Молекулярно-кинетическая теория – все дело в мелочах

Предположение о том, что в природе все состоит из мельчайших частиц, высказывалось еще древнегреческими философами. Эта гипотеза долгое время оставалась недоказанной. Все изучение окружающего мира и поведения физических тел основывалось на макроскопическом подходе. Однако с течением времени накопленные результаты работ по изучению природы и веществ перестали укладываться в имеющиеся теоретические представления, и тогда учеными была создана молекулярно-кинетическая теория (МКТ).

МКТ объясняет тепловые явления и внутренние свойства физических тел на основе движения и взаимодействия ионов, молекул и атомов, из которых и построены эти тела. Другими словами, теория пытается макроскопические явления объяснить с позиции микроскопического подхода. Основные положения молекулярно-кинетической теории следующие:

1. Вещество состоит из отдельных частиц – ионов, атомов, молекул.
2. Все частицы движутся хаотически и постоянно.
3. Частицы всегда действуют друг на друга: притягиваются и отталкиваются.

Первый постулат, на котором базируется молекулярно-кинетическая теория, можно подтвердить простым наблюдением в электронный микроскоп. Его возможности позволяют непосредственно видеть атомы и молекулы. Эти «кирпичики», из которых состоит вещество, не заполняют все имеющееся пространство – они располагаются на расстоянии друг от друга. Другим подтверждением постулата может быть увеличение размеров тела при нагревании. Здесь тоже все понятно – при нагревании расстояние между отдельными частицами увеличивается, и размеры тела возрастают.

Во втором положении МКТ говорится о хаотическом и непрерывном перемещении. Это положение может быть подтверждено броуновским движением и явлением диффузии. Причиной броуновского движения являются столкновения между отдельными частицами, причем движущимися именно хаотически. И это можно считать дополнительным доказательством первого положения (существования атомов и молекул).

Явление диффузии заключается во взаимном проникновении веществ друг в друга. Происходит это по причине хаотичного движения частиц вещества. При увеличении времени взаимодействия глубина проникновения увеличивается. Зависит она также от температуры и давления.

В качестве подтверждения третьего положения МКТ можно принять упругость тел. При растяжении тела расстояния между отдельными частицами вещества увеличиваются и начинают преобладать силы притяжения, стремящиеся вернуть все в исходное положение. При сжатии, наоборот, преобладают силы отталкивания.

Ну и аргументом, подтверждающим это, выступают различные состояния, в которых может находиться вещество. Изменение состояния вещества обусловлено изменением сил, действующих между отдельными частицами. Сами же частицы при этом остаются неизменными.

Если вернуться к вопросу возникновения МКТ, то можно сказать, что основы молекулярно-кинетической теории были заложены в трудах М. В. Ломоносова. Им было дано объяснение основных свойств газов и природы теплоты. Все его предположения были доказаны и подтверждены в конце Х I Х века.

Работами физиков-теоретиков в это время была установлена для газа связь макроскопических показателей (температуры, давления, объема) с микроскопическими (количеством, массой и скоростью молекул). Отсюда и пошло название – молекулярно-кинетическая теория. Необходимо отметить, что развитие этой теории не остановилось, продолжаясь и в наши дни. Сейчас она называется статистической механикой и описывает поведение больших объемов атомов и молекул.

Выше дано объяснение того, что собой представляет молекулярно-кинетическая теория. Описаны основные ее положения и приведены факты, подтверждающие высказанные предположения.