Какая-то абстрактная тема. Непонятно. В названии нет никаких уравнений, никаких законов. Что это вообще такое? Давайте попробуем разобрать название темы по словам. Мы думаем, что тогда что-то станет яснее.

«Основные положения…» – это, по-видимому, основные утверждения, которые надо понять, чтобы разобраться в «молекулярно-кинетической теории».

«Молекулярно-…» – это значит, что речь идёт про молекулы – некоторые мельчайшие частицы вещества. Мы думаем, что вы знаете про молекулы. Например, из химии. По крайней мере, знаете, что они в принципе существуют, а возможно, даже помните химические формулы некоторых молекул.

«…-кинетической…» – кинетика – знакомое слово. Например, оно встречалось в названии кинетической энергии – энергии движения. Значит, что-то движется. В названии темы есть слово «молекулы». Похоже, что они и движутся.

«…теории» – это слово, думаем, объяснять не нужно.

Если собрать вместе наше понимание отдельных частей, то получается, что это теория про то, что вещество состоит из молекул и они всё время двигаются. Так оно и есть.

По сути, перед тем как изучать вещество, физики решили договориться – а что такое вещество? Ответ на этот вопрос содержится в трёх пунктах – трёх постулатах молекулярно-кинетической теории:

1. Вещество состоит из мелких частиц: молекул или атомов; да, именно так – некоторые вещества состоят из молекул, а некоторые – напрямую, сразу – из атомов.

2. Эти частицы всё время хаотически (случайно) двигаются.

3. Частицы (молекулы) взаимодействуют друг с другом – отталкиваются и притягиваются.

Попробуем разобрать каждый из пунктов немного подробнее – и дополним картинками.

1. Вещество состоит из мельчайших частиц: молекул или атомов. Многие наверняка видели, как крошится сахар. Маленький кристаллик сахара можно дробить и дробить – так, что в итоге он превращается в пыль. Можно предположить, что есть некоторый предел этому дроблению, когда мы получим самые маленькие кусочки сахара – молекулы. Если бы нам удалось раздробить каждую из молекул сахара, то получившиеся фрагменты были бы уже не сахаром, а отдельными атомами, как вы, может быть, помните из курса химии.

На самом деле, молекулы сахара ну ооооочень маленькие. И тот сахарный порошок, который можно получить из сахара в домашних условиях, – это, конечно же, ещё не молекулы. Молекулы ещё меньше.

В некоторых случаях вещества состоят не из молекул, а из атомов. Атомы не объединяются в молекулы, а объединяются сразу во что-то вроде одной «большой молекулы». Например – атомы углерода в графите – в стержне ваших карандашей.

2. Молекулы и атомы всё время находятся в хаотическом движении. Это движение ещё называется тепловым движением молекул. В газах молекулы «летают» (двигаются) по всему объёму, в жидкости – достаточно свободно «плавают», в твёрдых телах – колеблются в некотором положении (около положения равновесия). Увидеть такое движение без микроскопа очень сложно. Но можно увидеть его следствия, проявления. Например, пусть у нас есть комната, в которой закрыты все окна, все двери, ниоткуда не дует. И в этой комнате, в одном из углов, мы распыляем духи. Через некоторое время запах духов будет чувствоваться не только в том углу, где они были распылены, но и в других частях комнаты тоже. Если бы молекулы духов никуда не двигались, то они бы никогда не переместились из того места, где их изначально распылили. А раз это произошло, значит – они двигаются, не стоят на месте. Причём запах духов будет ощущаться во всех углах комнаты. Значит, молекулы духов двигаются во все стороны, а не только в какую-то одну. Теперь и этот пункт молекулярно-кинетической теории становится для нас более понятным.

Что из перечисленного является примером хаотического теплового движения молекул?

Движение молекул воды в водопроводных трубах в квартире.

Движение молекул воздуха, взмывающих вверх над костром.

Движение молекул красителя в стакане с водой – постепенное распространение окраски воды на весь стакан.

Перемещение молекул воздуха в воздушном шарике, когда ребёнок бежит с ним по дороге.

3. Молекулы взаимодействуют друг с другом: отталкиваются и притягиваются. Ну, кажется, это вполне логично. Если одна молекула летит на другую, вряд ли одна молекула пройдёт насквозь через другую молекулу. Скорее всего, они оттолкнутся. Отталкивание, если рассматривать в деталях, – это электромагнитные силы. Но пока мы не будем сильно углубляться в этот вопрос.

То, что молекулы могут и притягиваться, можно понять, если вспомнить из курса химии, что молекулы состоят из атомов, а атомы – из положительных и отрицательных частиц: из положительных протонов и отрицательных электронов. Положительные и отрицательные частицы – притягиваются. Детально рассматривать механизм притяжения мы не будем. Просто поверим в то, что притяжение действительно может существовать.

Броуновское движение

То, что молекулы или атомы, из которых состоят вещества, находятся в непрерывном движении, можно увидеть. Увидеть это можно в веществах в жидком и газообразном состояниях, если поместить в эти вещества небольшие частички, которые немного больше по размерам самих атомов или молекул. Например, Броун увидел, как частицы пыльцы всё время двигались (непрерывно и хаотично), когда их помещали в жидкость. Движение достаточно больших частиц из-за «толчков» молекул и атомов жидкости или газа называется броуновским движением.

Если постараться изобразить краткую суть положений МКТ на одном рисунке, то можно получить следующее:

Разберём задачу.

Если толчёный мел размешать в воде, то частицы мела будут долго «висеть» в толще воды, не оседая на дно.

(Источник: ЕГЭ-2014. Физика. Досрочный экзамен. Вариант 1)

Это явление объясняется тем, что

вода выталкивает их вверх согласно закону Архимеда.

частицы мела совершают броуновское движение в воде.

Земля не притягивает столь мелкие частицы.

температура частиц мела выше температуры воды.

Идеальный газ

Возможно, вы знаете, что тела бывают:

  • твёрдые
  • жидкие
  • газообразные.

Говорят, что тела могут находиться в трёх агрегатных состояниях: твёрдом, жидком и газообразном. По традиции изучения школьной физики первыми рассматриваются газообразные тела. Или просто – газ.

Чтобы можно было что-то сказать о газе, надо договориться, что именно мы понимаем под газом. Для этого нужно принять некоторую модель газа. То есть как-то идеализировать газ. Или – принять модель идеального газа. Ну, это что-то вроде модели идеального круга на доске. Известно, как он должен выглядеть. Но если вы попытаетесь нарисовать его на доске, то в реальности он будет не совсем круглым – скорее, овальным; линия будет не идеально тонкой, а иметь некоторую толщину и немного «петлять».

Физики договорились, что есть некоторая модель – модель идеального газа.

Она фактически рождается из основных положений МКТ. Только есть небольшие изменения и дополнения. Вот они.

Модель идеального газа:

– размеры молекул газа несравнимо меньше расстояний между молекулами газа; молекулы идеального газа – это крошечные шарики, которые «летают» в пространстве»;

– эти «шарики» никак не взаимодействуют друг с другом на расстоянии – не притягиваются и не отталкиваются (кстати, это не противоречие МКТ, а её упрощение: в реальном мире молекулы взаимодействуют друг с другом – притягиваются и отталкиваются; нам же нужно что-то попроще, чем реальный мир, – поэтому мы говорим, что молекулы друг с другом не взаимодействуют);

– они взаимодействуют только при непосредственном ударе друг о друга;

– их удары друг о друга – абсолютно упругие (напомним, что абсолютно упругое столкновение – это столкновение, при котором выполняется закон сохранения механической энергии) .

Модель идеального газа – это упрощение ситуации с реальным газом. Но упрощение, которое очень близко к реальности – к тому, что происходит в газе по-настоящему.

Неплохим аналогом идеального газа может быть движение бильярдных шаров на столе. Правда, в этом случае движение плоское. В случае газа – оно объёмное.

Решим задачу.

Учитель записал на доске три утверждения, относящиеся к молекулам.

  1. Размерами молекул можно пренебречь.
  2. Молекулы при столкновениях взаимодействуют как упругие шары.
  3. При любом расстоянии между молекулами между ними действуют силы притяжения.

(Источник: ЕГЭ-2014. Физика. Тренировочная работа от 06.05.2014)

Какие из этих утверждений можно соотнести с моделью идеального газа?

Все три утверждения.

Только первое утверждение.

Первое и второе утверждения.

Первое и третье утверждения.

Задачи для самостоятельного решения: #основные положения мкт

  • Понравилось?