Vị trí thứ hai của lý thuyết động học phân tử. Bách khoa toàn thư trường học

Đôi khi dưới A.V. hiểu áp suất riêng phần của hơi nước. Trong trường hợp này, nó được đo bằng pascal (Pa).

NHIỆT ĐỘ TUYỆT ĐỐI- nhiệt độ được đo trên thang nhiệt động tuyệt đối, không phụ thuộc vào tính chất của chất đo nhiệt. Tính từ số không tuyệt đối. Đơn vị A.t. trong SI Kelvin (K).

KHÔNG TUYỆT ĐỐI- điểm bắt đầu của nhiệt độ tuyệt đối; là thấp hơn nhiệt độ điểm ba của nước là 273,16 K, với giá trị được chấp nhận là 0,01 o C. Tại A.n. chuyển động tịnh tiến và quay của các nguyên tử và phân tử dừng lại, nhưng chúng không đứng yên mà ở trạng thái dao động “không”. Từ các định luật nhiệt động lực học, A.N. thực tế không thể đạt được.

LUẬT AVOGADRO- một trong những định luật cơ bản của khí lý tưởng: những thể tích bằng nhau của các loại khí khác nhau ở cùng nhiệt độ và áp suất chứa cùng một số phân tử. Khai trương vào năm 1811 tại Ý. nhà vật lý A. Avogadro (1776-1856).

HẸN ĐỊNH AVOGADRO(number) - số hạt trên một đơn vị lượng chất (1 mol): N A = 6,022. 10 23 mol -1 .

CÁC TRẠNG THÁI CỦA VẬT CHẤT- các trạng thái của cùng một chất nhưng khác nhau về bản chất chuyển động nhiệt của các hạt. Thông thường có 3 A.S.V.: khí, lỏng và rắn; đôi khi điều này bao gồm cả trạng thái huyết tương. Chất trong bất kỳ A.S. tồn tại trong một số điều kiện bên ngoài nhất định (nhiệt độ, áp suất), sự thay đổi của chúng dẫn đến sự chuyển đổi từ một A.S. đến cái khác.

QUY TRÌNH ĐÁNH GIÁ (ADIABATIC)– mô hình của quá trình nhiệt động trong đó không có sự trao đổi nhiệt giữa hệ thống đang được xem xét và môi trường. Một quá trình nhiệt động thực sự có thể được coi là A. nếu nó xảy ra trong vỏ cách nhiệt hoặc xảy ra nhanh đến mức sự trao đổi nhiệt không có thời gian xảy ra.

Đường biểu thị trạng thái cân bằng trên bất kỳ biểu đồ nhiệt động nào đoạn nhiệt quá trình. phương trình a. đối với khí lý tưởng có dạng - số mũ đoạn nhiệt và với p Và với v công suất nhiệt ở áp suất và thể tích không đổi, tương ứng.

TRẠNG THÁI VÔ HÌNH- trạng thái của chất rắn trong đó không có sự sắp xếp của các phân tử. Vì vậy a. chất này là đẳng hướng, tức là có các tính chất vật lý giống nhau theo mọi hướng và không có điểm nóng chảy cụ thể.

ANEROID- phong vũ biểu bằng kim loại, một thiết bị đo áp suất khí quyển, bộ phận tiếp nhận là một hộp kim loại, bên trong tạo ra chân không mạnh. Khi thay đổi atm. áp suất làm thay đổi biến dạng của hộp, với sự hỗ trợ của lò xo liên kết và hệ thống đòn bẩy, làm cho con trỏ quay.

ANISOTROPY- sự phụ thuộc của các tính chất vật lý của một chất vào hướng (ngược lại với đẳng hướng). Nó liên quan đến cấu trúc có trật tự bên trong của môi trường và được tìm thấy trong các hiện tượng đàn hồi, nhiệt và dẫn điện cũng như sự truyền âm thanh và ánh sáng trong chất rắn. Nó cũng có thể tồn tại trong không gian vật lý với sự hiện diện của trường điện từ, trường hấp dẫn và các trường khác.

ÁP SUẤT KHÍ QUYỂN- áp suất mà khí quyển Trái Đất tác dụng lên mọi vật thể trong đó. Nó được xác định bởi trọng lượng của cột không khí phía trên và là đại lượng quan trọng nhất mô tả trạng thái của bầu khí quyển trái đất. Đơn vị A.d. trong SI - Pa, mm Hg. Huyết áp bình thường bằng 760 mm Hg. hoặc 1013 hPa.

ÁP KẾ- thiết bị đo áp suất khí quyển. Phổ biến nhất là niềng răng biến dạng, ví dụ, bao gồm vòng tay - giáp khí(1844, L. Vidi). Trong một B. như vậy, khi áp suất khí quyển thay đổi, màng bao phủ hộp nơi không khí được bơm bị uốn cong và mũi tên nối với màng thông qua hệ thống đòn bẩy sẽ bị lệch. Hoạt động chất lỏng B. (ví dụ, thủy ngân B. E. Torricelli, 1644) dựa trên việc cân bằng áp suất khí quyển với trọng lượng của cột chất lỏng.

ĐẶT HÀNG NGẮN- sự sắp xếp có trật tự của các nguyên tử hoặc phân tử trong khoảng cách gần với nguyên tử; đặc trưng của chất vô định hình và một số chất lỏng. (Thứ Tư).

LUẬT BOYLE-MARIOTE- một trong những luật khí lý tưởng:đối với một khối lượng nhất định của một loại khí nhất định ở nhiệt độ không đổi, tích của áp suất và thể tích là một giá trị không đổi. Công thức: pV=const. Mô tả quá trình đẳng nhiệt.

Một trong những hằng số vật lý cơ bản, bằng tỉ số của vạn năng hằng số khí R đến N A .B.p. .Bao gồm một số mối quan hệ quan trọng nhất của vật lý thống kê: kết nối cf. động năng của các hạt và nhiệt độ, entropy của một hệ vật lý và xác suất nhiệt động của nó.

CHUYỂN ĐỘNG Brownian- chuyển động ngẫu nhiên của các hạt vĩ mô nhỏ lơ lửng trong chất lỏng hoặc chất khí, xảy ra dưới tác động của chuyển động nhiệt của các phân tử. Xác nhận trực quan của lý thuyết động học phân tử. Được phát hiện bởi R. Brown vào năm 1827. Được A. Einstein và M. Smoluchowski giải thích vào năm 1905. Lý thuyết này đã được thử nghiệm trong các thí nghiệm của J. Perrin vào năm 1906-11.

MÁY HÚT BỤI- trạng thái của khí được chứa trong bình có áp suất thấp hơn đáng kể so với áp suất khí quyển. Tùy thuộc vào mối quan hệ giữa đường đi tự do của các nguyên tử hoặc phân tử và kích thước tuyến tính của bình, chân không cực cao, cao, trung bình và thấp được phân biệt.

ĐỘ ẨM KHÔNG KHÍ- Hiện tượng có hơi nước trong không khí. Được mô tả bằng đại lượng vật lý tuyệt đối Và liên quan đến TRONG . , được đo máy đo độ ẩm.

NĂNG LƯỢNG NỘI TẠI- năng lượng của cơ thể, chỉ phụ thuộc vào trạng thái bên trong của nó; bao gồm năng lượng chuyển động (nhiệt) ngẫu nhiên của các nguyên tử, phân tử hoặc các hạt khác và năng lượng của các chuyển động và tương tác nội nguyên tử và liên phân tử. (Cm. định luật nhiệt động đầu tiên). Trong MCT, năng lượng của các hạt bên trong nguyên tử và tương tác của chúng không được tính đến.

ĐỊNH LUẬT THỨ HAI NHIỆT ĐỘNG- một trong những định luật cơ bản nhiệt động lực học, theo đó một quy trình định kỳ là không thể, kết quả duy nhất của nó là hiệu suất công tương đương với lượng nhiệt nhận được từ lò sưởi. Một công thức khác: không thể thực hiện được một quá trình, kết quả duy nhất của quá trình đó là sự truyền năng lượng dưới dạng nhiệt từ vật ít nóng hơn sang vật nóng hơn. V.Z.T. thể hiện mong muốn của một hệ thống bao gồm một số lượng lớn các hạt chuyển động hỗn loạn để chuyển đổi một cách tự phát từ trạng thái ít có thể xảy ra hơn sang trạng thái có thể xảy ra hơn. Một cách khác để hình thành V.Z.T: không thể tạo ra động cơ vĩnh cửu loại thứ hai.

Hằng số khí phổ quát(R) là một trong những hằng số vật lý chính có trong phương trình trạng thái (Cm.). R=(8,31441±0,00026) J/(mol K). Ý nghĩa vật lý: công sự giãn nở của một mol khí lý tưởng trong quá trình đẳng áp khi nhiệt độ tăng thêm 1 K.

NHIỆT KẾ KHÍ- một thiết bị đo nhiệt độ, hoạt động của nó dựa trên sự phụ thuộc của áp suất hoặc thể tích khí vào nhiệt độ.

- một trong những luật khí lý tưởng: đối với một khối lượng nhất định của một loại khí nhất định ở áp suất không đổi, tỷ số giữa thể tích và nhiệt độ tuyệt đối là một giá trị không đổi: (hoặc: thể tích tỷ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối: , trong đó α là hệ số nhiệt độ của áp suất). Mô tả đường đẳng áp quá trình.

máy đo độ ẩm- thiết bị đo tuyệt đối hoặc độ ẩm không khí tương đối. Phòng tập thể dục được chia thành máy đo trọng lượng (để xác định độ ẩm tuyệt đối), máy đo ngưng tụ (để xác định điểm sương), máy đo tóc (độ ẩm tương đối) và máy đo tâm lý hoặc máy đo tâm lý (độ ẩm tương đối).

ĐỘ C là đơn vị nhiệt độ phi hệ thống trên Thang Nhiệt độ Thực hành Quốc tế, trong đó nhiệt độ gấp ba lần Điểm nước là 0,01 độ C và nhiệt độ sôi ở áp suất khí quyển bình thường là 100 độ C.

ĐẶT HÀNG DÀI– sự sắp xếp có trật tự của các hạt (nguyên tử hoặc phân tử) trong toàn bộ thể tích của cơ thể; đặc trưng của chất kết tinh. Thứ Tư. đóng lệnh.

LUẬT DALTON– một trong những định luật cơ bản của khí lý tưởng: áp suất của hỗn hợp các khí không tương tác hóa học bằng tổng áp suất riêng phần của các khí này.

KHUYẾT TẬT TRONG TINH THỂ– sự không hoàn hảo của cấu trúc tinh thể, vi phạm sự sắp xếp tuần hoàn chặt chẽ của các hạt (nguyên tử, phân tử, ion) trong các nút của mạng tinh thể. Chúng bao gồm các chỗ trống (khiếm khuyết điểm), sai lệch (khiếm khuyết tuyến tính), khuyết tật thể tích: vết nứt, lỗ chân lông, lỗ sâu, v.v. Chúng có tác động đáng kể đến tính chất vật lý của tinh thể.

TRỊ KHÓA– khuyết tật tuyến tính mạng tinh thể, vi phạm sự xen kẽ chính xác của các mặt phẳng nguyên tử. Trong không gian hai chiều, chúng có kích thước cỡ cỡ một nguyên tử, và ở chiều thứ ba, chúng có thể xuyên qua toàn bộ tinh thể.

PHÂN LY– quá trình phân hủy các phân tử thành các phần đơn giản hơn - nguyên tử, nhóm nguyên tử hoặc ion. Nó có thể xảy ra khi nhiệt độ ngày càng tăng (nhiệt D.), trong dung dịch chất điện giải (điện phân D.) và dưới tác động của ánh sáng (quang hóa D.).

Tinh thể lỏng- trạng thái của vật chất trong đó các đặc tính cấu trúc được tìm thấy là trung gian giữa các chất rắn pha lê Và chất lỏng. Chúng được hình thành trong các chất có phân tử thon dài, sự định hướng lẫn nhau quyết định tính dị hướng tính chất vật lý của chúng. Chúng được sử dụng trong công nghệ, sinh học và y học.

NHIỆT KẾ CHẤT LỎNG- thiết bị đo nhiệt độ, hoạt động của nó dựa trên sự giãn nở nhiệt của chất lỏng. Zh.t. tùy thuộc vào vùng nhiệt độ, chúng chứa đầy thủy ngân, rượu etylic và các chất lỏng khác.

CHẤT LỎNG- một trong trạng thái tập hợp chất trung gian giữa chất rắn và chất khí. J., giống như chất rắn, có độ nén thấp, mật độ cao và đồng thời. giống khí ga,đặc trưng bởi sự thay đổi hình dạng (dễ chảy). Các phân tử chất lỏng, giống như các hạt của chất rắn, trải qua dao động nhiệt, nhưng vị trí cân bằng của chúng thay đổi theo thời gian, điều này đảm bảo tính lưu động của chất lỏng.

KHÍ LÝ TƯỞNG– một mô hình tinh thần của chất khí trong đó lực tương tác giữa các hạt và kích thước của các hạt này có thể bị bỏ qua. Những thứ kia. các hạt được coi là điểm vật chất và mọi tương tác đều giảm xuống tác động hoàn toàn đàn hồi của chúng. Khí hiếm ở nhiệt độ xa nhiệt độ ngưng tụ có đặc tính gần giống với i.g. Phương trình trạng thái là Phương trình Clapeyron - Mendeleev.

ISOBAR– đường đẳng áp, mô tả trạng thái cân bằng trên giản đồ trạng thái quá trình đẳng áp.

QUY TRÌNH ISOBAR(isobaric) – một mô hình tinh thần của một quá trình nhiệt động xảy ra ở áp suất không đổi. Đối với khí lý tưởng, nó được mô tả bởi định luật Gay-Lussac.

QUY TRÌNH ISO– các quá trình vật lý xảy ra ở sự không đổi của bất kỳ tham số nào mô tả trạng thái của hệ thống (xem phần 2). quá trình đẳng áp, đẳng nhiệt, đẳng tích).

ĐƯỜNG ĐẸP– đường nhiệt độ không đổi, mô tả trạng thái cân bằng trên sơ đồ trạng thái quá trình đẳng nhiệt.

QUY TRÌNH ĐẸP NHIỆT– mô hình của một quá trình nhiệt động xảy ra ở nhiệt độ không đổi. Ví dụ, đun sôi một chất lỏng đồng nhất về mặt hóa học, làm tan chảy một tinh thể đồng nhất về mặt hóa học ở áp suất bên ngoài không đổi. Đối với khí lý tưởng nó được mô tả Định luật Boyle-Marriott. Thứ Tư. quá trình đẳng áp, đẳng tích, đoạn nhiệt.

đẳng hướng, đẳng hướng - các tính chất vật lý giống nhau theo mọi hướng. Nó liên quan đến việc thiếu cấu trúc bên trong có trật tự của môi trường và vốn có trong chất khí, chất lỏng (trừ tinh thể lỏng) và các vật thể vô định hình. Thứ Tư. tính dị hướng.

ISOCHORA- một đường có thể tích không đổi mô tả quá trình đẳng tích cân bằng trên sơ đồ pha.

QUY TRÌNH ISOCHORIC, một quá trình đẳng tích là một quá trình nhiệt động xảy ra ở một thể tích không đổi của hệ thống. Đối với khí lý tưởng nó được mô tả luật Charles.

BAY HƠI- quá trình bay hơi từ bề mặt tự do của chất lỏng ở nhiệt độ dưới điểm sôi. Tưới nước từ bề mặt chất rắn được gọi là thăng hoa. (Thứ Tư. đun sôi, hấp).

máy đo nhiệt lượng- thiết bị xác định các đại lượng đo nhiệt lượng khác nhau: nhiệt dung, nhiệt cháy, nhiệt hóa hơi vân vân.

mao mạch- bình hẹp có kích thước mặt cắt ngang đặc trưng nhỏ hơn 1 mm.

Hiện tượng mao mạch- hiện tượng gây ra bởi ảnh hưởng của lực tương tác giữa các phân tử đến trạng thái cân bằng và chuyển động của bề mặt tự do của chất lỏng, bề mặt tiếp xúc giữa chất lỏng không trộn lẫn và ranh giới của chất lỏng với chất rắn. Ví dụ, sự tăng hoặc giảm của chất lỏng trong các ống rất mỏng () và trong môi trường xốp.

CHU KỲ CARNO– một mô hình tinh thần của một quá trình tuần hoàn thuận nghịch bao gồm hai đẳng nhiệt và hai đoạn nhiệt quá trình. Trong quá trình giãn nở đẳng nhiệt (nhiệt độ gia nhiệt Tn) chất lỏng công tác (khí lý tưởng) được cung cấp lượng nhiệt Q. và nén đẳng nhiệt (nhiệt độ tủ lạnh T x) - lượng nhiệt bị loại bỏ Qx. Hiệu suất K.c. không phụ thuộc vào bản chất của chất lỏng làm việc và bằng .

SÔI- quá trình hóa hơi mạnh không chỉ từ bề mặt tự do của chất lỏng mà còn xuyên suốt toàn bộ thể tích của nó bên trong các bong bóng hơi thu được. K. nhiệt độ phụ thuộc vào bản chất của chất lỏng và áp suất bên ngoài và nằm trong khoảng từ gấp ba lần Điểm và nhiệt độ tới hạn (xem tình trạng nguy kịch).

PHƯƠNG TIỆN MAYER- mối quan hệ thiết lập mối liên hệ giữa nhiệt dung mol của khí lý tưởng ở áp suất không đổi với p và ở mức âm lượng không đổi với V : với P = với V + R . Ở đâu R - .

PHÂN PHỐI MAXWELL- định luật phân bố vận tốc của các phân tử khí lý tưởng ở trạng thái cân bằng nhiệt động.

MÁY ĐO ÁP SUẤT- thiết bị đo áp lực chất lỏng và chất khí. Có M. để đo áp suất tuyệt đối, được đo từ 0 và M. để đo áp suất dư thừa (chênh lệch giữa áp suất tuyệt đối và áp suất khí quyển). Có bơm chất lỏng, bơm piston, biến dạng, bơm lò xo tùy theo nguyên lý hoạt động.

sụn chêm- bề mặt cong của chất lỏng trong một ống hẹp (mao mạch) hoặc giữa các bức tường rắn cách đều nhau (xem).

- một đại lượng vật lý không đổi đối với một vật liệu nhất định, là hệ số tỷ lệ giữa ứng suất cơ học và độ giãn dài tương đối trong định luật Hooke: . M.Yu. E bằng ứng suất cơ học phát sinh trong một vật thể bị biến dạng khi chiều dài của nó tăng lên 2 lần. Đơn vị đo SI là pascal.

PHÂN TỬ- hạt ổn định nhỏ nhất của một chất, có tất cả các tính chất hóa học và bao gồm các nguyên tử giống hệt nhau (chất đơn giản) hoặc khác nhau (chất phức tạp) được liên kết với nhau bằng liên kết hóa học. Thứ Tư. nguyên tử.

KHỐI LƯỢNG PHÂN TỬ là khối lượng của phân tử, biểu thị bằng đơn vị khối lượng nguyên tử. Thứ Tư. khối lượng phân tử.

VẬT LÝ PHÂN TỬ- một nhánh của vật lý nghiên cứu các tính chất vật lý của vật thể, đặc điểm của trạng thái tổng hợp của vật chất và các quá trình chuyển pha tùy thuộc vào cấu trúc phân tử của vật thể, lực tương tác giữa các phân tử và bản chất chuyển động nhiệt của các hạt (nguyên tử) , ion, phân tử). Cm. vật lý thống kê, nhiệt động lực học.

KHỐI LƯỢNG PHÂN TỬ- khối lượng của một mol chất; một đại lượng vô hướng bằng tỷ lệ khối lượng của một vật thể với lượng chất (số mol) mà nó chứa. Trong SI m.m. tương đương với trọng lượng phân tử chất nhân với 10 -3 và được đo bằng kilôgam trên mol (kg/mol).

TINH THỂ ĐƠN- đơn tinh thể với một mạng tinh thể đơn. Chúng được hình thành trong điều kiện tự nhiên hoặc được trồng nhân tạo từ các chất tan chảy, dung dịch, hơi hoặc pha rắn. Thứ Tư. đa tinh thể.

BÃO HÒA HƠI NƯỚC- hơi nước ở trạng thái cân bằng động với pha lỏng hoặc pha rắn. Cân bằng động được hiểu là trạng thái trong đó số lượng phân tử trung bình rời khỏi chất lỏng (rắn) bằng số lượng phân tử hơi trung bình quay trở lại chất lỏng (rắn) trong cùng một thời gian.

QUY TRÌNH KHÔNG THỂ ĐẢO NGƯỢC- một quá trình có thể xảy ra một cách tự phát chỉ theo một hướng. Tất cả các quy trình thực sự là n.p. và trong các hệ thống khép kín đi kèm với sự gia tăng Sự hỗn loạn. Cm. , .

ĐIỀU KIỆN BÌNH THƯỜNG- Điều kiện vật lý tiêu chuẩn được xác định bằng áp suất P=101325 Pa (760 mmHg) và nhiệt độ tuyệt đối T=273,15 K.

QUY TRÌNH CÓ THỂ ĐẢO NGƯỢC- mô hình của một quá trình trong đó có thể thực hiện được quá trình ngược lại, lặp lại tuần tự tất cả các trạng thái trung gian của quá trình đang được xem xét. Có thể đảo ngược chỉ quá trình cân bằng. Ví dụ - . Thứ Tư. .

ĐỘ ẨM TƯƠNG ĐỐI– đại lượng vật lý bằng tỷ số giữa mật độ (độ đàn hồi) của hơi nước chứa trong không khí với mật độ (độ đàn hồi) của hơi bão hòa ở cùng nhiệt độ. Thể hiện dưới dạng phần trăm. Thứ Tư. độ ẩm tuyệt đối.

HƠI NƯỚC- một chất ở trạng thái khí trong các điều kiện mà bằng cách nén, có thể đạt được trạng thái cân bằng với cùng chất đó ở trạng thái lỏng hoặc rắn, tức là ở nhiệt độ và áp suất dưới tới hạn (xem. tình trạng nguy kịch).Ở áp suất thấp và nhiệt độ cao, tính chất của hơi nước gần giống với tính chất của khí lý tưởng.

THÔNG SỐ TRẠNG THÁI, tham số nhiệt động lực học là một đại lượng vật lý dùng trong nhiệt động lực học để mô tả trạng thái của một hệ thống. Ví dụ: áp suất, nhiệt độ, nội năng, entropy, v.v. tái bút được kết nối với nhau, do đó trạng thái cân bằng của hệ thống có thể được xác định rõ ràng bởi một số lượng giới hạn các tham số (xem phần 2). phương trình trạng thái).

SẢN XUẤT HƠI NƯỚC- Quá trình chuyển một chất từ trạng thái lỏng hoặc rắn sang trạng thái khí. Nó tiếp tục trong một khối lượng đóng cho đến khi nó hình thành bão hòa hơi nước. Có hai loại P.: bay hơi Và sôi.

ÁP LỰC BÁN PHẦN- áp suất của khí có trong hỗn hợp khí, áp suất này sẽ tác dụng nếu nó chiếm toàn bộ thể tích của hỗn hợp và ở nhiệt độ của hỗn hợp. Cm. .

LUẬT PASCAL- Luật cơ bản thủy tĩnh học: áp suất do ngoại lực tạo ra trên bề mặt chất lỏng hoặc chất khí được truyền đều theo mọi hướng.

ĐỊNH LUẬT NHIỆT ĐỘ I- một trong những định luật cơ bản nhiệt động lực học,đó là định luật bảo toàn năng lượng cho một hệ nhiệt động: lượng nhiệt Q, được truyền tới hệ thống, được dùng để thay đổi năng lượng bên trong của hệ thống ∆U và hiệu suất làm việc của hệ thống Một hệ thống chống lại các thế lực bên ngoài. Công thức: Q=ΔU+A hệ thống. Về việc sử dụng P.z.t. dựa trên hoạt động của động cơ nhiệt. Nó có thể được phát biểu theo cách khác: sự thay đổi năng lượng bên trong của hệ thống ∆U bằng tổng lượng nhiệt truyền vào hệ thống Q và công của các ngoại lực lên hệ Một máy lẻ. Công thức: ΔU=Q+A bên ngoài. Trong các công thức trên Một máy lẻ. = - Một hệ thống.

TUYỆT VỜI- Quá trình chuyển một chất từ trạng thái kết tinh sang trạng thái lỏng. Xảy ra khi hấp thụ một lượng nhiệt nhất định ở nhiệt độ nóng chảy, tùy thuộc vào bản chất của chất và áp suất. Cm. sức nóng của sự kết hợp.

PLASMA- một loại khí bị ion hóa trong đó nồng độ điện tích dương và âm gần như bằng nhau. Hình thành khi phóng điện trong chất khí, khi chất khí được nung nóng đến nhiệt độ đủ để ion hóa nhiệt. Phần lớn vật chất trong Vũ trụ ở trạng thái plasma: các ngôi sao, tinh vân thiên hà và môi trường liên sao.

NHỰA- tính chất của chất rắn dưới tác dụng của ngoại lực làm thay đổi hình dạng, kích thước mà không bị co lại và giữ lại phần dư (dẻo) sự biến dạng. Phụ thuộc vào loại chất lỏng và nhiệt độ. Có thể bị thay đổi bởi chất hoạt động bề mặt (ví dụ xà phòng).

SỨC CĂNG BỀ MẶT- một hiện tượng thể hiện ở chỗ chất lỏng có xu hướng giảm diện tích bề mặt của nó. Nó được gây ra bởi sự tương tác giữa các phân tử và được gây ra bởi sự hình thành của một lớp phân tử bề mặt có năng lượng lớn hơn năng lượng của các phân tử bên trong một chất lỏng nhất định ở cùng nhiệt độ.

Nội dung của bài viết

LÝ THUYẾT ĐỘNG HỌC PHÂN TỬ– một nhánh của vật lý phân tử nghiên cứu các tính chất của vật chất dựa trên ý tưởng về cấu trúc phân tử của chúng và các định luật tương tác nhất định giữa các nguyên tử (phân tử) tạo nên chất đó. Người ta tin rằng các hạt vật chất chuyển động liên tục, ngẫu nhiên và chuyển động này được coi là nhiệt.

Cho đến thế kỷ 19 Cơ sở rất phổ biến của học thuyết về nhiệt là lý thuyết về nhiệt lượng hoặc chất lỏng nào đó chảy từ vật này sang vật khác. Sự nóng lên của cơ thể được giải thích bằng sự gia tăng và làm mát bằng cách giảm hàm lượng calo chứa trong chúng. Khái niệm nguyên tử trong một thời gian dài dường như không cần thiết đối với lý thuyết về nhiệt, nhưng nhiều nhà khoa học thậm chí còn liên hệ trực quan nhiệt với chuyển động của các phân tử. Vì vậy, đặc biệt, nhà khoa học người Nga M.V. Lomonosov nghĩ. Rất nhiều thời gian trôi qua trước khi thuyết động học phân tử cuối cùng đã chiếm được cảm tình của các nhà khoa học và trở thành một tính chất không thể thiếu của vật lý.

Nhiều hiện tượng ở chất khí, chất lỏng và chất rắn tìm thấy lời giải thích đơn giản và thuyết phục trong khuôn khổ lý thuyết động học phân tử. Vì thế áp lực, do chất khí tác dụng lên thành bình chứa nó, được coi là kết quả tổng thể của vô số va chạm của các phân tử chuyển động nhanh với thành, do đó chúng truyền động lượng của chúng vào thành. (Hãy nhớ lại rằng chính sự thay đổi động lượng trên một đơn vị thời gian, theo các định luật cơ học, dẫn đến sự xuất hiện của lực, và lực trên một đơn vị bề mặt của bức tường là áp suất). Động năng của chuyển động của hạt, tính trung bình trên số lượng khổng lồ của chúng, xác định cái thường được gọi là nhiệt độ vật liệu xây dựng.

Nguồn gốc của ý tưởng nguyên tử, tức là Ý tưởng cho rằng mọi vật thể trong tự nhiên đều bao gồm những hạt nhỏ nhất không thể phân chia được, những nguyên tử, có từ thời các nhà triết học Hy Lạp cổ đại - Leucippus và Democritus. Hơn hai nghìn năm trước, Democritus đã viết: “... nguyên tử có vô số kích thước và số lượng, nhưng chúng lao đi khắp vũ trụ, quay cuồng trong một cơn lốc, và do đó mọi thứ phức tạp đều được sinh ra: lửa, nước, không khí, đất.” Đóng góp quyết định cho sự phát triển của lý thuyết động học phân tử được thực hiện vào nửa sau thế kỷ 19. công trình của các nhà khoa học xuất sắc J.C. Maxwell và L. Boltzmann, những người đã đặt nền móng cho mô tả thống kê (xác suất) về tính chất của các chất (chủ yếu là khí) bao gồm một số lượng lớn các phân tử chuyển động hỗn loạn. Phương pháp thống kê đã được khái quát hóa (liên quan đến bất kỳ trạng thái vật chất nào) vào đầu thế kỷ 20. trong các công trình của nhà khoa học người Mỹ J. Gibbs, người được coi là một trong những người sáng lập ra cơ học thống kê hay vật lý thống kê. Cuối cùng, trong những thập kỷ đầu tiên của thế kỷ 20. các nhà vật lý nhận ra rằng hành vi của các nguyên tử và phân tử không tuân theo các định luật cổ điển mà tuân theo các định luật cơ học lượng tử. Điều này đã tạo động lực mạnh mẽ cho sự phát triển của vật lý thống kê và giúp mô tả một số hiện tượng vật lý mà trước đây không thể giải thích được trong khuôn khổ các khái niệm thông thường của cơ học cổ điển.

Lý thuyết động học phân tử của chất khí.

Mỗi phân tử bay về phía bức tường, khi va chạm với nó sẽ truyền động lượng của nó vào bức tường. Vì tốc độ của một phân tử khi va chạm đàn hồi với một bức tường thay đổi từ giá trị v trước - v, độ lớn của xung truyền đi là 2 mv. Lực tác dụng lên bề mặt tường D S trong thời gian D t, được xác định bởi độ lớn của tổng động lượng được truyền bởi tất cả các phân tử tới bức tường trong khoảng thời gian này, tức là F= 2mv N c D S/D t, ở đâu n cđược xác định bởi biểu thức (1). Đối với giá trị áp suất P = F/D S trong trường hợp này chúng tôi tìm thấy: p = (1/3)nmv 2.

Để có được kết quả cuối cùng, bạn có thể từ bỏ giả định về cùng một tốc độ của các phân tử bằng cách xác định các nhóm phân tử độc lập, mỗi nhóm có tốc độ xấp xỉ như nhau. Sau đó, giá trị áp suất trung bình được tìm bằng cách lấy trung bình bình phương vận tốc trên tất cả các nhóm phân tử hoặc

Biểu thức này cũng có thể được biểu diễn dưới dạng

Thật thuận tiện khi đưa ra một dạng khác của công thức này bằng cách nhân tử số và mẫu số dưới dấu căn bậc hai với số Avogadro

N a= 6,023·10 23.

Đây M = mN A– khối lượng nguyên tử hoặc phân tử, giá trị R = kN A= 8.318·10 7 erg được gọi là hằng số khí.

Tốc độ trung bình của các phân tử trong chất khí, ngay cả ở nhiệt độ vừa phải, hóa ra rất cao. Vì vậy, đối với các phân tử hydro (H2) ở nhiệt độ phòng ( T= 293K) tốc độ này là khoảng 1900 m/s, đối với các phân tử nitơ trong không khí - khoảng 500 m/s. Tốc độ truyền âm trong không khí ở cùng điều kiện là 340 m/s.

Xem xét rằng N = N/V., Ở đâu V.- thể tích chiếm bởi khí, N là tổng số phân tử trong thể tích này, dễ dàng nhận được hệ quả từ (5) dưới dạng các định luật khí đã biết. Để làm điều này, tổng số phân tử được biểu diễn dưới dạng N = vN A, Ở đâu v là số mol khí và phương trình (5) có dạng

(8) pV = vRT,

được gọi là phương trình Clapeyron–Mendeleev.

Cho rằng T= const áp suất khí thay đổi tỷ lệ nghịch với thể tích mà nó chiếm giữ (định luật Boyle–Mariotte).

Trong một bình kín có thể tích cố định V.= áp suất hằng số thay đổi tỷ lệ thuận với sự thay đổi nhiệt độ tuyệt đối của khí T. Nếu khí ở điều kiện có áp suất không đổi P= const, nhưng nhiệt độ thay đổi (có thể đạt được những điều kiện như vậy, ví dụ, nếu một chất khí được đặt trong một xi lanh đóng kín bằng một pít-tông chuyển động), thì thể tích mà chất khí chiếm giữ sẽ thay đổi tỷ lệ với sự thay đổi nhiệt độ của nó (Định luật Gay-Lussac).

Để có một hỗn hợp khí trong bình, tức là Có một số loại phân tử khác nhau. Trong trường hợp này, độ lớn động lượng được truyền vào tường bởi các phân tử thuộc loại này không phụ thuộc vào sự có mặt của các phân tử thuộc loại khác. Nó theo sau đó áp suất của hỗn hợp các khí lý tưởng bằng tổng áp suất riêng phần mà mỗi khí sẽ tạo ra riêng nếu nó chiếm toàn bộ thể tích.Đây là một định luật khác về khí - định luật Dalton nổi tiếng.

Đường tự do trung bình phân tử . Một trong những người đầu tiên, hồi những năm 1850, đã đưa ra những ước tính hợp lý về vận tốc nhiệt trung bình của các phân tử của các loại khí khác nhau là nhà vật lý người Áo Clausius. Những giá trị lớn bất thường của những vận tốc này mà ông thu được ngay lập tức làm dấy lên sự phản đối. Nếu tốc độ của các phân tử thực sự cao đến vậy, thì mùi của bất kỳ chất có mùi nào sẽ lan tỏa gần như ngay lập tức từ đầu này sang đầu kia của căn phòng kín. Trên thực tế, sự lan truyền mùi xảy ra rất chậm và xảy ra như chúng ta biết ngày nay thông qua một quá trình gọi là khuếch tán khí. Clausius và những người khác sau này đã có thể đưa ra lời giải thích thuyết phục cho quá trình này và các quá trình vận chuyển khí khác (chẳng hạn như độ dẫn nhiệt và độ nhớt) bằng cách sử dụng khái niệm đường đi tự do trung bình. phân tử , những thứ kia. khoảng cách trung bình mà một phân tử di chuyển từ va chạm này sang va chạm khác.

Mỗi phân tử trong chất khí trải qua một số lượng va chạm rất lớn với các phân tử khác. Trong khoảng thời gian giữa các lần va chạm, các phân tử chuyển động gần như theo đường thẳng, chỉ trải qua những thay đổi mạnh về tốc độ tại thời điểm va chạm. Đương nhiên, độ dài của các đoạn thẳng dọc theo đường đi của phân tử có thể khác nhau, vì vậy sẽ hợp lý khi chỉ nói về một đường đi tự do trung bình nhất định của các phân tử.

Trong thời gian D t phân tử đi qua một con đường ngoằn ngoèo phức tạp bằng v D t. Có nhiều điểm gấp khúc trong quỹ đạo dọc theo con đường này cũng như số lần va chạm. Cho phép Z có nghĩa là số lượng va chạm mà một phân tử trải qua trong một đơn vị thời gian. Đường đi tự do trung bình khi đó bằng tỷ lệ giữa độ dài đường đi N 2, ví dụ: Một» 2,0·10 –10 m, Bảng 1 thể hiện các giá trị l 0 tính bằng µm (1 µm = 10 –6 m) tính theo công thức (10) đối với một số khí ở điều kiện thường ( P= 1 atm, T= 273K). Những giá trị này hóa ra lớn hơn khoảng 100–300 lần so với đường kính nội tại của các phân tử.

Bài học video này được dành cho chủ đề “Các quy định cơ bản của CNTT. Cấu trúc của vật chất. Phân tử". Tại đây bạn sẽ tìm hiểu lý thuyết động học phân tử (MKT) nghiên cứu những gì trong vật lý. Làm quen với ba quy định chính làm cơ sở cho CNTT-TT. Bạn sẽ tìm hiểu những gì quyết định tính chất vật lý của một chất và nguyên tử và phân tử là gì.

Trước tiên, chúng ta hãy nhớ tất cả các phần vật lý trước đây mà chúng ta đã nghiên cứu và hiểu rằng trong thời gian này chúng ta đang xem xét các quá trình xảy ra với các vật thể vĩ mô (hoặc các vật thể của vũ trụ vĩ mô). Bây giờ chúng ta sẽ nghiên cứu cấu trúc của chúng và các quá trình xảy ra bên trong chúng.

Sự định nghĩa. Cơ thể vĩ mô- một cơ thể bao gồm một số lượng lớn các hạt. Ví dụ: một chiếc ô tô, một con người, một hành tinh, một quả bóng bi-a...

Cơ thể kính hiển vi - một cơ thể bao gồm một hoặc nhiều hạt. Ví dụ: nguyên tử, phân tử, electron... (Hình 1)

Cơm. 1. Ví dụ về các đối tượng vi mô và vĩ mô tương ứng

Sau khi đã xác định được chủ đề nghiên cứu của khóa học MCT, bây giờ chúng ta nên nói về các mục tiêu chính mà khóa học MCT đặt ra, cụ thể là:

Nghiên cứu các quá trình xảy ra bên trong vật thể vĩ mô (chuyển động và tương tác của các hạt)
Tính chất của vật thể (mật độ, khối lượng, áp suất (đối với chất khí)…)
Nghiên cứu các hiện tượng nhiệt (sưởi ấm-làm mát, sự thay đổi trạng thái vật lý của cơ thể)

Việc nghiên cứu những vấn đề này, sẽ diễn ra xuyên suốt toàn bộ chủ đề, giờ đây sẽ bắt đầu bằng việc chúng ta sẽ xây dựng cái gọi là các quy định cơ bản của CNTT-TT, tức là một số tuyên bố mà tính xác thực của nó từ lâu đã không còn nghi ngờ gì nữa, và, bắt đầu từ đó toàn bộ khóa học tiếp theo sẽ được xây dựng.

Chúng ta hãy nhìn vào từng cái một:

Tất cả các chất bao gồm một số lượng lớn các hạt - phân tử và nguyên tử.

Sự định nghĩa. nguyên tử- hạt nhỏ nhất của một nguyên tố hóa học. Kích thước của các nguyên tử (đường kính của chúng) theo thứ tự cm. Điều đáng chú ý là, không giống như các phân tử, có tương đối ít loại nguyên tử khác nhau. Tất cả các giống của chúng, hiện được con người biết đến, được tập hợp trong cái gọi là bảng tuần hoàn (xem Hình 2)

Cơm. 2. Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học (về cơ bản là các loại nguyên tử) của D. I. Mendeleev

phân tử- đơn vị cấu trúc của vật chất gồm các nguyên tử. Không giống như các nguyên tử, chúng lớn hơn và nặng hơn, và quan trọng nhất là chúng có rất nhiều loại.

Chất mà phân tử gồm một nguyên tử được gọi là nguyên tử, từ một số lớn hơn - phân tử. Ví dụ: oxy, nước, muối ăn () - phân tử; bạc helium (He, Ag) - nguyên tử.

Hơn nữa, cần hiểu rằng các tính chất của vật thể vĩ mô sẽ không chỉ phụ thuộc vào đặc tính định lượng của thành phần vi mô của chúng mà còn phụ thuộc vào đặc tính định tính.

Nếu trong cấu trúc của nguyên tử, một chất có hình dạng nhất định ( mạng tinh thể), hoặc ngược lại không có thì các vật thể này sẽ có những tính chất khác nhau. Ví dụ, vật thể vô định hình không có điểm nóng chảy nghiêm ngặt. Ví dụ nổi tiếng nhất là than chì vô định hình và kim cương kết tinh. Cả hai chất đều được tạo thành từ các nguyên tử carbon.

Cơm. 3. Than chì và kim cương tương ứng

Vì vậy, “vật chất bao gồm bao nhiêu nguyên tử và phân tử, được sắp xếp tương đối như thế nào và loại nguyên tử và phân tử nào?” - câu hỏi đầu tiên, câu trả lời sẽ đưa chúng ta đến gần hơn với sự hiểu biết về các đặc tính của vật thể.

Tất cả các hạt nêu trên đều chuyển động hỗn loạn nhiệt liên tục.

Giống như trong các ví dụ đã thảo luận ở trên, điều quan trọng là phải hiểu không chỉ các khía cạnh định lượng của chuyển động này mà còn cả khía cạnh định tính của các chất khác nhau.

Các phân tử và nguyên tử của chất rắn chỉ chịu những dao động nhẹ so với vị trí cố định của chúng; chất lỏng - cũng dao động, nhưng do kích thước của không gian liên phân tử lớn nên đôi khi chúng thay đổi vị trí cho nhau; Ngược lại, các hạt khí chuyển động tự do trong không gian mà không thực sự va chạm.

Các hạt tương tác với nhau.

Tương tác này có bản chất điện từ (tương tác giữa hạt nhân và electron của nguyên tử) và tác dụng theo cả hai hướng (cả lực hút và lực đẩy).

Đây: d- khoảng cách giữa các hạt; Một- kích thước hạt (đường kính).

Khái niệm “nguyên tử” lần đầu tiên được đưa ra bởi nhà triết học và nhà khoa học tự nhiên Hy Lạp cổ đại Democritus (Hình 4). Trong giai đoạn sau, nhà khoa học người Nga Lomonosov đã tích cực thắc mắc về cấu trúc của thế giới vi mô (Hình 5).

Cơm. 4. Dân chủ

Cơm. 5. Lomonosov

Trong bài học tiếp theo chúng tôi sẽ giới thiệu các phương pháp chứng minh định tính các quy định chính của CNTT.

Thư mục

Myakishev G.Ya., Sinykov A.Z. Vật lý phân tử. Nhiệt động lực học. - M.: Bustard, 2010.
Gendenshtein L.E., Dick Yu.I. Vật lý lớp 10. - M.: Ilexa, 2005.
Kasyanov V.A. Vật lý lớp 10. - M.: Bustard, 2010.

Elementy.ru ().
Samlib.ru ().
Youtube().

Bài tập về nhà

*Nhờ lực nào mà người ta có thể thực hiện thí nghiệm đo kích thước của phân tử dầu như trong video hướng dẫn?
Tại sao thuyết động học phân tử không xét đến hợp chất hữu cơ?
Tại sao ngay cả một hạt cát rất nhỏ cũng là đối tượng của thế giới vĩ mô?
Những lực có bản chất chủ yếu tác dụng lên các hạt từ các hạt khác là gì?
Làm thế nào bạn có thể xác định liệu một cấu trúc hóa học nhất định có phải là nguyên tố hóa học hay không?

Cơ thể kính hiển vi - một cơ thể bao gồm một hoặc nhiều hạt. Ví dụ: nguyên tử, phân tử, electron... (Hình 1)

Cơm. 1. Ví dụ về các đối tượng vi mô và vĩ mô tương ứng

Sau khi đã xác định được chủ đề nghiên cứu của khóa học MCT, bây giờ chúng ta nên nói về các mục tiêu chính mà khóa học MCT đặt ra, cụ thể là:

Nghiên cứu các quá trình xảy ra bên trong vật thể vĩ mô (chuyển động và tương tác của các hạt)
Tính chất của vật thể (mật độ, khối lượng, áp suất (đối với chất khí)…)
Nghiên cứu các hiện tượng nhiệt (sưởi ấm-làm mát, sự thay đổi trạng thái vật lý của cơ thể)

Chúng ta hãy nhìn vào từng cái một:

Tất cả các chất bao gồm một số lượng lớn các hạt - phân tử và nguyên tử.

Cơm. 2. Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học (về cơ bản là các loại nguyên tử) của D. I. Mendeleev

Cơm. 3. Than chì và kim cương tương ứng

Tất cả các hạt nêu trên đều chuyển động hỗn loạn nhiệt liên tục.

Các hạt tương tác với nhau.

Tương tác này có bản chất điện từ (tương tác giữa hạt nhân và electron của nguyên tử) và tác dụng theo cả hai hướng (cả lực hút và lực đẩy).

Đây: d- khoảng cách giữa các hạt; Một- kích thước hạt (đường kính).

Cơm. 4. Dân chủ

Cơm. 5. Lomonosov

Trong bài học tiếp theo chúng tôi sẽ giới thiệu các phương pháp chứng minh định tính các quy định chính của CNTT.

Thư mục

Myakishev G.Ya., Sinykov A.Z. Vật lý phân tử. Nhiệt động lực học. - M.: Bustard, 2010.
Gendenshtein L.E., Dick Yu.I. Vật lý lớp 10. - M.: Ilexa, 2005.
Kasyanov V.A. Vật lý lớp 10. - M.: Bustard, 2010.

Elementy.ru ().
Samlib.ru ().
Youtube().

Bài tập về nhà

*Nhờ lực nào mà người ta có thể thực hiện thí nghiệm đo kích thước của phân tử dầu như trong video hướng dẫn?
Tại sao thuyết động học phân tử không xét đến hợp chất hữu cơ?
Tại sao ngay cả một hạt cát rất nhỏ cũng là đối tượng của thế giới vĩ mô?
Những lực có bản chất chủ yếu tác dụng lên các hạt từ các hạt khác là gì?
Làm thế nào bạn có thể xác định liệu một cấu trúc hóa học nhất định có phải là nguyên tố hóa học hay không?

Các nguyên tử hay phân tử tạo nên chất khí chuyển động tự do với khoảng cách khá xa và chỉ tương tác khi chúng va chạm với nhau (ở phần sau để tránh lặp lại tôi chỉ đề cập đến “phân tử” nghĩa là “phân tử hoặc nguyên tử” ). Do đó, phân tử chỉ chuyển động thẳng trong khoảng thời gian giữa các va chạm, thay đổi hướng chuyển động sau mỗi lần tương tác như vậy với phân tử khác. Độ dài trung bình của một đoạn chuyển động thẳng của phân tử khí được gọi là đường đi tự do trung bình. Mật độ khí càng cao (và do đó khoảng cách trung bình giữa các phân tử càng nhỏ), quãng đường tự do trung bình giữa các va chạm càng ngắn.

Vào nửa sau thế kỷ 19, một bức tranh tưởng chừng đơn giản như vậy về cấu trúc nguyên tử-phân tử của chất khí, nhờ nỗ lực của một số nhà vật lý lý thuyết, đã phát triển thành một lý thuyết mạnh mẽ và khá phổ quát. Lý thuyết mới dựa trên ý tưởng về mối liên hệ giữa đo lường được vĩ mô chỉ báo tình trạng khí (nhiệt độ, áp suất và thể tích) với kính hiển viđặc điểm - số lượng, khối lượng và tốc độ chuyển động của các phân tử. Vì các phân tử không ngừng chuyển động và do đó có động năng nên lý thuyết này được gọi là thuyết động học phân tử chất khí

Hãy lấy huyết áp làm ví dụ. Tại bất kỳ thời điểm nào, các phân tử va vào thành bình và với mỗi lần va chạm, chúng truyền một xung lực nhất định, bản thân lực này cực kỳ nhỏ, nhưng tổng tác động của hàng triệu phân tử tạo ra một lực đáng kể lên thành bình, đó là được chúng tôi coi là áp lực. Ví dụ, khi bơm lốp ô tô, bạn đang đẩy các phân tử không khí trong khí quyển vào bên trong thể tích kín của lốp ngoài số lượng phân tử đã có bên trong nó; Kết quả là nồng độ các phân tử bên trong lốp cao hơn bên ngoài, chúng va vào thành lốp thường xuyên hơn, áp suất bên trong lốp cao hơn áp suất khí quyển, lốp trở nên phồng lên và đàn hồi.

Ý nghĩa của lý thuyết là từ đường đi tự do trung bình của các phân tử, chúng ta có thể tính được tần suất va chạm của chúng với thành bình. Nghĩa là, có thông tin về tốc độ chuyển động của các phân tử, có thể tính toán được các đặc tính của chất khí có thể đo được trực tiếp. Nói cách khác, lý thuyết động học phân tử cho chúng ta mối liên hệ trực tiếp giữa thế giới phân tử, nguyên tử và thế giới vĩ mô hữu hình.

Điều tương tự cũng áp dụng cho việc hiểu nhiệt độ trong khuôn khổ lý thuyết này. Nhiệt độ càng cao thì tốc độ trung bình của các phân tử khí càng lớn. Mối quan hệ này được mô tả bằng phương trình sau:

1/2mv 2 = kT

Ở đâu tôi- khối lượng của một phân tử khí v— tốc độ chuyển động nhiệt trung bình của các phân tử, T - nhiệt độ khí (tính bằng Kelvin) và k- hằng số Boltzmann. Phương trình cơ bản của lý thuyết động học phân tử xác định mối quan hệ trực tiếp giữa các đặc tính phân tử của chất khí (trái) và các đặc tính vĩ mô có thể đo được (phải). Nhiệt độ của chất khí tỉ lệ thuận với bình phương tốc độ trung bình của các phân tử.

Lý thuyết động học phân tử cũng đưa ra câu trả lời khá rõ ràng cho câu hỏi về độ lệch vận tốc của từng phân tử so với giá trị trung bình. Mỗi va chạm giữa các phân tử khí đều dẫn đến sự phân phối lại năng lượng giữa chúng: các phân tử chuyển động quá nhanh sẽ chậm lại, các phân tử chuyển động quá chậm sẽ tăng tốc, dẫn đến hiện tượng trung bình hóa. Tại bất kỳ thời điểm nào cũng có vô số hàng triệu vụ va chạm như vậy xảy ra trong chất khí. Tuy nhiên, hóa ra ở nhiệt độ nhất định của chất khí ở trạng thái ổn định, số lượng phân tử trung bình ở một tốc độ nhất định v hoặc năng lượng E, không thay đổi. Điều này xảy ra bởi vì, theo quan điểm thống kê, xác suất để một phân tử có năng lượng E sẽ thay đổi năng lượng và chuyển sang trạng thái năng lượng tương tự bằng xác suất mà ngược lại, một phân tử khác sẽ chuyển sang trạng thái có năng lượng E. Vì vậy, mặc dù mỗi phân tử riêng lẻ đều có năng lượng E chỉ thỉnh thoảng, số lượng phân tử trung bình có năng lượng E vẫn không thay đổi. (Chúng ta thấy tình trạng tương tự trong xã hội loài người. Không ai ở lại tuổi mười bảy quá một năm—tạ ơn Chúa!—nhưng phần trăm trung bình của những người mười bảy tuổi trong một cộng đồng con người ổn định hầu như không thay đổi.)

Ý tưởng về sự phân bố vận tốc trung bình của các phân tử và công thức chặt chẽ của nó thuộc về James Clarke Maxwell; nhà lý thuyết xuất sắc tương tự cũng đã viết một mô tả chặt chẽ về trường điện từ ( cm. phương trình Maxwell). Chính ông là người đã suy ra sự phân bố vận tốc của các phân tử ở một nhiệt độ nhất định (xem hình). Hầu hết các phân tử đều ở trạng thái năng lượng tương ứng với mức cực đại Phân phối Maxwell và tốc độ trung bình, tuy nhiên trên thực tế tốc độ của các phân tử dao động trong giới hạn khá lớn.