Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Бутиков Е.И. -> "Физика для углубленного изучения 3. Строение и свойства вещества" -> 76

Физика для углубленного изучения 3. Строение и свойства вещества - Бутиков Е.И.

Бутиков Е.И., Кондратьев А.С., Уздин В.М. Физика для углубленного изучения 3. Строение и свойства вещества — М.: Физматлит, 2004. — 335 c.
Скачать (прямая ссылка): fizikadlyauglubleniyaizucheniya3stroenieisvoystva2004.pdf
Предыдущая << 1 .. 70 71 72 73 74 75 < 76 > 77 78 79 80 81 82 .. 151 >> Следующая


• Проведите доказательство теоремы Карно с помощью таких рассуждений от противного, в которых использовался бы второй закон термодинамики в формулировке Клаузиуса.

(38)

(39)
§ 19. МЕТОДЫ ТЕРМОДИНАМИКИ И ИХ ПРИМЕНЕНИЯ

169

• Почему при выводе уравнения адиабаты (9) величину v в дифференциальном уравнении (8) можно считать постоянной?

• Почему при выборе общей формулы (1) для КПД теплового двигателя рассматривается частный случай — цикл Карно с идеальным газом?

• Поясните, почему неравенство Клаузиуса (15) или (16) можно рассматривать как альтернативную формулировку второго начала термодинамики.

• Поясните, каким образом из соотношения (20) следует вывод о существовании некоторой функции состояния.

• Почему выражение (21), связывающее приращение энтропии с передаваемой теплотой, справедливо только для обратимых процессов?

• Почему уравнение (24) или (25) можно рассматривать как соотношение, выражающее и первый и второй законы термодинамики?

• Покажите, что работа идеального газа при адиабатическом расширении может быть найдена по формуле

А = —{P\V 1 — Рг^г) ¦ ч~ 1

• При каких условиях работа внешних сил над термодинамической системой равна изменению свободной энергии?

• Почему при формулировке закона сохранения энергии в термодинамике используют понятие внутренней энергии, а не свободной энергии?

• Поясните, почему при адиабатической зарядке конденсатора с диэлектриком его температура повышается, когда dzIdT < 0.

• Поясните, как методами термодинамики доказать, что внутренняя энергия идеального газа не зависит от его объема.
V. основы

МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ

§ 20. Экспериментальные основания статистической механики

Основное положение молекулярно-кинетической теории строения вещества, вытекающее из опытных фактов, заключается в том, что атомы и молекулы, из которых состоят все макроскопические тела, находятся в состоянии непрерывного хаотического теплового движения.

Тепловое движение молекул. Наиболее убедительным опытным фактом, наглядно подтверждающим хаотический характер теплового движения и зависимость интенсивности этого движения от температуры, является броуновское движение.

Впервые это явление наблюдал английский ботаник Р. Броун в 1827 г., рассматривая в микроскоп взвешенные в воде крошечные сферические частички — споры плауна. Броуновское движение можно наблюдать и в газе. Его совершают, например, взвешенные в воздухе мелкие частицы пыли или дыма. Молекулярно-кинетическая теория броуновского движения была создана А. Эйнштейном только в 1905 г. В настоящее время термин «броуновское движение» используется в более широком смысле. Броуновским движением называют, в частности, дрожание стрелок чувствительных приборов, которое происходит из-за теплового движения молекул в самом приборе и в окружающей среде.

Наблюдая в микроскоп за движением взвешенных в жидкости мелких частиц, можно обнаружить, что каждая частица совершает хаотическое движение. Представление о характере блужданий частицы можно получить, если фиксировать ее положение в поле зрения измерительного микроскопа через равные промежутки времени. Соединив последовательные положения частицы прямыми, мы получим ломаную линию, подобную изображенной на рис. 65. Направления соседних участков ломаной линии составляют всевозможные углы друг с другом, так что не удается подметить никакой закономерности в изменении направления ломаной линии. Чем короче промежутки времени, через которые фиксируется положение частицы, тем более изломанной будет выглядеть «траектория» частицы:
§ 20. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ОСНОВАНИЯ СТАТИСТИЧЕСКОЙ МЕХАНИКИ 171

точки А, В, С, ... фиксируют положение частицы через 30 секунд, а точки 1, 2, 3, ..., соединенные штриховой линией, фиксируют ее положение через каждые 5 секунд.

Если наблюдать за в жидкости частиц, то

Наблюдение броуновского движения.

движением сразу нескольких взвешенных можно заметить, что они движутся то в одну сторону, то в противоположные, то под углом друг к другу. Отсюда можно сделать вывод, что наблюдаемое броуновское движение не связано с перемещением потоков жидкости, так как в этом случае соседние частицы всегда перемещались бы вместе.

На опыте же в условиях термодинамического равновесия никакой согласованности в движении соседних частиц не наблюдается, движутся они совершенно независимо друг от друга.

Изменяя температуру, при которой проводится опыт, можно заметить, что с увеличением температуры интенсивность броуновского движения растет, с понижением температуры оно замирает.

Такой характер движения позволяет предположить, что броуновская частица движется под действием ударов, получаемых от молекул жидкости, в которой она находится. Если при этом считать, что

тепловое движение молекул жидкости яв-
Предыдущая << 1 .. 70 71 72 73 74 75 < 76 > 77 78 79 80 81 82 .. 151 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed