Частные вопросы курса физики. Александров В.Н - 79 стр.

                                   ТЕМА 5

     ОСНОВЫ МОЛЕКУЛЯРНОЙ ФИЗИКИ И ТЕРМОДИНАМИКИ

     § 1. Введение

       Молекулярная физика изучает макроскопические системы: газы, жидкости,
твердые тела, плазму. Эти столь разнородные по своим свойствам вещества
обладают одним общим признаком, позволяющим изучать их с единой точки
зрения, – они содержат огромное число микроскопических частиц: атомов и
молекул. Так, в 1 см3 воздуха или любого газа находится около 1019 атомов или
молекул, в 1 см3 твердого тела атомов или молекул больше в ~ 103 – 104 раз.
       Молекулы и атомы в веществе находятся в непрерывном тепловом
движении, причем характер этого движения определяет, в каком состоянии –
твердом, жидком или газообразном – будет находиться вещество.
       Для изучения макроскопических процессов в системах, связанных с
огромным числом содержащихся в них атомов и молекул, применяются два
качественно различных, но взаимно дополняющих друг друга метода:
статистический (молекулярно-кинетический) и термодинамический. Первый
лежит в основе молекулярной физики, второй – термодинамики.
       Молекулярная физика исходит из того, что все вещества состоят из
находящихся в непрерывном движении молекул (атомов). Процессы,
изучаемые молекулярной физикой, - результат взаимодействия огромного
числа молекул. Свойства объединения (совокупности или ансамбля) большого
числа молекул отличны от свойств отдельной молекулы и подчиняются
статистическим      закономерностям.     Молекулярная     физика      объясняет
температуру, давление и другие параметры состояния тел, как суммарный
результат взаимодействия молекул. При этом она не интересуется движением
отдельных молекул, а вводит понятия средних величин, которые характеризуют
движение огромной совокупности частиц (средняя скорость, средняя энергия и
т.д.) и использует их для объяснения физических явлений.
       Например, в дальнейшем будет показано, что температура тела может
быть выражена только через среднее значение скорости беспорядочного
движения молекул. Поэтому нельзя говорить о температуре одной молекулы.
Такие макроскопические характеристики тел, как температура, имеют смысл
только при большом числе молекул.
       Термодинамика – раздел физики, изучающий общие свойства
макроскопических систем, находящихся в состоянии термодинамического
равновесия, и процессы перехода между этими состояниями. Термодинамика не
рассматривает микропроцессы, лежащие в основе этих переходов.
Термодинамика базируется на нескольких фундаментальных законах (началах),
установленных в результате обобщения опытных данных. Основа
термодинамического метода – определение состояния термодинамической

78