Grundlæggende formler for molekylær fysik

Molekylær fysik er en omfattende filial af fysik, der studerer stoffets struktur på molekyliveau, ændringer i systemets makroparametre under påvirkning af det ydre miljø og faseovergange. Egenskaberne af polymerer og plasmaer undersøges også ved molekylær fysik. Formler og definitioner af dette afsnit, som vil være nyttige til løsning af problemer, findes i denne artikel.

Grundlæggende begreber i afsnittet

Et molekyle er den mindste enhed af et stof med alle dets egenskaber.

Den ideelle gas er en gas, for hvilken den intermolekylære interaktionskraft er nul, molekylerne behandles som materialepunkter, og virkningerne mellem dem er absolut elastiske. Mange molekylære fysiske formler anvendes præcist med hensyn til en ideel gas.

Energi er en mængde, der karakteriserer et systems evne til at udføre arbejde.

Arbejde - mængden af energi overført til systemet ved at ændre parametrene.

Andre begreber i denne sektion: temperatur, indre energi, potentiel energi, diffusion, termisk ledningsevne, mængde materiale, varmekapacitet, fordampning, kondensation, krystallisation, mættet damp.

Grundlæggende formler

Formuleringerne af molekylær fysik etablerer en forbindelse mellem forskellige parametre i systemet. De grundlæggende formler i dette afsnit omfatter Clapeyron ligningen, der beskriver tilstanden for en ideel gas, Boyle, Charles og Gay-Lussacs love.

Clapeyron ligningen er skrevet som:

PV = nRT

Her er p trykket, n er mængden af materiale i mol, R er den universelle gas konstant, T er temperaturen i kelviner, og V er volumenet optaget af gassen.

Fra denne formel af molekylær fysik ved hjælp af enkle transformationer opnås andre statslove:

PV = const (formuleringen af Boyle-Mariotte-loven, som anvendes på den isotermiske proces);

V / T = const (den første Gay-Lussac lov, der gælder for den isobariske proces);

P / T = const (Karls lov gælder for isokorisk proces).

Andre vigtige formler af molekylær fysik:

N = m / M = N / Na (formel for at finde mængden af stof).

P = nkT.

I den sidste formel er n koncentrationen, k er konstanten og Boltzmann konstanten.

E = (3NkT) / 2 (formlen for at finde den termiske energi).

P = p ₁ + p ₂ + ... + p _i (formel til bestemmelse af trykket af en gasblanding, kendt som Dalton-loven).

Formler for termodynamik og statistisk fysik

Statistisk fysik er også en gren af molekylær fysik. Nogle formler af molekylær fysik anvendt i statistisk fysik og termodynamik er angivet ovenfor.

Q = mc (t2-t1)

Q = A + (U2-U1) (Ui er den indre energi)

DH = TdS + Vdp

Her er H entalpien.

G er Gibbs energien eller det termodynamiske potentiale.

V = dG / dp

S = -dG / dT (S er entropien, værdien indført af Clausius, sandsynlighedsforanstaltningen).