Молекулна физика

За молекулна физика ще говорим съвсем накратко, като се запознаем само с необходимите ни по-нататък понятия за третиране на понятието идеален газ.

Молекулната физика изучава физичните свойства и агрегатните състояния на телата в зависимост от строежа на веществото. Молекулната теория за строежа на веществата се изгражда върху следните три основни положения:

1. Веществата имат прекъснат (дискретен) строеж. Простите химически вещества са изградени от еднотипни неделими в химическо отношение частици, наречени атоми. Например кислород, водород и т.н. Сложните химически вещества са изградени от молекули, които представляват съединения на определен брой атоми на прости химически вещества. Например вода Н₂О, два атома водород и един атом кислород.

2. Атомите и молекулите се намират в непрекъснато хаотично (топлинно) движение, което зависи само от температурата на веществото.

3. Между атомите и молекулите на веществата съществува вътрешно взаимодействие, което се дължи на електромагнитно взаимодействие, макар и като цяло те да са електронеутрални съвкупности от разноименно заредени частици. Знаем, че във всеки атом се съдържат еднакъв брой електрони и протони, които са с различен знак на електричния заряд. Законът за междумолекулните (или междуатомните) сили е много сложен. В най-простата си форма допуска следното описание:

Силите на взаимодействие между две молекули са насочени по правата съединяваща молекулите и зависят от разстоянието между тях. Под разстояние между молекулите разбираме разстоянието между центровете на масите им. Нека означим с r разстоянието между две молекули.

На малки разстояния r < r0 молекулите се отблъскват и големината на силата на отблъскване расте силно с намаляване на разстоянието между тях (виж графиката встрани).
На големи разстояния r > r0 молекулите се привличат и големината на силата на привличане намалява бавно с увеличаване на разстоянието между тях, като клони асимптотично към нула (виж графиката встрани).

На разстояние r₀, което наричаме равновесно, междумолекулните сили на взаимодействие стават равни на нула. На това разстояние те сменят посоката си. Разстоянието r₀ се приема за ефективен диаметър на молекулата.

Обемът на една молекула е от порядъка на 10 ³⁰ m³.