Մոլեկուլային-կինետիկ տեսություն

Մոլեկուլային-կինետիկ տեսություն (կրճատ՝ ՄԿՏ), տեսություն՝ ի հայտ եկած 19-րդ դարում, որը դիտարկում է նյութերի (հիմնականում՝ գազերի) կառուցվածքը 3 հիմնական դրույթների տեսանկյունից.

Բոլոր մարմինները կազմված են փոքր մասնիկներից՝ ատոմներից և մոլեկուլներից,
Մասնիկները՝ ատոմներն ու մոլեկուլները, անընդհատ, քաոսային՝ ջերմային շարժման մեջ են,
մասնիկները փոխազդում են իրար հետ բացարձակ առաձգական բախումների միջոցով։ՄԿՏ-ն ամենահաջող ֆիզիկական տեսություններից մեկն է և հաստատվել է մի շարք փորձարարական ապացույցներով։ ՄԿՏ-ի դրույթների հիմնական ապացույցներից են.

Դիֆուզիան
Բրոունյան շարժումը
Նյութի ագրեգատային վիճակների փոփոխությունըՄԿՏ-ի հիման վրա զարգացել են ժամանակակից ֆիզիկայի մի շարք բաժիններ, մասնավորապես կինետիկան և վիճակագրական մեխանիկան։ Մոլեկուլային-կինետիկ տեսություն եզրույթն այժմ գործնականորեն չի կիրառվում, չնայած որ հանդիպում է ընդհանուր ֆիզիկայի դասընթացների դասագրքերում։


== Տեսության պատմություն ==
ՄԿՏ-ի համար հիմք է հանդիսանում ատոմային ուսմունքը, ըստ որի նյութական մարմինները կազմված են քիմիապես անբաժանելի մասնիկներից՝ ատոմներից։ Այն ծնվել է 2 500 տարի առաջ, Հին Հունաստանում, և հիմնադիրներն են համարվում Դեմոկրիտեսն ու Լևկիպոսը։
1738 թվականին Դանիել Բեռնուլին հրապարակեց իր «Հիդրոդինամիկա» աշխատությունը, որում տեղադրեց ՄԿՏ հիմունքները։
19-րդ դարում տեսությունն առաջ քաշեցին Ռուդոլֆ Կլաուզիուսը, Լյուդվիգ Բոլցմանն ու Ջեյմս Մաքսվելը։


= ՄԿՏ հիմնական հավասարում =

  
    
      
        p
        =
        
          
            1
            3
          
        
        
          m
          
            0
          
        
        n
        
          v
          
            2
          
        
      
    
    {\displaystyle p={\frac {1}{3}}m_{0}nv^{2}}
  
ՄԿՏ հիմնական հավասարումը կապ է հաստատում ջերմադինամիկական համակարգի մակրոսկոպական(ճնշում, ծավալ, ջերմաստիճան) և միկրոսկոպական(մոլեկուլի զանգված, մոլեկուլների շարժման միջին քառակուսային արագություն) պարամետրերի միջև։


=== ՄԿՏ հիմնական հավասարման դուրսբերում ===
Դիցուք, ունենք 
  
    
      
        N
      
    
    {\displaystyle N}
   մասնիկ, որոնք ունեն 
  
    
      
        
          m
          
            0
          
        
      
    
    {\displaystyle m_{0}}
    զանգված և գտնվում են խորանարդաձև անոթում։
Քանի որ մոլեկուլների շարժումը քաոսային է, ապա տարածության 6 ուղղություններից դեկարտյան կոորդինատային համակարգի առանցքներից մեկին համընկնող ուղղությամ շարժման հավանականությունները հավասար են։
Այսինքն՝ կարող ենք ընդունել, որ այդ ուղղություններից յուրաքանչյուրով շարժվում են  
  
    
      
        
          
            1
            6
          
        
        N
      
    
    {\displaystyle {\frac {1}{6}}N}
   թվով մասնիկներ։
Համարենք, որ բոլոր մասնիկները շարժվում են միևնույն 
  
    
      
        v
      
    
    {\displaystyle v}
   արագությամբ։
Անոթի պատին հարվածող մասնիկներից յուրաքանչյուրը նրան փոխանցում է 
  
    
      
        Δ
        P
        =
        2
        
          m
          
            0
          
        
        v
      
    
    {\displaystyle \Delta P=2m_{0}v}
   իմպուլս։
Եթե անոթի պատերի մակերեսը 
  
    
      
        S
      
    
    {\displaystyle S}
   է, իսկ նյութի կոնցենտրացիան՝ 
  
    
      
        n
      
    
    {\displaystyle n}
  , ապա անոթի պատին  
  
    
      
        Δ
        t
      
    
    {\displaystyle \Delta t}
   ժամանակահատվածում հարվածող մասնիկների թիվը հավասար կլինի 
  
    
      
        N
        =
        
          
            1
            6
          
        
        n
        S
        Δ
        t
        v
      
    
    {\displaystyle N={\frac {1}{6}}nS\Delta tv}
  :
Քանի որ 
  
    
      
        p
        =
        
          
            F
            S
          
        
      
    
    {\displaystyle p={\frac {F}{S}}}
  , իսկ 
  
    
      
        F
        =
        
          
            
              Δ
              P
            
            
              Δ
              t
            
          
        
        N
      
    
    {\displaystyle F={\frac {\Delta P}{\Delta t}}N}
   - անոթի պատերի ու մասնիկների փոխազդեցության գումարային ուժը, ապա համապատասխան հավասարումները տեղադրելով կստանանք 
  
    
      
        p
        =
        
          
            1
            3
          
        
        
          m
          
            0
          
        
        n
        
          v
          
            2
          
        
      
    
    {\displaystyle p={\frac {1}{3}}m_{0}nv^{2}}
  ,
քանի որ  
  
    
      
        
          
            
              
                E
                
                  k
                
              
              ¯
            
          
        
        =
        
          
            1
            2
          
        
        m
        
          
            
              
                v
                
                  2
                
              
              ¯
            
          
        
      
    
    {\displaystyle {\bar {E_{k}}}={\frac {1}{2}}m{\bar {v^{2}}}}
  , ապա 
  
    
      
        p
        =
        
          
            2
            3
          
        
        n
        
          
            
              
                E
                
                  k
                
              
              ¯
            
          
        
      
    
    {\displaystyle p={\frac {2}{3}}n{\bar {E_{k}}}}
  :


== Մոլեկուլի միջին քառակուսային արագության հավասարում ==
Մոլեկուլի միջին քառակուսային արագության հավասարումը հեշտությամբ կարելի է դուրս բերել 1 մոլ գազի համար ՄԿՏ հիմնական հավասարումից.

  
    
      
        
          E
          
            k
          
        
        =
        
          
            1
            2
          
        
        m
        
          
            
              
                v
                
                  2
                
              
              ¯
            
          
        
        =
        
          
            3
            2
          
        
        k
        T
      
    
    {\displaystyle E_{k}={\frac {1}{2}}m{\bar {v^{2}}}={\frac {3}{2}}kT}
  ,

  
    
      
        
          N
          
            a
          
        
        m
        =
        M
      
    
    {\displaystyle N_{a}m=M}
  , որտեղ 
  
    
      
        M
      
    
    {\displaystyle M}
   -ը գազի մոլային զանգվածն է, 
  
    
      
        m
      
    
    {\displaystyle m}
   -ը՝ գազի մոլեկուլի զանգվածը։
Այստեղից էլ կստանանք՝

  
    
      
        
          
            
              v
              ¯
            
          
        
        =
        
          
            
              
                3
                k
                T
                
                  N
                  
                    A
                  
                
              
              M
            
          
        
        =
        
          
            
              
                3
                R
                T
              
              M
            
          
        
      
    
    {\displaystyle {\bar {v}}={\sqrt {\frac {3kTN_{A}}{M}}}={\sqrt {\frac {3RT}{M}}}}
  


== Տես նաև ==
Կինետիկա
Վիճակագրական մեխանիկա
Վիճակագրական ֆիզիկա


== Ծանոթագրություններ ==


== Գրականություն ==
The Feynman Lectures on Physics: The Kinetic Theory of Gases
Гиршфельд Дж, Кертисс Ч., Берд Р. Молекулярная теория газов и жидкостей. М., 1961 Френкель Я.И. Кинетическая теория жидкостей. Л., 1975 Кикоин А.К., Кикоин И.К. Молекулярная физика. М., 1976