22. Молекулярно - кинетический смысл температуры.

Определения температуры.

В термодинамике температура определяется степень нагретости тела. Для того. Чтобы измерить температуру прибор(термометр) приводят в контакт с системой и ожидают наступление состояния термодинамического равновесия т.е. состояния когда прибор приобретает ту же температуру, что и определённая система.

В молекулярной физике температура определяется как мера средне кинетической энергии молекул. В соответствии с теорией Гиббса в состоянии термодинамического равновесия на каждую степень свободы приходится в среднем энергии, т.е.

Е₁— энергия 1 свободы одной молекулы

К— постоянная Больцмана

K=1.38۠*10^-23 дж/н

Т— абсолютная температура, измеряется в К

Т=t+273 ⁰C

Энергия молекулы(кинетическая)

i— число степеней свободы;

i=3 для поступательных степеней свободы.

Если молекула двухатомная, то i=5.

Для многоатомных i=6;

Расчёт проводят без учёта колебательных степеней свободы, т.к. эти степени свободы включаются только при высоких температурах, далёких от 273 К

На каждую колебательную степень свободы приходится kT энергии. Тогда поступательного движения

23. Внутренняя энергия идеального газа.

Внутренняя энергия— сумма все кинетических и потенциальных энергии молекул составляющих тело.

К>П следовательно U>0

Для идеального газа потенциальной энергией можно пренебречь, тогда:

Вывод: изменение внутренней энергии зависит только от изменения температуры:

і— число степеней свободы.

і=3 для одноатомной молекулы;

і=5 для двухатомной молекулы;

і=6 для многоатомной молекулы;

Замечание: количество степеней свободы зависит также от темперотуры. При низких темперотурах только поступательные, при нормальных условиях — поступательные и вращательные, при высоких темперотурах— включаются и колебательные степени свободы.

Замечание 2: колебательные степени свободы несут kT энергию.

24.Теплоёмкость идеального газа при постоянном оъёме и давлении.

25. Статистические распределения. Вероятность и флуктуации.

Статистическая физика изучает процессы в системах, состоящих из большого числа элементов, на основе теории вероятности

Вероятность:

Пусть в результате эксперимента возникает набор различных исходов N. Вероятностью реализации данного исхода называется величина

N_i— число раз в которых рассматривалось событие

N— общее число испытаний

Свойства вероятности:

1. вероятность Р_і=>0

2. P_i<=1

3)условие полноты:

События называются независимыми если вероятность наступления одного из них не зависит от вероятности другого. При этом вероятность наступления двух случившихся событий определяется формулой:

Распределение вероятности.

Физические величины являются непрерывными, т.е. принимают непрерывный набор значений, при этом необходимо указать вероятность того, что значение физической величины будет принадлежать определённому промежутку.

— среднее значение х

φ(х)— распределение(плотность) вероятности;

— вероятность того, что величина принадлежит [x;х+∆х]

Свойства плотности вероятности:

1. φ(х)=>0

2. Условие нормировки: