1. Барометрическая формула. Распределение Больцмана.

Барометрическая формула:

Зависимость давления или плотности газа от высоты в поле тяжести (на каком уровне над землей).

, где р – давление в слое, - давление на уровне

Концентрация молекул уменьшается с высотой:

, должны выполняться два условия: T=const, силовое поле однородно (не изменяется во времени).

Распределение Больцмана:

Распределение по энергиям частиц идеального газа в условиях термодинамического равновесия.

, - число частиц с энергией , – статистический вес

Энергия одной молекулы:

– энергия взаимодействия с другими молекулами.

Распределение молекул по энергиям при определенной температуре. Значит Emin – мнимая энергия, которой должна обладать молекула, чтобы вступить в химическую реакцию, чтобы найти

2.Тепловое действие электрического тока.

Электрический ток нагревает проводник. Это явление нам хорошо известно. Объясняется оно тем, что свободные электроны в металлах, перемещаясь под действием электрического поля, взаимодействуют с ионами или атомами вещества проводника и передают им свою энергию. В результате работы электрического тока увеличивается скорость колебаний ионов и атомов и внутренняя энергия проводника увеличивается. Опыты показывают, что в неподвижных металлических проводниках вся работа тока идет на увеличение их внутренней энергии. Нагретый проводник отдает полученную энергию окружающим телам, но уже путем теплопередачи. Значит, количество теплоты, выделяемое проводником, по которому течет ток, равно работе тока. Мы знаем, что работу тока рассчитывают по формуле:

А = U·I·t.

Обозначим количество теплоты буквой Q. Согласно сказанному выше Q = A, или Q = U·I·t. Пользуясь законом Ома, можно количество теплоты, выделяемое проводником с током, выразить через силу тока, сопротивление участка цепи и время. Зная, что U = IR, получим: Q = I·R·I·t, т. е. Q=I ·R·t Количество теплоты, выделяемое проводником с током, равно произведению квадрата силы тока, сопротивления проводника и времени. К этому же выводу, но на основании опытов впервые пришли независимо друг от друга английский ученый Джоуль и русский ученый Ленц. Поэтому сформулированный выше вывод называется законом Джоуля - Ленца.

Билет 20.

1. Среднее число столкновений и средняя длина свободного пробега молекул.

Среднее число столкновений <z>:

Для определения представим себе молекулу в виде шарика с определенным диаметром, движущуюся среди других «застывших» молекул. Эта молекула столкнется только с теми молекулами, центры которых находятся на расстояниях, равных или меньших эффективного диаметра молекулы, т е лежат внутри «ломаного» цилиндра такого радиуса.

Эффективный диаметр молекулы d – минимальное расстояние, на которое сближаются центры двух молекул при столкновении.

Среднее число столкновений за 1 с равно числу молекул в объеме «ломаного» цилиндра: <z> = nV

n – концентрация молекул, V=пd^2<v>, <v> - средняя скорость молекулы или путь, пройденный ею за 1с.

Таким образом, среднее число столкновений: <z> = nпd^2<v>

Средняя длина свободного пробега молекул:

Длина свободного пробега – путь, который проходят молекулы между двумя последовательными столкновениями.

Длина может варьироваться, однако вследствие огромного числа молекул принято брать среднюю длину свободного пробега.

<l> = <v>/<z>

Средняя длина свободного пробега обратно пропорциональна концентрации молекул, а концентрация пропорциональна давлению: