Name: Эбонит с Саней Эбонитом | ЕГЭ-2027
Price: 6390 RUB
Availability: InStock

Знаешь, молекулы воздуха в комнате носятся быстрее пули (в среднем — 500 м/с). Почему же ты не чувствуешь этот ураган и как эта скорость связана с давлением в твоём велосипедном насосе? Если поймёшь этот принцип, то перестанешь путаться в задачах по МКТ. В этой статье научишься перепрыгивать от микро‑скорости молекулы к макро‑давлению в баллоне и правильно применять нужные формулы. [i]

Какие параметры бывают

Макроскопические параметры
Макроскопические параметры — параметры больших объектов, в данном случае характеризующие свойства газа как единого целого.
Примеры макроскопических параметров:
Масса газа, $m$ ;
Объём газа, $V$ ;
Температура, $T$ ;
Давление, $p$ .
Микроскопические параметры
Микроскопические параметры — параметры, характеризующие движение отдельной молекулы.
Примеры микроскопических параметров:
масса молекулы, $m_{0}$ ;
среднеквадратичная скорость молекул, $v$ ;
средняя кинетическая энергия молекулы, $E_{к}$ .
Эмпирическим путём была получена формула, связывающая микроскопические и макроскопические параметры: [i]

Eк = 32kT

Где:
$k$ — постоянная Больцмана, равная $1, 38 \cdot 10^{- 23}$ Дж/К.
$T$ — абсолютная температура, измеряемая в кельвинах [К]. Шкала начинается с абсолютного нуля (примерно $-273 °С$). Один из постулатов термодинамики гласит, что абсолютный ноль недостижим. При достижении $0$ К молекулы тела полностью остановятся. Если бы абсолютный ноль был достижим, то человечество реализовало бы такие изобретения, как вечный двигатель, идеальный проводник и другие.
Абсолютная температура связана с температурой в градусах цельсия: [i]

T = 273 + t

Таким образом, $27 °С$ соответствуют 300 К.
Также мы уже знаем другую формулу кинетической энергии, подставим в неё среднеквадратичную скорость: [i]

Eк = m0 v22

Приравняем формулы кинетической энергии друг к другу: [i]

\frac{3}{2} k T = \frac{m_{0} v^{2}}{2}

Выразим среднеквадратичную скорость: [i]

v = \sqrt{\frac{3 k T}{m}}

Для этой формулы есть популярная запоминалка: «3 кота на мясо». Конечно, котиков обижать никто не собирается. Но так легко запомнить, что $3 k T$ нужно делить на $m$ . [i]

Диффузия и броуновское движение

Броуновское движение — хаотичное движение микроскопических видимых частиц. Многие считают, что движение молекул можно назвать броуновским, но это не так. Броуновская частица обладает значительно большим размером, нежели молекула.
Диффузия — процесс взаимного проникновения молекул различных веществ на фоне хаотичного движения молекул. Скорость диффузии увеличивается с ростом температуры веществ.
Примером диффузии в жидкости является распространение молекул сливок в чашке кофе.
Примером диффузии в газах является распространение запахов в воздушной среде, это может быть как электрофумигатор, испаряющий жидкость от комаров, так и запах еды.
С диффузией в твёрдых телах мы встречаемся значительно реже, однако именно за счёт этого эффекта при вкручивании шурупа он прилипает к гайке, и его становится сложнее открутить.
Диффузия может происходить во всех агрегатных состояниях: твёрдом, жидком и газообразном.
При работе с газами возникает вопрос о том, как измерять их количество. Измерять молекулы поштучно очень сложно, поэтому количество газа измеряют в молях. Аналогия — покупка какой-либо крупы в магазине. Ты не скажешь, что хочешь какое-то количество крупинок, а покупаешь целую пачку. [i]

Подготовка к экзаменам в 100балльном репетиторе

Количество вещества

Один моль соответствует количеству вещества, в котором находится $6 \cdot 10^{23}$ молекул или атомов. Это число взято не просто так, именно такое количество молекул содержится в углероде массой 0,012 кг.
Для удобства была введена постоянная Авогадро: [i]

N_{А} = 6 \cdot 10^{23} {моль}^{- 1}

По сути 1 моль можно рассматривать как коробку, в которой всегда находится $6 \cdot 10^{23}$ молекул любого вещества.
Количество вещества находится по формуле: [i]

= NNА

Где $N$ — количество молекул, безразмерная величина. Количество вещества обозначается как ню ( $ν$ ) и измеряется в молях.
Формула массы газа через массу одной молекулы: [i]

m = N \cdot m_{0}

Молярная масса — это масса одного моля вещества. Обозначается как $M$ и измеряется в кг/моль, вычисляется по формуле: [i]

M = NА · m0

Также значение молярной массы какого-либо химического элемента можно найти в таблице Менделеева.
Домножим числитель и знаменатель формулы количества вещества на $m_{0}$ , выполним преобразования и получим другую запись формулы количества вещества: [i]

= N · m0NА · m0 = mM

Получим: [i]

ν = \frac{m}{M}

Концентрация — это скалярная физическая величина, показывающая количество молекул (атомов) газа в единице объёма. Концентрация обозначается буквой $n$ и измеряется в $м^{- 3}$ . [i]

n = \frac{N}{V}

Заключение

В статье разобраны главные понятия о параметрах газов, которые нужны для ЕГЭ по физике. Теперь ты знаешь и понимаешь:
чем отличаются макро‑ и микроскопические параметры — помогает сразу видеть, что измеряют напрямую, а что вычисляют через модель;
перевод из Цельсия в Кельвины — без него ни одной задачи на газовые законы;
вывод формулы среднеквадратичной скорости молекул и как применять её, когда нужно найти скорость газа при заданной температуре;
что такое моль, число Авогадро и молярная масса — то есть понятие количества вещества.
С этой базой ты перестанешь путаться в условии и уверенно возьмёшь задачи по МКТ на ЕГЭ. Главное — помнить: хаос молекул на микроуровне рождает чёткие макропараметры (давление, температуру), а формулы работают как ключ. [i]