הפיזיקה המולקולרית היא חלק גדול מהפיזיקה,אשר בוחן את המבנה של החומר ברמה המולקולרית, שינויים macroparameters של המערכת תחת השפעת הסביבה החיצונית, מעברים פאזה. המאפיינים של פולימרים ופלסמה נבדקים גם על ידי פיזיקה מולקולרית. הנוסחאות וההגדרות של סעיף זה, שהן שימושיות בפתרון בעיות, ניתנות במאמר זה.
המושגים הבסיסיים של הקטע
מולקולה היא היחידה הקטנה ביותר של חומר עם כל המאפיינים שלו.
גז אידיאלי הוא גז אשר כוחאינטראקציה בין-מולקולארית היא אפס, המולקולות נחשבות לנקודות חומריות, והמכות ביניהם גמישות לחלוטין. נוסחאות רבות של הפיזיקה המולקולרית מוחלים ביחס הגז האידיאלי.
אנרגיה היא כמות המאפיינת את היכולת של מערכת לבצע עבודה.
עבודה - כמות האנרגיה המועברת למערכת באמצעות שינוי בפרמטרים שלה.
מושגים אחרים בסעיף זה:טמפרטורה, אנרגיה פנימית, פוטנציאל אנרגיה, דיפוזיה, מוליכות תרמית, כמות החומר, קיבולת חום, אידוי, עיבוי, התגבשות, אדים רווי.
נוסחאות בסיסיות
מולקולרית פיזיקה נוסחאות הקישורבין פרמטרים שונים במערכת. הנוסחאות העיקריות בפרק זה כוללות את משוואת קלפירון, המתארת את מצב הגז האידיאלי, את חוקי בויל, צ'רלס וגיי-לוסאק.
משוואת קלפירון נכתבת כך:
pV = nRT
כאן p הוא הלחץ, n הוא כמות החומר שומות, R הוא גז אוניברסלי קבוע, T הוא הטמפרטורה בקלווין, V הוא נפח הכבושה על ידי הגז.
מתוך נוסחה זו של הפיזיקה המולקולרית, באמצעות טרנספורמציות פשוטות, חוקים אחרים של המדינה מתקבלים:
pv = const (ניסוח חוק בויל-מריוט, החלים על התהליך האיזותרמי);
V / T = const (החוק ההומוסקסואלי הראשון החל על התהליך האיזוברי);
p / T = const (חוק צ'רלס, חל על התהליך האיזוכורי).
נוסחאות חשובות אחרות של פיזיקה מולקולרית:
n = m / M = N / Na (נוסחה למציאת כמות החומר).
p = nkT.
בנוסחה האחרונה, n הוא הריכוז, k הוא הקבוע, בולצמן קבוע.
E = (3NkT) / 2 (נוסחה למציאת אנרגיה תרמית).
p = p1+ p2+ ... + עמ 'ו (נוסחה לקביעת הלחץ של תערובת גז, המכונה החוק של דלתון).
נוסחאות תרמודינמיקה ופיזיקה סטטיסטית
פיזיקה סטטיסטית היא גם ענף של פיזיקה מולקולרית. כמה נוסחאות של פיזיקה מולקולרית המשמשות בפיזיקה סטטיסטית ותרמודינמיקה ניתנות לעיל.
Q = mc (t2-ט1)
ש = A + (U2-U1) (Uו - אנרגיה פנימית)
dH = TdS + Vdp
כאן ח 'הוא האנטלפיה.
G - אנרגיה של ג'יבס, או פוטנציאל תרמודינמי.
V = dG / dp
S = -dG / dT (S - אנטרופיה, ערך שהוצג על ידי קלאוזיוס, מידה של הסתברות).
