На головну

 Контроль самостійної роботи студента |  Квантова фізика. |  молекули |

Молекулярно-кінетична теорія газів

  1.  I РОЗДІЛ. ТЕОРІЯ І ПРАКТИКА СОЦІАЛЬНОЇ ПСИХОЛОГІЇ
  2.  I. ТЕОРІЯ ЙМОВІРНОСТЕЙ
  3.  IV. "Економічна теорія".
  4.  V. Т. Рибо. Моторна теорія уваги.
  5.  XIII. Теорія відтворення Дестюта де Траси
  6.  XV. Е. Трейсман. Теорія інтеграції ознак.
  7.  А - для обладнання на газовому паливі; б - для іграшок

Концентрація частинок (молекул, атомів) однорідної системи

,

де V - Обсяг системи.

Основне рівняння кінетичної теорії газів

,

де p - Тиск газу;  - Середня кінетична енергія поступального руху молекули.

Середня кінетична енергія:

Яка припадає на одну ступінь свободи молекули

.

Яка припадає на всі ступені свободи молекули (повна енергія молекули)

.

Поступального руху молекули

,

де k - Постійна Больцмана; T - Термодинамічна температура; i - Число ступенів свободи молекули.

Обертального руху молекули

.

Залежність тиску газу від концентрації молекул і температури

.

Швидкість молекул:

Середня квадратична

.

Середня арифметична

.

найбільш ймовірна

,

де m1 - Маса однієї молекули.

Фізичні основи термодинаміки

Зв'язок між молярною (Cm) І питомої (c) теплоємності газу

,

де M - Молярна маса.

Молярні теплоємності при постійному обсязі і постійному тиску відповідно рівні

,

де i - Число ступенів свободи; R - Молярна газова стала.

Питомі теплоємності при постійному обсязі і постійному тиску відповідно рівні

.

рівняння Майєра

.

показник адіабати

.

Внутрішня енергія ідеального газу

,

де  - Середня кінетична енергія молекули; N - Число молекул газу;  - кількість речовини.

Робота, пов'язана зі зміною обсягу газу, в загальному випадку обчислюється за формулою

,

де V1 - Початковий обсяг газу; V2 - Його кінцевий. Об `єм

Робота газу:

· При изобарном процесі (p = const)

.

· При ізотермічному процесі (T = const)

.

· При адіабатні процесі

,

де T1 - Початкова температура газу; T2 - Його кінцева температура.

Рівняння Пуассона (рівняння газового стану при адіабатичному процесі)

.

Зв'язок між початковим і кінцевим значеннями газу при адіабатні процесі

.

Перший початок термодинаміки в загальному випадку записується у вигляді

,

де Q - Кількість теплоти, повідомлене газу;  - Приріст його внутрішньої енергії; A - Робота, що здійснюються газом проти зовнішніх сил.

Перший закон термодинаміки:

· При изобарном процесі

.

· При ізохоричному процесі (A= 0)

.

· При ізотермічному процесі ( )

.

· При адіабатні процесі

.

Термічний коефіцієнт корисної дії (ККД) циклу в загальному випадку

,

де Q1 - Кількість теплоти, отримане робочим тілом (газом) від нагрівача; Q2 - Кількість теплоти, передане робочим тілом охолоджувача.

ККД циклу Карно

,

де T1 - Температура нагрівача; T2 - Температура охолоджувача.

Зміна ентропії при рівноважному процесі

.

тут A и B - Межі інтегрування, що відповідають початковому і кінцевому станам системи.

Формула Больцмана

,

де S - Ентропія системи; W - Термодинамічна ймовірність її стану; k - Постійна Больцмана.

РозподілБольцмана (розподіл часток в силовому полі)

де n - Концентрація частинок; U - їх потенційна енергія; nО - Концентрація частинок в точках поля, де U= 0; k - Постійна Больцмана; T - Термодинамічна температура; e - Основа натуральних логарифмів.

Барометрична формула (розподіл тиску в однорідному полі сили тяжіння)

де p - тиск газу; m - Маса частинки; M - Молярна маса; z - Координата (висота) точки по відношенню до рівня, прийнятого за нульовий; p0 - Тиск на цьому рівні; g - прискорення вільного падіння; R - Молярна газова стала.

Середня довжина вільного пробігу молекул газу

,

де d - Ефективний діаметр молекули; n - Концентрація молекул.

Дифузія (коефіцієнт дифузії)

,

де  - Середня арифметична швидкість молекул;  - Середня довжина вільного пробігу молекул газу.

Характеристична температура Дебая

Молярна теплоємність кристала по Деба

-в області низьких температур .

Рівень (або енергія) Фермі в металі при T= 0K

де n - Концентрація носіїв заряду, m - Маса електрона.

температура  виродження

.

Питома провідність власних напівпровідників

де e - Заряд електрона; n - Концентрація носіїв заряду (електронів і дірок); bn и bp - Рухливості електронів і дірок.



 Закони ідеальних газів |  семінарські заняття
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати