Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Абражевич Э.Б. -> "Физика. Часть 2. Молекулярная физика и термодинамика "

Физика. Часть 2. Молекулярная физика и термодинамика - Абражевич Э.Б.

Физика. Часть 2. Молекулярная физика и термодинамика

Автор: Абражевич Э.Б.
Другие авторы: Иванов Д.А., Кириченко А.В.
Издательство: М.: МЭИ
Год издания: 1997
Страницы: 56
Читать: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
Скачать: fizikamolekulyafizikaitermodinamika1997.djvu

Э.Б.Абражевич, Д.А.Иванов, А.В.Кириченко ФИЗИКА. Ч. 2. МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА И ТЕРМОДИНАМИКА

M.: Издательство МЭИ. 1997.-56 с.

Представлена вторая часть курса физики, которая включает в себя подробные теоретическую и практическую проработки тем: молекулярно - кинетическая теория, первое и второе начала термодинамики, свойства паров и жидкостей, тепловые явления.

Написано в соответствии с программой по физике для поступающих в вузы. В каждой главе пособия содержится краткое теоретическое введение, включающее формулировки физических законов и алгоритмические методы решения задач. Также даются качественные задачи по рассматриваемым разделам физики. Пособие содержит большое количество типовых задач, аналогичных тем, которые предлагаются на вступительных экзаменах в технические вузы, а также подробные решения всех задач.

Предназначено учащимся старших классов и абитуриентам для проведения занятий по подготовке к вступительным экзаменам по системе дистанционного

обучения, а также для самостоятельной работы.

ОГЛАВЛЕНИЕ

1. Молекулярно-кинетическая теория. 3 1.1 Основы молекулярно - кинетической теории 7

1.2. Уравнение состояния идеального газа 8

1.3. Законы идеального газа. 9

2. Первое начало термодинамики. 11

2.1. Применение первого начала термодинамики к изопроцессам 13

2.2. Адиабатный процесс 14

3. Второе начало термодинамики. 15

3.1. Термодинамические циклы тепловых двигателей 16

3.2. КПД механизмов и машин 17

4. Свойства паров и жидкостей 18 4.1 Поверхностное натяжение, капиллярные явления 21 4.2. Насыщенные пары, влажность 21

5. Тепловые явления 23 5.1 Тепловое расширение твердых тел и жидкостей 27

5.2. Тепловые явления без изменения агрегатного состояния 27

5.3. Тепловые явления с изменением агрегатного состояния 28

6. Качественные задачи 30 Решения задач. 32 Список литературы 55 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ

Модель идеального газа предполагает, что суммарный объем самих молекул, находящихся в сосуде, ничтожно мал по сравнению с объемом сосуда, а силами взаимодействия молекул газа друг с другом на расстоянии можно пренебречь.

Абсолютной температурой газа T называют меру средней кинетической энергии поступательного движения его молекул. При этом всегда рассматривается движение молекул газа относительно сосуда, в котором находится газ.

Рассмотрим идеальный газ, N молекул которого массой т каждая находятся в сосуде, двигаясь с различными скоростями. Среднюю кинетическую знергню (H7k) одной молекулы можно

определить по формуле

2 2 2 гщ mv2 mvN

(W \ - + "+ _¦ т pI2 + ^2+-+v\ _т ( 2\ V к/ N IN 2 \ '

Следует иметь в виду, что даже для самого малого количества газа в сосуде число его молекул N - огромная величина (вспомним, что в моле газа находится Na. = 6,02-IO22 молекул). Величина vKB, определяемая формулой

называется средней квадратичной скоростью молекул газа. Точное определение абсолютной температуры T дает формула ее связи с энергией (Wk)-.

(W1t) = IkT,

где к = 1,38-10~23 Дж К-1 - постоянная Больцмана; T- абсолютная температура газа (T = t° С+ 273).

Число степеней свободы і молекулы газа можно определить либо как количество ее независимых движений (поступательных и вращательных), либо как минимальное количество координат, однозначно определяющих положение молекулы в пространстве. Одноатомная молекула имеет три степени свободы ( независимых поступательных движения вдоль осей координат в пространстве ) -рис. 1, а. Двухатомная молекула - 5 степеней свободы (к трем

3 Zf

Zf

л



л

f...-ч

А

? Y





а

б

в

Рис.1

независимым поступательным движениям в пространстве добавляются два независимых вращения относительно осей, перпендикулярных оси молекулы ) - рис.1, б. Наконец, все остальные молекулы газа - назовем их многоатомными (трех-, четырехатомные и т.д.) - имеют по 6 степеней свободы: три независимых поступательных движения и три независимых вращения - рис. 1, в.

Постулат Больцмана утверждает, что каждое независимое движение молекулы обладает одинаковой энергией, значение

которой равно ^kT. Используя этот постулат, можно получить

формулу для суммарной кинетической энергии всех движений всех молекул газа U - эту характеристику в молекулярно-кинетической теории называют внутренней энергией:

здесь N - число молекул газа в сосуде; т - масса газа в сосуде; M -молярная масса газа; Na = 6,02-IO22 моль-' - число молекул в моле газа. Постоянную величину R - к N^ =8,31 Дж/(моль-К) называют универсальной газовой постоянной.

Скалярная физическая величина р, равная отношению силы, действующей со стороны газа на стенку сосуда перпендикулярно ей, к площади стенки называется давлением газа:

Основное уравнение молекулярно-кинетической теории

связывает давление газа со средней кинетической энергией беспорядочного поступательного движения (Wk) формулой

4 N

где N - число молекул газа; V - объем сосуда; п = ~

концентрация молекул газа в сосуде. Укажем формулы, с помощью которых можно определить среднюю квадратичную скорость молекулы газа:
< 1 > 2 3 4 5 6 7 .. 17 >> Следующая
Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed