Главная > Физика > Общий курс физики. Молекулярная физика
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

Глава I. КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ИДЕАЛЬНЫХ ГАЗОВ

§ 1. Идеальный газ

В большей части явлений, которым посвящена эта книга, нет нужды не только считаться с квантовым характером внутриатомных процессов, но даже учитывать самый факт существования какой-то структуры атомов. В нашу задачу входит изучение систем, состоящих из большого числа молекул, рассматриваемых как тела малых размеров и масс.

Понятно, что теоретическое изучение таких молекулярных систем связано с большими трудностями, так как для этого требуется учесть все те силы, которые действуют на каждую молекулу со стороны всех других. Если предположить, что движения молекул являются чисто механическими и подчиняются законам механики, то для полного описания всякой молекулярной системы нужно, как будто бы, решить механическую задачу о движении всех молекул под действием заданных сил. Это значит, что должны быть написаны и решены уравнения движения, число которых равно числу молекул в данной системе (точнее говоря, число уравнений должно быть втрое больше, поскольку положение молекулы определяется тремя координатами, т. е. каждая молекула имеет три степени свободы). Если учесть, что, например, в газа при обычных условиях содержится молекул, то станет ясно, что не только решить, но даже написать такое чудовищное число уравнений невозможно.

Но именно грандиозность числа молекул делает ненужным рассмотрение движения каждой из них в отдельности. При таком большом числе частиц оказывается возможным ограничиться знанием лишь средних значений величин, характеризующих их движение: их средней скорости, средней энергии и т. д. Этим приемом мы и будем пользоваться при изучении молекулярных систем.

Из трех агрегатных состояний, в которых может находиться всякое вещество, наиболее простым является газообразное, так как в этом случае силы, действующие между молекулами, очень

малы и ими при определенных условиях можно пренебречь. Поэтому мы начнем изложение молекулярной физики с рассмотрения свойств газов. При этом будем сначала полагать, что межмолекулярные силы в них даже не малы, а полностью отсутствуют. Для простоты пренебрежем также размерами молекул, т. е. будем считать их материальными точками. При таких допущениях молекулы газа должны считаться совершенно свободными. Это значит, что движутся они прямолинейно и равномерно, как всегда движутся тела, не подверженные действию каких-либо сил. Каждая молекула ведет себя, следовательно, так, как будто других молекул в сосуде нет.

В дальнейшем, при рассмотрении реальных газов, мы снимем эти произвольные допущения, оправданные, впрочем, тем, что при определенных условиях такая идеализация не уводит нас слишком далеко от действительности.

Газ, обладающий такими же свойствами, как и совокупность невзаимодействующих материальных точек, называется идеальным газом. Изложение кинетической теории идеальных газов будет нашей первой задачей.

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление