
- •21.Основные газовые законы и область их применения. Идеальный газ. Выводы закона Клапейрона-Менделеева. Универсальная газовая постоянная.
- •22.Вывод основного уравнения молекулярно кинетической теории газов для давления. Средняя квадратичная скорость молекул. Средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул газа.
- •23.Распределение скоростей молекул по Максвеллу. Наиболее вероятная скорость, средняя арифметическая скорость. Опыт Штерна.
- •24.Идеальный газ в поле силы тяжести. Выбор барометрической формулы. Распределение Больцмана.
- •25. Число столкновений и средняя длинна свободного пробега молекул. Явление переноса в газах. Опытные законы диффузии, внутреннего трения и теплопроводности.
- •26. Молекулярно-кинетическая теория явления переноса. Коэффициенты переноса и их зависимость от давления.
- •27. Работа газа при его расширении. Внутренняя энергия идеального газа. Уравнение Майера.
- •28. Равномерное распределение энергии по степеням свободы. Классическая теория теплоемкостей идеального газа и ее недостатки.
- •29.Теплота и работа. Первое начало термодинамики и закон сохранения и превращения энергии. Применение первого начала к изохорическому процессу. Количество проводимого тепла в этом процессе.
- •30. Применение первого начала термодинамики к изобарическому процессу. Работа, совершаемая газом, и количество проводимого тепла.
- •31. Применение первого начала термодинамики к изотермическому процессу. Работа, совершаемая газом, и количество проводимого тепла.
21.Основные газовые законы и область их применения. Идеальный газ. Выводы закона Клапейрона-Менделеева. Универсальная газовая постоянная.
Идеальным газом называется газ, молекулы которого не взаимодействуют друг с другом на расстоянии и имеют малые собственные размеры. Это идеализированная модель, согласно которой:
1. Собственный объём молекул газа пренебрежимо мал по сравнению с объёмом сосуда;
2. Между молекулами газа отсутствуют силы взаимодействия;
3. Столкновение молекул газа между собой и со стенками сосуда абсолютно упругие.
Уравнением
Клайперона называется соотношение,
справедливое для постоянной массы
идеального газа:
.
R=C\v
– молярная
газовая постоянная,
согласно закону Авогадро (при одинаковых
давлениях и температурах молярные
объемы различных газов также одинаковы).
Отсюда следует, что R
одинаково у всех газов. Поэтому ее
принято называть универсальной
газовой постоянной.
R
= 8, 31 Дж/(K
моль)
Молярной массой любого тела называется физическая величина, равная отношению массы тела к количеству молей, которое в нём содержится: = m/, = m/ ; = 10 –3 m/mo , где m масса молекулы данного тела, mo масса одной двенадцатой массы атома углерода.
Молярным объёмом называется физическая величина, равная отношению объёма газа к числу молей, содержащихся в газе: V =V/ .
В
ывод
уравнения Менделеева – Клайперона.
V =V/, перепишем уравнение состояния в форме учтя что R=C\, получим P V = RT отсюда PV = RT.
22.Вывод основного уравнения молекулярно кинетической теории газов для давления. Средняя квадратичная скорость молекул. Средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул газа.
Основным
уравнение кинетической
энергии газов есть соотношение:
.
Это уравнение выполняется при N = const общее число молекул в газе, то есть при отсутствии химических реакций; газ может состоять из разнородных молекул.
суммарная
энергия поступательного движения
молекул газа, находящихся в сосуде, где
mi
масса, а Vi
скорость «i
ой» молекулы.
Для однородного
газа mi
= mo
, тогда
.
Средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул газа.
Введём средне
квадратичную скорость V
квадр.
поступательного
движения молекул газа:
.
Тогда
П
одставим
данный результат в основное уравнение
кинетической теории газов
(*), m
масса всего газа.
Сопоставим полученный результат с уравнением МенделееваКлайперона:
,
здесь использовалось полезное
соотношение:
.
Связь давления, плотности газа и средней
квадратичной скорости следует (*):
Средняя кинетическая энергия поступательного движения одной молекулы идеального газа:
.После
подстановки явного выражения для
средней квадратичной скорости, получим:
Наиболее вероятная скорость vB – соответствует максимуму f.