Распределение молекул в потенциальном поле.

Исходя из распределения молекул по скоростям (стр79Т)

 

Можно найти распределение молекул газа по значениям кинетической энергии E. Для этого перейдем от переменной v к переменной.Подставим

получим

где dN(E)-число молекул, имеющих кинетическую энергию поступательного движения, заключенную в интервале от E до E+dE

Таким образом функция распределения молекул

Распределение Больцмана

В присутствии гравитационного поля (или, в общем случае, любого потенциального поля) на молекулы газа действует сила тяжести. В результате, концентрация молекул газа оказывается зависящей от высоты в соответствии с законом распределения Больцмана:

n = n0exp( -mgh / kT )

где n - концентрация молекул на высоте h, n0 - концентрация молекул на начальном уровне h = 0, m - масса частиц, g - ускорение свободного падения, k - постоянная Больцмана, T - температура.

Больцман доказал, что распределение справедливо не только для потенциального поля сил земного тяготения, но и в любом поле сил для совокупности любых одинаковых частиц, находящихся в состоянии хаотического движения.

Барометрическая формула

Барометрическая формула позволяет найти атмосферное давление в зависимости от высоты или, измерив давление, найти высоту.(т стр80)

Эксперементальное подтверждения распределения Максвелла и Больцмана

Распределение максвелла и Больцмана можно объединить в один закон Максвелла-Больцмана(С стр323)

 

Первое начало термодинамики

Количество теплоты, сообщенное системе, идет на приращение внутренней энергии системы и на совершение системой работы над внешними телами.

Первое начало термодинамики:

а) при изобарном процессе

б) при изохорном процессе (A=0)

в) при изотермическом процессе (Δ U = 0)

 

Степень свободы молекул

Подавляющее большинство физических систем может находиться не в одном, а во многих состояниях, описываемых как непрерывными (например, координаты тела), так и дискретными (например, квантовые числа электрона в атоме) переменными. Независимые «направления», переменные, характеризующие состояния системы, и называются степенями свободы.

Для газа, состоящего из одноатомных молекул (i = 3)

Для газа, состоящего из двухатомных молекул (i = 5)

Для газа, состоящего из многоатомных молекул (i = 6)

 

Молекулярно кинетическая теория теплоемкости

Теплоемкость какого-либо тела называется величина, равная количеству тепла, которое нужно сообщить телу, чтобы повысить его температуру на 1 кельвин.

Понятие теплоёмкости определено как для веществ в различных агрегатных состояниях (твёрдых тел, жидкостей, газов), так и для ансамблей частиц и квазичастиц (в физике металлов, например, говорят о теплоёмкости электронного газа). Если речь идёт не о каком-либо теле, а о некотором веществе как таковом, то различают удельную теплоёмкость — теплоёмкость единицы массы этого вещества и молярную — теплоёмкость одного моля его.

 

Вычисление теплоемкости при разных процессах.

Различают теплоемкости при постоянном объеме и постоянном давлении, если в процессе нагревания газа его объем или давление поддерживается постоянным.

Для примера, в молекулярно-кинетической теории газов показывается, что молярная теплоёмкость идеального газа с i степенями свободы при постоянном объеме равна:

R = 8.31 Дж/(моль К) — универсальная газовая постоянная.

А при постоянном давлении

Внутренняя энергия идеального газа

Внутренняя энергия произвольной массы газа будет равна внутренней энергии одного киломоля, умноженной на число киломолей газа, содержащейся в выбранной массе U=m/M C_v T

 

Теплота

_{кинетическая часть внутренней энергии вещества, определяемая интенсивным хаотическим движением молекул и атомов, из которых это вещество состоит.}

Работа

Бесконечно малое приращение работы термодинамической системы над внешней средой может быть вычислено так: где — нормаль элементарной (бесконечно малой) площадки, P — давление и dV — бесконечно малое приращение объёма. Работа в термодинамическом процессе , таким образом, выражается так: Величина работы зависит от пути, по которому термодинамическая система переходит из состояния 1 в состояние 2, и не является функцией состояния системы. Такие величины называют функциями процесса

 

⇐ Предыдущая123456Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. I. Проникновение в империю. Битва при Адрианополе. Поселение вестготов на Балканах. Аларих. Первое нападение на Италию. Второе нападение. Захват Рима. Атаульф. Мирный договор с Римом. Валия.
2. Агроэкологическая оценка земель конкретного хозяйства и распределение их по группам пригодности для возделывания сельскохозяйственных культур
3. БИЛЕТ 13. Работа по перемещению контура с током в магнитном поле. Энергия магнитного поля
4. Блочное распределение тренировочных нагрузок
5. Виды расходов и распределение расходов между бюджетами
6. Выбор, корректировка и определение годовых объёмов работ и их распределение
7. Гамма-распределение непрерывной случайной величины и его разновидность - распределение Пуассона непрерывной случайной величины.
8. Гибридизация орбиталей и пространственная конфигурация молекул
9. Действие ионизирующего излучения на биологические молекулы и клетки.
10. Единство материального субстрата жизни к жизненных явлений на молекулярном уровне.
11. И так развитие бытия в совершенном образе пребывания осуществляется в потенциальном конструировании или добавлении к основе частей и компонентов, являющих собой Суть преобразо-вательных моментов.
12. Идеальный газ. Основное уравнение молекулярной кинетической теории.