Основные концепции естествознания. Степан Карпенков
Чтение книги онлайн.
Читать онлайн книгу Основные концепции естествознания - Степан Карпенков страница 35
К концу XIX в. была создана последовательная теория, описывающая свойства большой совокупности атомов и молекул, – молекулярно-кинетическая теория, или статистическая механика. Процессы, изучаемые молекулярной физикой, являются результатом совокупного действия огромного числа молекул, которое анализируется статистическим методом, основанным на том, что свойства макросистемы в конечном результате определяются особенностями движения частиц и их усредненными кинетическими и динамическими характеристиками (скоростью, энергией, давлением и т. д.). Например, температура тела зависит от скорости беспорядочного движения его молекул, но так как в любой момент времени разные молекулы имеют различные скорости, ее удобно определять через среднее значение скорости движения молекул. Нельзя говорить о температуре одной молекулы: макроскопические характеристики тел имеют физический смысл лишь в случае большого числа молекул.
Термодинамические и статистические методы описания свойств макросистем дополняют друг друга и широко используются при решении различных естественно-научных задач.
Основные положения молекулярно-кинетических представлений. В основе молекулярно-кинетических представлений о строении и свойствах макросистем лежат три основных положения:
1) любое тело – твердое, жидкое или газообразное – состоит из большого числа весьма малых частиц – молекул (атомы можно рассматривать как одноатомные молекулы);
2) молекулы всякого вещества находятся в беспорядочном, хаотическом, не имеющем какого-либо преимущественного направления движении;
3) интенсивность движения молекул, определяемая их скоростью, зависит от температуры вещества.
Тепловые свойства вещества зависят от его внутреннего состояния и строения. Например, нагревание кусочка парафина на несколько десятков градусов превращает его в жидкость, а подобное нагревание металлического стержня не оказывает на него заметного влияния. Такое различное действие нагревания связано с различием во внутреннем строении данных веществ, поэтому исследование тепловых явлений можно использовать для выяснения общей картины строения вещества. И наоборот, определенные представления о строении вещества помогают понять физическую сущность тепловых явлений, дать им глубокое наглядное истолкование.
Количественным воплощением молекулярно-кинетических представлений являются опытные газовые законы (законы Бойля – Мариотта, Гей-Люссака, Шарля, Авогадро, Дальтона), уравнение Клапейрона – Менделеева (уравнение состояния), основное уравнение кинетической теории идеальных газов, закон