Що вивчає молекулярна фізика

Що вивчає молекулярна фізика

Молекулярна фізика вивчає зміну властивостей речовин на молекулярному рівні залежно від їх агрегатного стану (твердого, рідкого і газоподібного). Цей розділ фізики дуже великий і включає в себе безліч підрозділів.

Інструкція

1. В першу чергу, молекулярна фізика вивчає будову молекули і речовин в цілому, її масу і розмір, і взаємодію її складових - мікроскопічних частинок (атомів). Ця тема включає в себе вивчення відносної молекулярної маси (відношення маси однієї молекули/атома речовини до постійної величини - маси одного атома вуглецю); поняття кількості речовини і молярної маси; розширення/стиснення речовин при нагріванні/охолодженні; швидкості руху молекул (молекулярно-кінетична теорія). Молекулярно-кінетична теорія ґрунтується на вивченні окремих молекул речовини. А в темі поведінки речовини при різних температурах розглядається дуже цікаве явище - багатьом відомо, що при нагріванні речовина розширюється (відстань між молекулами збільшується), а при охолодженні стискається (відстань між молекулами зменшується). Але ось що цікаво - при переході води зі стану рідини в тверду фазу (лід), вода розширюється. Це забезпечується полярною структурою молекул і водневим зв 'язком між ними, досі настільки незрозумілими сучасній науці.

2. Також, в молекулярній фізиці існує поняття "ідеального газу" - це речовина, що знаходиться в газоподібній формі і володіє певними властивостями. Ідеальний газ дуже розряджений, тобто його молекули не взаємодіють між собою. Крім цього, ідеальний газ підпорядковується законам механіки, в той час як реально існуючі гази не мають такої властивості.

3. З розділу молекулярної фізики з 'явився новий напрямок - термодинаміка. Цей розділ фізики розглядає будову речовини і вплив на неї зовнішніх факторів, таких як тиск, обсяг і температура, не враховуючи мікроскопічну картину речовини, а розглядаючи зв 'язки в ній в цілому. Якщо почитати підручники з фізики, можна наштовхнутися на спеціальні графіки залежності цих трьох величин по відношенню до стану речовини - вони зображують ізохорний (обсяг незмінний), рясний (тиск незмінний) і ізотермічний (температура незмінна) процеси. У термодинаміку також входить поняття термодинамічної рівноваги - коли всі три ці величини постійні. Дуже цікаве питання, яке зачіпає термодинаміка - чому, наприклад, вода при температурі в 0 ° С може знаходиться як в рідкому, так і в твердому агрегатному стані.