60. Закон Дюлонга та Пті.

Закон Дюлонга-Пті визначає питому теплоємність твердого тіла за формулою

де c - питома теплоємність, R - універсальна газова стала, M - молярна маса.

Закон Дюлонга-Пті справедливий при температурах вищих за температуру Дебая.

Щоб підвищити температуру потрібно збільшити кінетичну енергію руху кожного із атомів твердого тіла. Однак, внаслідок сильної взаємодії атомів між собою, збільшення кінетичної енергії потребує рівного за величиною збільшення потенціальної енергії. Тому теплоємність твердого тіла вдвічі більша за теплоємність ідеального газу.

Закон Дюлонга-Пті можна переписати для теплоємності твердого тіла у вигляді:

,

де С - теплоємність, kB - стала Больцмана, N - число атомів у кристалі.

Для справедливості закону Дюлонга-Пті необхідно, щоб енергії теплового руху вистачало для збудження всіх можливих типів коливань у твердому тілі. При низьких температурах закон Дюлонга-Пті не діє.

61. Барометрична формула.

Барометрична формула — формула, за якою визначають залежність тиску або густини газу від висоти. Ця залежність зумовлена дією поля тяжіння Землі і тепловим рухом молекул газу (повітря). Барометричну формулу такого вигляду:

,

де p0 — тиск на нульовому рівні (на рівні вибою в газових свердловинах, біля поверхні Землі або на рівні моря), Па;

p — тиск на висоті h, м над цією поверхнею, Па;

m — маса молекули (для повітря дорівнює масі молекули азоту), кг;

g — прискорення вільного падіння, м/с2;

k — стала Больцмана, Дж/К;

T — абсолютна температура повітря, К.

Записана барометрична формула є наближеною: при виведенні її не враховано залежності g i T від висоти, відхилення газу від ідеального газу тощо. Нею можна користуватися для визначення атмосферного тиску до висоти 11 км Зміну тиску нерухомого стовпа газу у свердловині розраховують за уточненою барометричною формулою Лапласа-Бабіне:

,

де p(z) — тиск газу на глибині z, м, Па;

p₀ — тиск газу на гирлі свердловини, Па;

Γ — відносна густина газу (до повітря);

T_с — середня температура газу, К;

z_Γ — середній коефіцієнт стисливості газу при середньому тиску і середній температурі газу.

Барометричну формулу з певним обмеженням можна використати для визначення розподілу кількості колоїдних частинок по висоті рідинної або газової дисперсної системи, на які діє поле тяжіння.

62. Адіабатичний процес. Рівняння адіабати.

Адіабатичний процес – такий термодинамічний процес, у якому система не обмінюється теплотою з довкіллям. Рівняння адіабати для ідеального газу(рівняння Пуассона): pV=const, де  - показник адіабати, що дорівнює відношенню теплоємностей газу при сталому тиску та сталому об’ємі. Користуючись р-ням Менделеєва-Клапейрона, р-ня Пуассона можна виразити і за допомогою параметрів: T₁V₁^-1=T₂V₂^-1, T₂p₁^-1/ =T₁p₂^-1/

63. Цикл Карно. Коефіцієнт корисної дії теплової машини.

Термічний коефіцієнт ККД ŋ теплового двигуна (довільного теплового циклу) – це фізична величина, яка дорівнює відношенню кількості теплоти, перетвореної двигуном на механічну роботу (A=Q₁-Q₂), до кількості теплоти Q_1, отриманої від нагрівника: ŋ=А/Q= Q₁-Q₂/ Q_1, де Q_{2 –} кількість теплоти, яку робоче тіло віддає холодильнику(Q₂>0). Найвигіднішим одержанням корисної роботи є ідеалізований цикл теплової машини, робочим тілом якої є ідеальний газ, що міститься між нагрівачем з температурою Т₁ і холодильником з температурою Т_2, який складається з певної послідовності рборотних процесів. Теорема Карно: для оборотної теплової машини, яка здійснює цикл між нагрівачем з Т₁ і холодильником з температурою Т₂, ККД може перевищувати максимального значення ŋ_к: ŋ_max =Т₁-Т₂ /T₁. Найдосконаліший прямий оборотний цикл з двох ізотерм і двох адіабат називають циклом Карно.