Мельчайшие частицы вещества, имеющие все химические признаки этого вещества, называют молекулами.

Все молекулы данного вещества одинаковы. Молекулы разных веществ отличаются друг от друга.

Молекулы состоят из ещё более мелких структурных единиц - атомов.

Вещество, молекулы которого состоят из одинаковых атомов, называют простым. Если же молекула вещества состоит из разных атомов, то такое вещество называют сложным.

Процесс замены сложного физического объекта на более простой учёные называют моделированием (выбором модели).

Атомы всех веществ состоят из протонов, нейтронов, электронов. Масса протона примерно равна массе нейтрона и существенно (примерно в 2000 раз) превышает массу электрона. Поэтому массы молекул различных веществ приблизительно кратны друг другу.

Атомная единица массы равна 1/12 массы атома углерода.

1 а. е. м. = 1,66 • 10^-27 кг.

Постоянная Авогадро - число молекул (атомов) в веществе, масса которого в граммах численно равна массе молекулы (атома) этого вещества, выраженной в атомных единицах массы.

Постоянная Авогадро N = 6,02 • 10²³.

Молекулы любого вещества непрерывно хаотически движутся друг относительно друга. Это подтверждается движением броуновских частиц и диффузией.

Темп хаотического движения броуновских частиц при неизменных внешних условиях в среднем не изменяется с течением времени. При нагревании он увеличивается. Это объясняется увеличением темпа хаотического движения молекул среды при её нагревании.

Хаотическое движение молекул и атомов среды называют тепловым движением.

Диффузией называют взаимное проникновение друг в друга соприкасающихся веществ вследствие теплового движения частиц этих веществ.

Скорость диффузии увеличивается при нагревании.

В жидкостях диффузия происходит медленнее, чем в газах, быстрее, чем в твёрдых телах.

Между молекулами в веществе существуют как силы взаимного притяжения, так и силы отталкивания.

При отсутствии внешних воздействий твёрдые тела не изменяют свою форму, а при попытках деформировать их (например, растянуть или сжать) они сопротивляются.

Для разных веществ силы взаимного притяжения и отталкивания различны.

Явление растекания жидкости по поверхности твёрдого тела называют смачиванием. Это явление наблюдается, если силы взаимного притяжения между молекулами жидкости значительно меньше сил их притяжения к молекулам поверхности тела.

Напротив, если силы взаимного притяжения между молекулами жидкости значительно больше сил их притяжения к молекулам поверхности твёрдого тела, то растекания жидкости не происходит и она собирается в капельки. В этом случае говорят, что жидкость не смачивает данное вещество.

Вещество в зависимости от внешних условий может быть газообразным, жидким и твёрдым. Эти состояния называют агрегатными состояниями вещества.

Молекулы газа находятся друг от друга в среднем на расстояниях значительно больших размеров молекул.

Вещество, находящееся в газообразном состоянии, не имеет определённой формы и объёма.

Если повторяющаяся структура в размещении молекул (атомов) наблюдается на больших расстояниях (в сотни тысяч раз больше среднего расстояния между молекулами), то такие вещества называют кристаллами.

Если повторяющаяся структура в расположении молекул (атомов) наблюдается на малых расстояниях (от десятков до тысяч среднего расстояния между молекулами), то такие вещества называют аморфными.

Молекулы жидкости не имеют конкретного места и могут часто менять своих соседей. Поэтому жидкости легко меняют свою форму, но сохраняют свой объём.

Термодинамической системой называют совокупность очень большого числа частиц.

Частицы, из которых состоит термодинамическая система, совершают непрерывное хаотическое движение относительно друг друга и взаимодействуют как между собой, так и с внешними телами.

Сумму кинетических энергий хаотического движения всех молекул (атомов) и потенциальных энергий их взаимодействия друг с другом называют внутренней энергией термодинамической системы:

U = K + П

Внутреннюю энергию термодинамической системы можно изменить, совершив над ней механическую работу.

Чтобы вычислить конечную внутреннюю энергию U_к тела при совершении над ним (или им самим) работы А в системе о счёта, где тело покоится, надо к его начальной внутренне энергии U₀ прибавить эту работу:

U_к = U₀ + A

При этом если работа совершается над телом, то значение работы А будет положительным. Если же работу совершает само тело, то значение работы А будет отрицательным. Это правило называют правилом знаков.

Процесс, при котором одно тело передаёт энергию другому без совершения работы, называют теплообменом.

Количество энергии, переданной от одного тела к другому в процессе теплообмена, называют количеством теплоты (теплотой).

При теплообмене теплота самопроизвольно всегда передаётся от более нагретого тела к менее нагретому телу.

Чтобы вычислить конечную внутреннюю энергию U_к тела, получившего (или отдавшего) в процессе теплообмена количество теплоты Q, надо к его начальной внутренней энергии U₀ прибавить это количество теплоты:

U_к = U₀+ Q.

Если тело получает количество теплоты Q, то значение Q считают положительным. Если же тело отдаёт количество теплоты Q, то значение Q считают отрицательным. Это правило называют правилом знаков.

Внутреннюю энергию термодинамической системы можно изменить только двумя способами: 1) совершить над системой механическую работу; 2) передать ей определённое количество теплоты. Эти два процесса могут происходить одновременно.

Первый закон термодинамики.

Изменение внутренней энергии тела (термодинамической системы) можно описать уравнением:

U₀+ A + Q = U_к

где А - работа, совершённая над телом, а Q - количество теплоты, переданное телу, которые подставлены в уравнение с учётом правила знаков.

Закон сохранения энергии.

Энергия не может появиться из ничего или исчезнуть бесследно. Возможен лишь ее переход от одного тела к другому или из одного вида в другой.

Теплообмен может осуществляться за счёт теплопроводности, конвекции и излучения.

Процесс передачи теплоты от одной части тела к другой или от одного тела к другому при их непосредственном контакте называют теплопроводностью.

Процесс теплообмена, происходящий за счёт перемещения нагретых и холодных частей вещества, называют конвекцией.

Излучение - это процесс теплообмена посредством электромагнитных волн. Для передачи теплоты излучением от одного тела к другому наличие вещества между ними не обязательно.

Горячие тела излучают больше, чем холодные.

Тела с тёмной поверхностью как излучают, так и поглощают электромагнитные волны лучше, чем тела со светлой поверхностью.

Температура - физическая величина, характеризующая степень нагретости термодинамической системы, находящейся в состоянии теплового (термодинамического) равновесия.

Теплоизолированной называют такую термодинамическую систему, которая не обменивается теплотой с внешними (не входящими в систему) телами.

Систему, ни над одним из тел которой внешние тела не совершают работы, называют механически изолированной.

Термодинамическую систему называют полностью изолированной, если она является механически и теплоизолированной.

Нулевой закон термодинамики.

Если термодинамическая система является полностью изолированной, она с течением времени самопроизвольно переходит в состояние термодинамического равновесия.