73 что называется макроскопической системой
§ 19. Макроскопическая система и характеристики её состояния
Макроскопическая система
1. Любое тело — твёрдое, жидкое, газообразное — состоит из огромного числа частиц, которые находятся в непрерывном, хаотическом движении и взаимодействуют между собой.
Тела, состоящие из очень большого числа частиц: атомов, молекул, ионов, называют макроскопическими телами или макроскопическими системами. Примерами макроскопических систем могут служить газ в баллоне, жидкость в сосуде, твёрдое тело.
Раздел физики, в котором изучают физические свойства макроскопических тел (макроскопических систем) в различных агрегатных состояниях на основе рассмотрения их внутреннего (молекулярного) строения, называют молекулярной физикой.
Состояние макроскопической системы
2. Напомним, что в механике объектом, изменение состояния которого исследуется, является механическая система (материальная точка или весьма небольшое их число). Состояние механической системы характеризуется параметрами состояния, к которым относятся координата и импульс. При изменении состояния системы параметры изменяются. Их значение в любой момент времени можно однозначно определить, если известны параметры начального состояния системы и закон их изменения (кинематические уравнения движения, законы Ньютона).
Тепловые явления также связаны с изменением состояния макроскопических тел. Например, если поставить на включённую плиту сосуд с водой, то состояние системы «сосуд—вода» начнёт изменяться: через некоторое время сосуд и вода нагреются, их объёмы увеличатся. Если быстро сжать газ в цилиндре, то его состояние тоже изменится: объём газа уменьшится и он нагреется.
Из рассмотренных примеров видно, что состояние макроскопической системы так же, как и механической, характеризуется определёнными параметрами. Такими параметрами являются объём, давление, температура. Они характеризуют состояние макроскопической системы как целого, поэтому их называют макроскопическими параметрами состояния системы.
Вместе с тем вам известно, что температура макроскопической системы связана со скоростью движения её молекул: чем больше скорость движения молекул, тем выше температура. Со скоростью движения молекул связано и давление газа на стенки сосуда; оно также зависит от массы молекул. Таким образом, значения макроскопических параметров связаны с характеристиками частиц, составляющих макроскопическую систему.
73 что называется макроскопической системой
ГЛАВА ПЕРВАЯ. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ
1. Макроскопическая система
Под макроскопической системой понимается совокупность тел любой физико-химической природы, которая полностью характеризуется некоторым числом не зависящих друг от друга макроскопических параметров.
-Если какую-нибудь совокупность тел принять за интересующую нас систему, то все остальные материальные тела будут являться внешними по отношению к этой системе.
Все системы можно разделить на системы изолированные и неизолированные. Система не изолирована, если она находится в каком-либо взаимодействии с окружающей средой. Взаимодействие между системой и окружающей средой заключается в обмене теплотой и работой. Если на систему воздействует, кроме внешнего давления, еще электрическое и магнитное поля, то внешняя работа над системой будет выражаться в сжатии системы, а также в ее поляризации и намагничивании тел.
Если теплота не входит в систему и не уходит из нее, т. е. система и окружающая среда не обмениваются теплотой, то такая система изолирована от окружающей среды в тепловом отношении. В этом случае говорят об адиабатной оболочке, т. е. оболочке, не допускающей теплообмена между рассматриваемой системой и внешней средой. Если же система и окружающие тела обмениваются теплотой, а работа сжатия или расширения системы не совершается (например, охлаждение или нагревание системы при постоянном объеме), то такие системы будут изолированными в механическом отношении.
Система называется изолированной, если она не взаимодействует с окружающими телами.
Макроскопическая система и характеристики её состояния
Презентация для уроков физики в 10 классе. Характеристики состояния макроскопической системы.
Просмотр содержимого документа
«Макроскопическая система и характеристики её состояния»
§19. макроскопическая система и характеристики ее состояния
1. Макроскопическая система
Любое тело – твердое, жидкое, газообразное – состоит из огромного числа частиц, которые находятся в непрерывном, хаотическом движении и взаимодействуют между собой.
Макроскопическое тело (макроскопическая система) – тела, состоящие из очень большого числа частиц: атомов, молекул, ионов.
Молекулярная физика – раздел, в котором изучают физические свойства макроскопических тел в различных агрегатных состояниях на основе рассмотрения их внутреннего строения
2. Состояние макроскопической системы
Состояние механической системы характеризуется параметрами состояния, к которым относятся координата и импульс. При изменении состояния системы параметры изменяются.
Если известны параметры начального состояния системы и закон их изменения (кинематические уравнения движения, законы Ньютона).
Примеры: поставим на включенную плиту сосуд с водой, то состояние системы «сосуд-вода» начнет изменяться: через некоторое время сосуд и вода нагреются, их объемы увеличатся.
Вывод: состояние макроскопической системы, как и механической, характеризуются определенными параметрами (объем, давление, температура). Они характеризуют состояние макроскопической системы как целого, поэтому их называют макроскопическими параметрами состояния системы.
3.Методы изучения макроскопических систем
В основе молекулярной физики лежат две теории: термодинамика и молекулярно-кинетическая теория строения вещества.
Термодинамические и статистические теории используют разные, но взаимно дополняющие друг друга методы описания тепловых явлений и тепловых свойств тел и веществ.
Термодинамическая теория- описание состояния и свойств макроскопической системы с помощью макроскопических параметров.
При использовании статистического метода исходят из того, что все вещества состоят из непрерывного хаотически движущихся частиц.
При использовании статистического метода описания свойств макроскопических систем оперируют средними значениями величин.
Статистическая теория- состояние частиц макроскопической системы в определенные моменты времени носит случайный характер, что их движение не подчиняется никаким законам.
Макроскопическая система и характеристики её состояния
Методы изучения макроскопических систем
3. Движение и взаимодействие материальных точек в механике описывается законами Ньютона. В газе объёмом 1 м 3 при нормальных условиях содержится 1025 молекул, а в таком же объёме твёрдых и жидких тел — порядка 10 28 молекул. Движение каждой отдельной частицы вещества приблизительно можно описать с помощью законов Ньютона, однако учесть все взаимодействия, в которых участвует данная частица, практически невозможно. Поэтому состояние каждой частицы макроскопической системы в тот или иной момент времени случайно: случайны её положение, значение и направление скорости. Следовательно, использовать для анализа макроскопических систем тот метод, который использовался в механике, не представляется возможным.
В основе молекулярной физики лежат две теории: термодинамика и молекулярно-кинетическая теория строения вещества. Эти теории используют разные, но взаимно дополняющие друг друга методы описания тепловых явлений и тепловых свойств тел и веществ: термодинамический и статистический.
Описание состояния и свойств макроскопической системы с помощью макроскопических параметров, которые часто называют термодинамическими, является задачей термодинамического метода. Он опирается на данные наблюдений и опытов и описывает явления и свойства макроскопических систем, связанные с превращением энергии, не рассматривая их внутреннее строение.
Поскольку свойства макроскопической системы зависят от её внутреннего строения, характера движения и взаимодействия входящих в неё частиц, использование лишь термодинамического метода не позволяет эти свойства объяснить.
При использовании статистического метода исходят из того, что все вещества состоят из непрерывно хаотически движущихся частиц. При этом моделируют внутреннее строение вещества и предсказывают свойства системы, вытекающие из построенной модели. Математическую основу статистического метода составляет теория вероятности.
Уже говорилось, что состояние любой частицы, входящей в макроскопическую систему, в данный момент времени случайно. Однако оно может быть предсказано с определённой вероятностью.
При использовании статистического метода описания свойств макроскопических систем оперируют средними значениями величин. Так, характеризуя концентрацию молекул в сосуде, имеют в виду среднее число частиц в единице объёма. Устанавливая связь между температурой тела и скоростью движения его молекул, учитывают среднюю скорость, среднюю кинетическую энергию движения частиц.
Макроскопическая система и ее характеристики. Атомы и молекулы. 10 класс
МАКРОСКОПИЧЕСКАЯ СИСТЕМА И ХАРАКТЕРИСТИКИ ЕЕ СОСТОЯНИЯ. АТОМЫ И МОЛЕКУЛЫ, ИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Любое тело – твердое, жидкое, газообразное – состоит из огромного числа частиц, которые находятся в непрерывном, хаотическом движении и взаимодействуют между собой.
Тела, состоящие из очень большого числа частиц: атомов, молекул, ионов, называют макроскопическими телами или макроскопическими системами.
газ в баллоне, жидкость в сосуде, твердое тело
Молекулярная физика – раздел физики, в котором изучают физические свойства макроскопических тел в различных агрегатных состояниях на основе рассмотрения их внутреннего строения.
Состояние механической системы характеризуется параметрами состояния, к которым относятся координата и импульс. При изменении состояния системы параметры изменяются. Их значение в любой момент времени можно однозначно определить, если известны параметры начального состояния системы и закон их изменения.
если поставить на включенную плиту сосуд с водой, то состояние системы «сосуд-вода» начнет изменяться; через некоторое время сосуд и вода нагреются, их объемы увеличатся.
Параметры состояния системы, которые характеризуют состояние системы как целого – объем, давление, температура.
В основе молекулярной физики лежат 2 теории: термодинамика и МКТ.
Все вещества состоят из частиц, между которыми есть промежутки
Частицы вещества находятся в непрерывном хаотическом движении
Частицы вещества взаимодействуют между собой; между ними действуют силы притяжения и отталкивания
Экспериментальные обоснования существования молекул и атомов
Левкипп (5 в до н.э.) и Демокрит (460 –т370 до н.э.) «Идея атомистического строения вещества»
М.В. Ломоносов – считал, что все тела состоят из элементов – наименьших неделимых частиц
Простейшие молекулы 10 ^-10 м
Белковые соединения 10^-8,10^-7 м
При расчетах часто пользуются понятием относительной молекулярной массы.
Относительная молекулярная масса – величина, равная отношению массы молекулы данного вещества к 1/12 массы атома углерода.
количеством вещества называют величину, равную отношению числа молекул или атомов в данном теле к числу атомов в 0,012 кг углерода.
один моль – количество вещества.
Молярная масса – масса количества вещества 1 моль.
Концентрация молекул. Постоянная Авогадро
Число молекул в единице объема называют концентрацией.
один моль любого вещества содержит одинаковое число молекул. Это число называют постоянной Авогадро.
Постоянная Авогадро – число молекул или атомов в количестве вещества 1 моль.
Курс повышения квалификации
Дистанционное обучение как современный формат преподавания
Курс профессиональной переподготовки
Физика: теория и методика преподавания в образовательной организации
Курс профессиональной переподготовки
Методическая работа в онлайн-образовании
Ищем педагогов в команду «Инфоурок»
МАКРОСКОПИЧЕСКАЯ СИСТЕМА И ХАРАКТЕРИСТИКИ ЕЕ СОСТОЯНИЯ. АТОМЫ И МОЛЕКУЛЫ, ИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Любое тело – твердое, жидкое, газообразное – состоит из огромного числа частиц, которые находятся в непрерывном, хаотическом движении и взаимодействуют между собой.
Тела, состоящие из очень большого числа частиц: атомов, молекул, ионов, называют макроскопическими телами или макроскопическими системами.
газ в баллоне, жидкость в сосуде, твердое тело
Молекулярная физика – раздел физики, в котором изучают физические свойства макроскопических тел в различных агрегатных состояниях на основе рассмотрения их внутреннего строения.
Состояние механической системы характеризуется параметрами состояния, к которым относятся координата и импульс. При изменении состояния системы параметры изменяются. Их значение в любой момент времени можно однозначно определить, если известны параметры начального состояния системы и закон их изменения.
если поставить на включенную плиту сосуд с водой, то состояние системы «сосуд-вода» начнет изменяться; через некоторое время сосуд и вода нагреются, их объемы увеличатся.
Параметры состояния системы, которые характеризуют состояние системы как целого – объем, давление, температура.
В основе молекулярной физики лежат 2 теории: термодинамика и МКТ.
· Все вещества состоят из частиц, между которыми есть промежутки
· Частицы вещества находятся в непрерывном хаотическом движении
· Частицы вещества взаимодействуют между собой; между ними действуют силы притяжения и отталкивания
2. Экспериментальные обоснования существования молекул и атомов
· Левкипп (5 в до н.э.) и Демокрит (460 –т370 до н.э.) «Идея атомистического строения вещества»
· М.В. Ломоносов – считал, что все тела состоят из элементов – наименьших неделимых частиц
· Простейшие молекулы 10 ^-10 м
· Белковые соединения 10^-8,10^-7 м
При расчетах часто пользуются понятием относительной молекулярной массы.
Относительная молекулярная масса – величина, равная отношению массы молекулы данного вещества к 1/12 массы атома углерода.
5. Количество вещества
количеством вещества называют величину, равную отношению числа молекул или атомов в данном теле к числу атомов в 0,012 кг углерода.
один моль – количество вещества.
Молярная масса – масса количества вещества 1 моль.
7. Концентрация молекул. Постоянная Авогадро
Число молекул в единице объема называют концентрацией.
один моль любого вещества содержит одинаковое число молекул. Это число называют постоянной Авогадро.
Постоянная Авогадро – число молекул или атомов в количестве вещества 1 моль.