Энергия поступательного движения молекул.

 

Средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул идеального газа пропорциональна термодинамической температуре и зависит только от нее.

W=3/2 KT, K=1,38*10^(-23)-постоянная Больцмана.

Давление идеального газа: P=F/S, P=1/3n*m*V^2

Давление. Парциальное давление.

Парциальное давление газ, входящее в газовую постоянную называется давлением которое имел бы этот газ, если бы один занимал весь объем, предоставленный смеси.

Закон Дальтона: Давление газовой смеси равно сумме парциальных давлений входящих в нее газов.

Средняя квадратичная скорость. 1/N`*Zv^2

 

29. Молекулярно-кинетическая теория газов. Основная формула кинетической теории газов.

 

Молекулярно-кинетическая теория газов.

1) Атом - упругий шарик малых размеров

2) Все молекулы беспорядочно движутся относительно друг друга

3) Если эти молекулы не соударяются то и не взаимодействуют

4) Взаимодействие между молекулами рассматривается как абсолютно упругий удар

Основное уравнение МКТ: P=1/3*m*n*<V^2>

Основное уравнение МКТ через энергию:

P=2/3*n*<Wk>

 

 

Основная формула кинетической теории газов.

Уравнение Клаузиуса: давление газа прямо пропорционально средней кинетической энергии поступательного движения молекул, содержащихся в единице объема газа.

P=2/3*n0<W>

 

30. Внутренняя энергия газа. Число степеней свободы. Внутренняя энергия идеального газа.

 

Внутренняя энергия газа. Число степеней свободы. Внутренняя энергия идеального газа.

Вся энергия молекул идеального газа состоит только из кинетической энергии поступательного и вращательного движений.

Числом степеней свободы тела называется число независимых координат, определяющих положение тела в пространстве.

Теорема Больцмана о равномерном распределении энергии по степеням свободы: на каждую степень свободы молекулы приходится в среднем одинаковая энергия.

Внутренняя энергия любой массы газа пропорциональна числу степеней свободы молекулы, термодинамической температуре и массе газа.

U=m/M*l/2*RT

 

31. Теплоемкость газов. Теплоемкость С_p и C_v Теплоемкость веществ состоящих из одноатомных и двухатомных молекул.

 

Теплоемкость газов.

Молярная теплоемкость газов – количество теплоты, необходимое для нагревания моля вещества на 1К

Сv-теплоемкость при постоянном объеме (количество теплоты, необходимое для нагревания моля газа на 1 К при постоянном объеме). Cv=i*R/2

Сp-теплоемкость при постоянном давлении (количество теплоты, необходимое для нагревания моля газа на 1 К при постоянном давлении). Cp=(i+2)*R/2

Ср>Cv

 

Теплоемкость веществ состоящих из одноатомных и двухатомных молекул.

Одноатомные газы имеют число степеней свободы-3, Cv=12,48 Дж/(К*моль) Cр=20,80 Дж/(К*моль), у=1,67

Двухатомные газы имеют число степеней свободы-5, Cv=20,80 Дж/(К*моль) Cр=29,12 Дж/(К*моль), у=1,40

 

32. Закон распределения Максвела по скоростям.

 

Закон распределения Максвелла по скоростям.

N/v=N*4/корень из п *(M/2RT)^1,5* e^(-Mv^2/(2RT))*v^2

Наиболее вероятной называется скорость, вблизи которой на единичный интервал скорости приходится наибольшее число молекул.

Vв=корень из 2RT/M

 

33. Распределение молекул в потенциальном поле. Распределение Больцмана.

 

 

34. Средняя длина свободного пробега в газе, ее зависимость от давления и температуры.

 

Средняя длина свободного пробега в газе, ее зависимость от давления и температуры.

Длиной свободного пробега молекулы называется путь, проходимый ею между двумя последовательными столкновениями.

Средняя длина свободного пробега несколько возрастает с повышением температуры. С повышением температуры увеличивается скорость молекул, благодаря чему сталкивающиеся молекулы могут ближе подходить друг к другу.

Зависимость длины свободного пробега от температуры по формуле Сезерлэнда:

Л=Ло*T/(C+T)

Средняя длина свободного пробега обратно пропорциональна давлению газа.

 

35. Явление переноса в газах. Диффузия.

 

Явление переноса в газах.

Перенос в газах происходит за счет диффузии (переноса массы), теплопроводности (переноса энергии) и внутреннего трения (переноса импульса)

Уравнение переноса: NФ=-1/3<Л>*<V> (n0Ф)/x*S*t

 

Диффузия - процесс проникновения молекул или атомов одного вещества между молекулами или атомами другого, приводящий к самопроизвольному выравниванию их концентраций по всему занимаемому объёму.

Уравнение диффузии(закон Фика): масса газа М, переносимая благодаря диффузии через площадку S, перпендикулярную направлению ОХ, в котором убывает плотность, пропорциональна площади этой площадки, промежутку времени t переноса и градиенту плотности р/х М=-D*p/x*S*t

D=<Л>*<v>-коэффициент диффузии

D=M коэффициент диффузии численно равен массе газа, переносимой сквозь площадку 1 м^2 за 1 с при градиенте плотности-1 кг/м^4

 

36. Внутреннее трение газов.

 

Внутреннее трение газов.

Вообразим площадку S, по которой соприкасаются два соседних слоя газа, и обозначим через w1 и w2 скорости течения на расстояниях <Л> от этой площадки. В процессе хаотического движения молекулы верхнего слоя переносят свой импульс в нижний слой, увеличивая тем самым его скорость, в свою очередь молекулы нижнего слоя переносят свой импульс в верхний слой, уменьшая тем самым его скорость. В результате между слоями возникает трение, сила которого будет действовать вдоль площадки S параллельно скорости потока.

Ф=k=mw, n0Ф=n0k=n0mw=n0m*w, NФ=Nk=K, K-изменение импульса одного слоя относительно другого, происходящее за время t на пограничной площадке S

К=F*t F-сила внутреннего трения …

 

Уравнение внутреннего трения (закон Ньютона): сила внутреннего трения, возникающая в плоскости соприкосновения двух скользящих относительно друг друга слоев газа, пропорциональна площади их соприкосновения S и градиенту скорости w/x

 

37. Явление теплопроводности в газах.