- •1 Параметры и связи параметров движения мт
- •3 Криволинейное дв-е мт и его параметры.
- •4 Законы Ньютона для мт
- •5 Эквивалентность работы и энергии при дв-и мт
- •6 Законы взаимодействия мт(сохр-я) в завис-ти от типа взаим-я
- •7 Энергия мт в поле центральных сил
- •8 Силы, проявляющиеся при взаимодействии тел в природе
- •9 Колебательное движение материальной точки
- •10 Понятие центра массы тела и методика определения
- •11,Момент инерции тел, пример его определения. Теорема Штейнера
- •12 Методика сложения сил, прилож-х к разл-м точкам тела и определения их вклада в изменение состояния дв-я
- •13.Параметры и основные законы вращательного движения тел
- •14 Полная механическая энергия тел, степени свободы тел
- •15. Условия статического состояния тел, виды статического состояния
- •16,Колебательное движение твёрдого тела.
- •17 Физическая модель идеального газа, микро и макро параметры
- •18.Мкт.Внутр энергия идеального газа
- •19 Распределение частиц идеального газа по скоростям
- •20.Законы — начала термодинамики
- •21,Работа газа и его теплоёмкость в изопроцессах
- •22,Закон сохранения энергии в изо- и адиабатном процессах.
- •23.Термодинамический цикл. Цикл Карно.
- •24,Теплопроводность газа
- •25 Внутреннее трение в газе
- •26,Диффузия в газе
- •27.Газ в поле тяготения. Барометрическая формула и распределение Больцмана
- •28.Уравнение политропического процесса, уравнение Пуассона
- •29.Термодинамическое определение энтропии
19 Распределение частиц идеального газа по скоростям
Распределение Максвелла, распределение по скоростям частиц (молекул) макроскопической физической системы, находящейся в состоянии термодинамического равновесия, (в отсутствии внешнего поля, при условии, что движение частиц подчиняется законам классической механики. Установлено Дж. К. Максвеллом в 1859.Закон Максвелла о распределении молекул идеального газа по скоростям основан на предположениях, что газ состоит из большого числа N одинаковых молекул, его температура постоянна, а молекулы совершают тепловое хаотическое движение. При этом на газ не действуют силовые поля.Функция распределения молекул по скоростям f(v)=dN(v)/Ndv определяет относительное число молекул dN(v)/N, скорости которых лежат в интервале от v до v+dvи имеет смысл плотности вероятности.
Для газа, подчиняющегося классической механике, в состоянии статистического равновесия функция распределения f Максвелла по скоростям имеет вид:
f(v) =n(m/2kT)3/2exp(-mv2/2kT),
Где m — масса молекулы, Т — абсолютная температура системы, k — постоянная Больцмана.
Значение функции распределения f(v) зависит от рода газа (от массы молекул) и от температуры.
С помощью распределения Максвелла можно вычислять средние значения скоростей молекул и любых функций этих скоростей. В частности, средняя квадратичная скоростьv2 = 3kT/m, а средняя скорость молекулы v = (8kT/m)1/2.
Распределение Максвелла не зависит от взаимодействия между молекулами и справедливо не только для газов, но и для жидкостей, если для них возможно применить классическое описание.
Распределение Максвелла вытекает из Гиббса распределения канонического в том случае, когда поступательное движение частиц можно рассматривать в классическом приближении, учитывая, что распределение по скоростям не зависит от распределения по пространственным координатам. Распределение Максвелла является частным решением кинетического уравнения Больцмана для случая статистического равновесия в отсутствии внешних полей. Распределение Максвелла не зависит от характера взаимодействия частиц системы и от внешних сил и потому справедливо как для молекул газа, так и для молекул жидкостей и твердых тел. Распределение Максвелла справедливо также для случая броуновского движения частиц, взвешенных в газе или жидкости.
20.Законы — начала термодинамики
Термодинамика основывается на трёх законах — началах, которые сформулированы на основе экспериментальных данных и поэтому могут быть приняты как постулаты.
* 1-й закон — первое начало термодинамики. Представляет собой формулировку обобщённого закона сохранения энергии для термодинамических процессов. В наиболее простой форме его можно записать как , где есть полный дифференциал внутренней энергии системы, а и есть элементарное количество теплоты, переданное системе, и элементарная работа, совершенная системой соответственно. Нужно учитывать, что и нельзя считать дифференциалами в обычном смысле этого понятия, поскольку эти величины существенно зависят от типа процесса, в результате которого состояние системы изменилось.
* 2-й закон — второе начало термодинамики: Второй закон термодинамики исключает возможность создания вечного двигателя второго рода. Имеется несколько различных, но в то же время эквивалентных формулировок этого закона.
1 — Постулат Клаузиуса. Процесс, при котором не происходит других изменений, кроме передачи теплоты от горячего тела к холодному, является необратимым, то есть теплота не может перейти от холодного тела к горячему без каких-либо других изменений в системе. Это явление называют рассеиванием или диссипацией энергии.
Приведем второе начало термодинамики в аксиоматической формулировке Рудольфа Юлиуса Клаузиуса (1865): Для любой квазиравновесной термодинамической системы существует однозначная функция термодинамического состояния , называемая энтропией, такая, что ее полный дифференциал .
2 — Постулат Кельвина. Процесс, при котором работа переходит в теплоту без каких-либо других изменений в системе, является необратимым, то есть невозможно превратить в работу всю теплоту, взятую от источника с однородной температурой, не проводя других изменений в системе.
* 3-й закон — третье начало термодинамики: Теорема Нернста: Энтропия любой системы при абсолютном нуле температуры всегда может быть принята равной нулю.
* Примечание — нулевое начало термодинамики:
Для каждой изолированной термодинамической системы существует состояние термодинамического равновесия, которого она при фиксированных внешних условиях с течением времени самопроизвольно достигает.