Рассмотрим точку (рис. 6) на глубине h отношению к сравнения 0 - 0. В К установим . Пьезометрический напор

- геометрический напор.

определим напор точке С:

, что .

Отсюда , что напор из удельной энергии давления удельной потенциальной положения (геометрический ) [18, c.74].



Рис 6 расчета напора

опустим в на малую трубку Е, выкачав из воздух. По трубке жидкость на высоту приведенной пьезометрической . Сумма двух величин и гидростатическим напором:

(14)

образом, при гидростатического напора атмосферное давление .

1.8 потенциальная энергия

в точке (рис. 6) имеется жидкости массой . энергия этой относительно плоскости 0-0 .

С учетом высоты добавится - пьезометрическая высота полная потенциальная частицы будет

(15)

обе части на , получим для удельной энергии

(16)

Итак, потенциальная энергия равна пьезометрическому и для точек на К рассматриваемого одинакова [21, c.47].

образом, гидростатическое - это сила водного столба определенным, условно уровнем. Полная подвижность частиц жидкости или позволяет, находясь состоянии покоя, равносильно давление всем направлениям. образом, давление на любую плоскостей, что жидкость, при силы P, по своей пропорциональна размеру поверхности либо по нормали ее сторону. целом гидростатическое является важной жидкостей, используемой во множестве и при с различными , например насосами. величина имеет особенности, раскрывающиеся парадоксе гидростатического . Она представлена трех видах имеет свою измерения.



2. Уравнение идеального газа

состояния идеального (иногда уравнение или уравнение -- Клапейрона) -- формула, зависимость между , молярным объёмом абсолютной температурой газа.

Уравнение вид:

где

-- ,

-- молярный объём,

-- газовая постоянная

-- температура,К.

как , где-- вещества, а , -- масса,--молярная , уравнение состояния записать:

Эта записи носит уравнения (закона) -- Клапейрона.

В постоянной массы уравнение можно в виде:

уравнение называют газовым законом. него получаются Бойля -- Мариотта, и Гей-:

-- закон Бойля -- .

-- Закон Гей-.

-- закон Шарля ( закон Гей-, 1808 г.).А форме пропорции закон удобен расчёта перевода из одного в другое. точки зрения этот закон звучать несколько : Объёмы вступающих реакцию газов одинаковых условиях (, давлении) относятся к другу к объёмам газообразных соединений простые целые . Например, 1 объёмводородасоединяется 1 объёмом хлора, этом образуются 2 хлороводорода:

1 Объём азота с 3 объёмами с образованием 2 аммиака:

-- закон -- Мариотта. Закон -- Мариотта назван честь ирландского , химика и Роберта Бойля (1627--1691), открывшего в 1662 г., также в французского физика Мариотта (1620--1684), который этот закон от Бойля 1677 году. В случаях (в динамике) уравнение идеального газа записывать в

где --показатель , -- внутренняя энергия массы вещества. Амага обнаружил, при высоких поведение газов отклоняется закона Бойля -- . И это может быть на основании представлений [18, c.74].

одной стороны, сильно сжатых размеры самих являются сравнимыми расстояниями между . Таким образом, пространство, в движутся молекулы, , чем полный газа. Это увеличивает число молекул в , так как ему сокращается , которое должна молекула, чтобы стенки. С стороны, в сжатом и, , более плотном молекулы заметно к другим гораздо большую времени, чем в разреженном . Это, наоборот, число ударов в стенку, как при притяжения к молекулам молекулы движутся по к стенке меньшей скоростью, при отсутствии . При не больших давлениях существенным является обстоятельство и немного уменьшается. очень высоких большую роль первое обстоятельство произведениеувеличивается.



3.

Понятие температуры связано с теплового равновесия. , находящиеся в друг с , могут обмениваться . Энергия, передаваемая телом другому тепловом контакте, количеством теплоты.

равновесие - это состояние системы , находящихся в контакте, при не происходит от одного к другому, все макроскопические тел остаются . Температура - это параметр, одинаковый всех тел, в тепловом . Возможность введения температуры следует опыта и название нулевого термодинамики.

Для температуры используются приборы - термометры, которых о температуры судят изменению какого- физического параметра. создания термометра выбрать термометрическое (например, ртуть, ) и термометрическую , характеризующую свойство (например, длина или спиртового ). В различных термометров используются физические свойства (например, изменение размеров твердых или изменение сопротивления проводников нагревании).

В -кинетической теории газа определяется (17):

Получаем:



Уравнение (18) для газа закрытом сосуде V, содержащем число частиц . Отношение тоже постоянная, следовательно, при в (18) величина постоянная любого газа (18) можно представить виде

где - , .

Уравнение (19) позволяет молекулярно-кинетический температуры, которая введена в чисто эмпирическим . Из (19) следует, температура определяется микроскопические характеристики и служит энергии неупорядоченного частиц.

Очевидно, если два находятся в равновесии, то этих тел . А это , что результирующий энергии от тела к равен нулю. условие выполняется равенстве средних кинетической энергии молекул контактирующих [20, c.71].

Таким , за меру , например, одноатомного , может быть средняя кинетическая поступательного движения молекул. Уравнение (19) представить в :

где - постоянная .

Зная массу M, его массу м, объем V, давление P₀ при T₀, можно постоянную Больцмана. значение Дж/. Воспользовавшись (19), можно , например, при 1 К. Эта оказывается очень и равной ~ 2·10^-23 /молекулу.

Итак, можно измерять в градусах ( шкале Кельвина Цельсия), либо джоулях как средней кинетической частицы. Повседневный показывает, что градусной мерой измерении температуры удобнее.

Полученный основании молекулярно- представлений вывод том, что кинетическая энергия движения молекул абсолютной температуре, не только газов, но для вещества любом состоянии.

еще подчеркнуть, температура представляет статистический параметр системы, связанный средним значением большого числа . Ясно, что нелепо интересоваться отдельной молекулы.

еще на важном следствии, из соотношения (19). этому равенству нуль температур такому состоянию газа, при прекращается тепловое молекул. Согласно представлениям о вещества достичь состояния, а более состояния отрицательной абсолютной , невозможно. Все в том, при столь температурах поведение подчиняется уже классическим, а закономерностям.

Отметим , что экспериментальные современной техники небольших объемов и на время позволяют абсолютные температуры, выше температуры нуля лишь 0,00001 К.

Подчеркнем, хотя уравнение (19) связывает между температуру и кинетическую энергию движения молекул, температура и - это разные . Если система из нескольких , находящихся в равновесии друг другом, то энергия всей представляет собой энергий составляющих частей. Температура всей системы температуре каждой части, а сумме температур частей. Система иметь очень энергию (если частиц в очень велико) при этом невысокую температуру. на Земле, на низкую воды в , являются хранилищами неограниченного количества . Энергия системы от ее , а температура - [10, c.59].

Что касается связи понятиями теплоты температуры, которые течение длительного считались едва не синонимами, отметить, что сущности никакой между температурой теплотой нет. не является , характеризующей состояние . О ней сказать, что содержится в . Температура же состояние тела, что она средней кинетической его молекул.



4. распределение энергии

о равнораспределении энергии по свободы, закон , теорема о -- связывает температуру с её энергией в статистической механике. первоначальном виде утверждала, что тепловом равновесии разделена одинаково её различными , например, средняя энергия поступательного молекулы должна средней кинетической её вращательного .

С помощью о равнораспределении делать количественные . Как и теорема, она полные средние и потенциальные для системы данной температуре, которых можно теплоёмкость системы. теорема о также позволяет средние значения компонентов энергии, как кинетическая одной частицы потенциальная энергия пружины. В утверждается, что молекула одноатомного газа, находящегося термодинамическом равновесии ( в состоянии, к термодинамически ), обладает средней энергией равной (3/2), где k_B -- Больцмана, T -- . В общем её можно к любой системе, находящейся состоянии теплового , независимо от , насколько она . Теорема о может использоваться вывода уравнения идеального газа закона Дюлонга -- , для определения теплоёмкости твёрдых . Её также в предсказании звёзд, даже как белые и нейтронные , поскольку закон остаётся верен когда следует релятивистские эффекты [19, .74].

Хотя теорема равнораспределении делает точные предсказания определённых условиях, теряет применимость, квантовые эффекты играть существенную . Равнораспределение действительно тогда, когда энергия k_BT больше, чем между соседними уровнями энергии, что в случае средние энергии и , приходящиеся на степени свободы, , чем величины, с использованием о равнораспределении. , что степень выморожена, если энергия намного , чем этот (это означает, практически такую свободы при условиях можно учитывать, при условии переход возбужденные состояния данной степени практически невозможен). , теплоёмкость твёрдого уменьшается при температурах - поскольку типы движения вымороженными - вместо , чтобы остаться , как это было бы в соответствии классической теоремой равнораспределении. Такое теплоёмкости было знаком физикам 19- столетия, что физика теряет при низкой , и должны сформулированы новые для объяснения наблюдаемого поведения в зависимости температуры. Наряду другим противоречием, закона равнораспределения описания электромагнитного -- также известного ультрафиолетовая катастрофа -- Макса Планка идее, что излучается и квантами. Эта гипотеза положила квантовой теории, при дальнейшей квантовую механики квантовую теорию .

Первоначально термин «» означал, что кинетическая энергия разделена одинаково всех её частей в , как только достигла теплового . Теорема о также даёт предсказания для энергий. Например, предсказывает, что атом благородного , находящегося в равновесии при T, обладает кинетической энергией движения равной (3/2). Как следствие, тяжёлые атомы обладают более средней скоростью, лёгкие атомы при той самой температуре. показывает распределение для скоростей четырёх газов.

этом примере отметить, что энергия является функцией скорости. о равнораспределении , что при равновесии, любая свободы (компоненты положения или частицы), которая только как функция в , обладает средней равной Ѕk_BT поэтому вносит Ѕk_B в системы. У утверждения существует практических приложений.

общая формулировка о равнораспределении , что при условиях (смотрите ), для физической с гамильтонианом и степенями x_n, выполняется соотношение для индексов m n:

? x m ? H ? x n ? = д m n k B T. {\displaystyle {\Bigl \langle }x_{m}{\frac {\partial H}{\partial x_{n}}}{\Bigr \rangle }=\delta _{mn}k_{B}T.}

Здесь д_mn -- Кронекера, который единице если =n и в других . Угловые скобки усреднение ? … ? {\displaystyle \left\langle \ldots \right\rangle }, которое относиться как усреднению по , так и общему усреднению ансамблям в пространстве. Требование , используемое в , подразумевает, что два усреднения [18, c.74].

Общая теоремы верна в случае ансамбля, когда энергии системы , так и случае канонического , когда система с тепловым , с которым может обмениваться .



5. Кинетическая теория

Одним из естественнонаучных достижений . В. Ломоносова его молекулярно- теория тепла.

середине XVIII в европейской господствовала теория , впервые выдвинутая Бойлем. В этой теории представление о огненной (или, вариант, холодообразующей) , посредством которой и передается , а также .

М. В. обращает внимание сообщества на , что ни тел по нагревания, ни веса при , ни фокусировка лучей линзой, могут быть объяснены теорией . Связь тепловых с изменениями отчасти и представление о , что масса вследствие того, материальный теплород в поры и остается . Но, спрашивает . В. Ломоносов, при охлаждении теплород остаётся, сила тепла ?

Опровергая одну , М. В. предлагает другую, которой с бритвы Оккама отсекает лишнее теплорода. Вот выводы М. . Ломоносова, по , «достаточное основание заключается»:

«в какой-то » - так как « прекращении движения и теплота», «движение не произойти без »;

«во внутреннем материи», так недоступно чувствам;

« внутреннем движении материи» тел, есть «не »;

«во вращательном частиц собственной тел», так «существуют весьма тела без» других видов «внутреннего поступательного колебательного», напр. камень покоится ( поступательного движения) не плавится ( колебательного движения ).

«Таким образом, доказали a и подтвердили posteriori, что теплоты является вращательное движение материи».

Эти имели огромный в европейской . Теория, как полагается, более , нежели принималась . В основном была направлена следующие стороны :

Частицы М. . Ломоносова обязательно , что не (по мнению Декарта прежде частицы были , но после до шаров);

, что колебательное влечет распад и потому может служить тепла, тем менее, общеизвестно, частицы колоколов веками и не рассыпаются;

бы тепло вращения частиц лишь передачей , имеющегося у , другому телу, «б и пороху не » от искры;

так как, затухания вращательного при передаче от одной к другой « Ломоносова купно тем движением ; но сие б было, в России».

. В. Ломоносов , что все состоят из - молекул, которые «собраниями» элементов - . В своей «Элементы математической » (1741; незакончена) учёный такое определения: « есть часть , не состоящая каких-либо меньших и от него … Корпускула есть элементов, образующее малую массу».

более поздней (1748) он вместо «» употребляет слово «», а вместо «» - партикула (лат. ) - «частица» или «» (лат. molecula). «» он придаёт ему значение - смысле предела тел - последней их части. говорили: «Как состоят из , так и - из элементов». и молекулы ( и элементы) М. В. часто также - « нечувствительные частицы», подчёркивает, что частицы чувственно . М. В. указывает на «однородных» корпускул, есть состоящих «одинакового числа и тех элементов, соединенных образом», и «» - состоящих из элементов. Тела, из однородных , то есть тела, он началами (лат. ).

Своей корпускулярно- теорией тепла . В. Ломоносов многие гипотезы положения, сопутствовавшие развитию атомистики теорий строения . В его , логических построениях доказательствах можно следующие аналогии представлениями, ставшими более чем лет спустя: - шарообразные вращающиеся - следующий шаг сделан только гипотезой электрона (1874; , ещё позже - появлением модели движении частиц ядра - электронная , вращательная симметрия), скорости вращения повышением температуры, покой - предвосхищает об абсолютном и невозможности достижения (второе термодинамики - 1850; по . Джоулю (1844) теплота - вращательного движения ; теплота, как вращения частиц - У. Д. - при обосновании закона термодинамики); . В. Ломоносов, ошибочной исходной о соприкосновении (но - вращательном!), не менее, использует геометрическую для доказательства, с формой, и взаимодействием величины шарообразных ; опытным путём приблизился к водорода; дал модель идеального , по отдельными , при ряде - соответствующую принятой дальнейшем; демонстрирует между объёмом упругостью воздуха (. закон Бойля-), тут же на дискретность для воздуха сильном его , что определяет размер его - настоящая мысль Я. Д. -дер-Ваальсом выводе уравнения газа; рассматривая и свет (1756-1757), . В. Ломоносов к выводам вращательном («коловратном») частиц тепла волновом («зыблющемся») - света (в 1771 тепловое излучение, « теплоту», рассматривает . В. Шееле); учёный говорит одном происхождении и электричества, , при определённых на общие времени, сопоставимо положениями электромагнитной Д. К. . Некоторые из утверждений в или иной в дальнейшем другими учёными, едином рассмотрении - . Справедливость этих и предшествие М. В. достаточно убедительно химиком и науки Н. . Фигуровским и другими учёными [14, .87].

Вращательное движение . В. Ломоносов в основу «Натуральной философии», один из принципов мироздания. всём умозрительно- характере и идей М. . Ломоносова (учёный широко использовал математический аппарат; математика сама себе ни «абсолютный гарант » - достоверны должны исходные - неслучайно . Гиббс заявляет: « может говорить , что ему , физик должен хоть толику смысла»; приблизительно этом же П. Дюэм), убедительны и (это отмечал, мы видим, математик Леонард ) и хорошо с последовавшими многие десятилетия - подобно открытию его - Д. . Менделеева, который, зная строения , дал фундаментальный , которым впоследствии те, кто именно это .

Выводы механической теплоты, подтвердив её, впервые гипотезу об -молекулярном строении - атомистика получила естественнонаучные доказательства. корпускулярной теорией молекулярно-кинетическими М. В. напрямую связанно понимание актуальности сохранения вещества силы (или ). Принцип сохранения (или движения) него стал аксиомой в им аргументов обосновании молекулярного движения. Принцип регулярно применяется в ранних . В диссертации « действии химических вообще» (1743) он : «Когда какое- тело ускоряет другого, то ему часть движения; но часть движения не может , как теряя такую же ». Аналогичны соображения принципе сохранения , показывающего несостоятельность теплорода. Руководствуясь , М. В. выступает с идей Р. о преобразовании в «стойкую весомую» субстанцию. «Материалах для Ломоносова» в № 165 - видим, что пишет в 1756 года: «В : 1) Между разными опытами. которых на 13 листах, опыты в накрепко стеклянных , чтобы исследовать: ли вес от чистого . Оными опытами , что славного Боция (ошибка - читать, конечно, ) мнение ложно, без пропущения воздуха вес металла остаётся одной мере…». 1774 году А. . Лавуазье опубликует , в которой аналогичные опыты; им был и опубликован сохранения вещества - опытов М. . Ломоносова не опубликованы, поэтому них стало только через лет.

В к Л. он формулирует «всеобщий естественный » (5 июля 1748 года). его в «Рассуждение о и жидкости » (1760):...Все перемены, натуре случающиеся, суть состояния, сколько чего одного тела , столько присовокупится другому, так где убудет материи, то в другом ... Сей всеобщий закон простирается в самые движения, ибо , движущее своею другое, столько оные у теряет, сколько другому, которое него движение .

Являясь противником флогистона, М. . Ломоносов, тем менее, вынужден делать попытки её со «корпускулярной философией» (, объясняя механизм и восстановления , «состав» серы - понимания явлений было, отсутствовала теорией горения - не был кислород), что естественно в ему всеобщей «» относительно теории « флюидов» - иначе не только был бы , но его вообще не бы приняты рассмотрению. Но уже подвергает Г. Э. : «Так как производится тем , что и , даже более огнем, то привести никакого , почему один тот же то внедряется тела, то них уходит» [12, .74].

Основные сомнения . В. Ломоносова с вопросом флогистона, который, при кальцинации металла, даёт веса продукта - в чём усматривает явное «всеобщему естественному ». М. В. оперирует флогистоном материальным веществом, легче воды - существу указывая то, что - водород. В «О металлическом » (1745) он пишет: «… растворении какого- неблагородного металла, железа, в спиртах из склянки вырывается пар, который собой не иное, как , выделившийся от растворителя с металла (ссылка „Диссертацию о химических растворителей “) и увлеченный воздухом с тонкими частями . Ибо: 1) чистые кислых спиртов ; 2) извести металлов, при потере паров, совсем могут быть без добавления -либо тела, горючей материей». аналогичному выводу (« воздух» - флогистон, названный водородом), 20 лет спустя английский ученый . Кавендиш, который уверен, что открытие разрешает противоречия теории . Идентичный вывод . В. Ломоносова работе «О блеске» (1751) «остался »,

М. В. своей «корпускулярной » не только критике наследие и ятрохимии, , выдвигая продуктивные , использовавшиеся им практике - формирует теорию, которой было стать современной науки.



Кинетическая теория процессы, происходящие веществе, исходя тех молекулярных , которые совершают вещества. Основная идея заключается том, что тела состоят мельчайших частиц (, молекул), находящихся непрерывном движении. идея была еще древнегреческим . Согласно Демокриту (. 460--370 до н. .), атомы, соединяясь разъединяясь, образуют безграничное разнообразие в природе. развитие кинетической началось лишь середине XIX . в связи развитием теории , тепловых машин термодинамики.

Кинетическая описывает как процессов (скорость, свойств вещества времени) -- то, термодинамика не , -- так и теплового равновесия. точки зрения теории равновесие -- такая ситуация, различные молекулярные уравновешивают друг . Скажем, при между жидкостью ее насыщенным (см. Испарение) испаряющихся в времени частиц должно быть числу конденсирующихся пара.

Наиболее и наиболее является кинетическая газов. Основной в нее Р. Клаузиус (1822--1888), . Максвелл (1831 --1879) и . Больцман (1844--1906). В кинетической теории большую роль представление молекул виде абсолютно , упругих шариков.

кинетической теории, (атомы, молекулы) газе находятся расстояниях друг друга, больших сравнению с размерами, движутся и равномерно, сталкиваясь друг другом и стенками сосуда.

основные положения вещества. Молекулы - маленькие частицы, имеют химические вещества. Молекулы из более частиц - атомов элементов. В есть 92 химические . Вместе с сейчас насчитывается 105 .

Вещество, которое из атомов одного вида, элементом (водород, , азот и .). Каждый элемент свой номер в таблице . Число Z число протонов ядрах атомов электронов, движущихся атоме вокруг .

При нагревании скорость теплового и кинетическая его частиц , а при уменьшаются. Степень тела характеризует температура, которая мерой средней энергии хаотического движения молекул тела.

Молекулы веществ по- взаимодействуют друг другом. Это зависит от молекул и между ними. зависимости от движения и молекул различают состояния вещества: , жидкое, газообразное ().

Плазма - сильно газ (воздух), действием высоких . Для газов большие межмолекулярные , малые силы , поэтому газы неограниченно расширяться. газа хаотически спивударяються друг другом и стенками сосуда.

жидкостях молекулы тесно и вокруг положения , а также из одного положения в (ближний порядок).

твердых телах взаимодействия каждой с соседними велики, что совершает малые вокруг некоторого положения равновесия - кристаллической решетки - порядок.



Список источников

1. Башлачев, .А. Фундаментальные физики: Курс / Ю.А. , Д.Л. . М.: Ленанд, 2012. 240 .

2. Бондарев, Б.. Курс общей . Книга 3: Термодинамика, физика, строение : Учебник для / Б.В. , Н.П. , Г.Г. . Люберцы: Юрайт, 2016. 369 .

3. Грабовский, Р.. Курс физики: пособие / Р.. Грабовский. СПб.: , 2012. 608 c.

4. Ерофеева, .В. Практические по общему физики: Учебник бакалавриата и / Г.В. , Ю.Ю. , Е.А. и др. : Юрайт, 2016. 492 c.

5. , Н.П. по решению по общему физики. Основы физики. Строение . Атомная и физика: Учебное / Н.П. . СПб.: Лань, 2014. 240 .

6. Канке, В.. Курс общей . Т. 4. Сборник и задач общей физике 4-х тт :4 / В.А. . М.: КноРус, 2012. 368 .

7. Карманов, М.. Курс общей . Т. 3. Квантовая . Атомная физика. твердого тела 4-х тт :3 / М.В. . М.: КноРус, 2012. 384 .

8. Ковалев, С.. Курс общей . Т. 2. Электричество магнетизм. Волны. В 4-х Т:2 / С.. Ковалев. М.: , 2012. 576 c.

9. Кудин, .С. Курс физики (в и задачах): пособие / Л.. Кудин, Г.. Бурдуковская. СПб.: , 2013. 320 c.

10. Кузнецов, .И. Курс с примерами задач. Часть . Механика. Молекулярная . Термодинамика / С.. Кузнецов. СПб.: , 2014. 464 c.

11. Ливенцев, .М. Курс : Учебник / Н.. Ливенцев. СПб.: , 2012. 672 c.

12. Лоренц, .А. Курс . В 2 т. / .А. Лоренц. .: Ленанд, 2016. 824 c.

13. , С.И. по общему физики в и ответах: / С.И. , Н.И. . М.: КД , 2016. 184 c.

14. Ольхова, .Г. Краткий физики с решения задач () / Р.Г. . М.: КноРус, 2013. 280 .

15. Рожанский, Д.. Курс физики: и волны. . Свет / Д.. Рожанский. М.: Либроком, 2013. 248 c.

16. , В.Н. физики с решения задач. 2 т. Т. 2 2-х тт :2 / В.Н. . М.: КноРус, 2013. 384 .

17. Савельев, И.. Курс общей в 4-х т.1, т.2, .3, т.4: Учебное / И.В. . М.: КноРус, 2012. 1856 .

18. Сивухин, Д.. Общий курс . Т.1. Механика: пособие в 5 . / Д.В. . М.: Физматлит, 2014. 560 .

19. Смирнова, М.. Корректирующий курс : Учебное пособие / .Ф. Смирнова, .Л. Сафронов, .В. Смирнова. .: Лань П, 2016. 160 .

20. Стась, Н.. Курс физики: пособие / Н.. Стась. СПб.: , 2012. 608 c.

21. Степин, .А. Курс физики: Учебное 3-х тт. .1. Механика. Молекулярная . Колебания и / П.А. . СПб.: Лань , 2016. 352 c.

22. Стерхов, .В. Курс физики: Учебное 3-х тт. .3. Оптика. Физика и молекул. атомного ядра микрочастиц КПТ / .В. Стерхов. .: Лань КПТ, 2016. 496 .

23. Стрелков, С.. Практикум по задач по курсу физики. квантовой физики. вещества. Атомная ядерная физика: пособие / С.. Стрелков, Д.. Сивухин, В.. Угаров. СПб.: , 2014. 240 c.

24. Ступин, .Ю. Курс физики (в и задачах): пособие / Д.. Ступин. СПб.: , 2013. 320 c.

25. Стурман, .И. Курс физики (в и задачах): пособие / В.. Стурман. СПб.: КПТ, 2016. 320 c.

26. , В.И. физики с решения задач. II. Электричество магнетизм. Колебания волны: Учебное / В.И. . СПб.: Лань, 2015. 416 .

27. Сушков, А. физики: Учебник / . Сушков. СПб.: П, 2014. 672 c.

28. , А.Г. физики: Учебник / .Г. Схиртладзе, .А. Гречишников др. СПб.: П, 2016. 672 c.

29. , С.К. физики: Учебник / .К. Сысоев, .С. Сысоев, .А. Левко. .: Лань П, 2016. 608 .

30. Телеснин, В.. Трудные графики курсе общей : Учебное пособие / .Р. Телеснин. .: Лань, 2014. 208 c.

31. , В.М. физики с решения задач. 2 т. Т. 1 2-х тт :1 / В.М. . М.: КноРус, 2013. 592 .

32. Толмачев, Ю.. Курс физики: пособие / Ю.. Толмачев, В.. Дубок. СПб.: П, 2016. 448 c.

33. , Н.Н. физики. В 3- тт. Том 3 оптика. Атомная . Физика твердого . Физика атомного и элементарных : Учебник / Н.. Третьяков, В.. Исаичев, Ю.. Захваткин. СПб.: , 2016. 308 c.

34. Трофимова, .И. Краткий физики с решения задач / .И. Трофимова. .: КноРус, 2013. 280 c.

35. , В.И. общей физики: . В 3-х . Т.3. Квантовая . Атомная физика. твердого тела. атомного ядра элементарных частиц. / .И. Трухачев, .В. Капустин др. СПб.: П, 2016. 320 c.

36. , А.А. физики. В 3- тт. Том 1 . Молекулярная физика: / А.А. , В.Г. . СПб.: Лань, 2016. 352 .

37. Тульчинский, Г.. Курс общей . В 3-х . Том 2 Электричество магнетизм. Волны. : Учебник / Г.. Тульчинский, С.. Герасимов, Т.. Лохина. СПб.: , 2016. 496 c.

38. Фальковский, .И. Курс физики: Учебник / .И. Фальковский. .: Лань П, 2016. 480 .

39. Фаритов, Т.. Курс общей : Учебник / Т.. Фаритов. СПб.: П, 2016. 656 c.

40. , А. Жизнь невозможном мире. курс физики лириков / А. . СПб.: Ивана , 2012. 288 c.

41. Ширяева, .И. Задачи общему курсу в вопросах ответах: Электричество магнетизм / Н.. Ширяева, С.. Лучич. М.: Либроком, 2015. 272 c.

Размещено на Allbest.ru

...