11. Явление диффузии в газах. Уравнение Фика. Зависимость коэф. Диффузии от физической природы и параметров состояния идеального газа.

Если в смеси газов одна молекула в четыре раза тяжелее другой, то такая молекула передвигается в два раза медленнее по сравнению с её движением в чистом газе. Соответственно, скорость диффузии её также ниже. Эта разница в скорости диффузии лёгких и тяжёлых молекул применяется, чтобы разделять субстанции с различными молекулярными весами. В качестве примера можно привести разделение изотопов. Если газ, содержащий два изотопа, пропускать через пористую мембрану, более лёгкие изотопы проникают через мембрану быстрее, чем тяжёлые. Уравнение Фика: дС/дt=D* д^2*C/дx^2 связывает пространственное и временное изменения концентрации. Зависимость коэффициента диффузии от температуры выражается следующим уравнением: D = D₀exp( − E_a / kT), где D — коэффициент диффузии [{м²}/{сек} ]; E_a — энергия активации [Дж]; k — постоянная Больцмана; T — температура

12. Молекулярный механизм внутреннего трения в газах. Уравнение Ньютона. Зависимость коэффициента вязкости от рода газа и параметров состояния идеального газа.

Вязкость- одно из явлений переноса, свойство текучих тел (жидкостей и газов) оказывать сопротивление перемещению одной их части относительно другой. Механизм внутреннего трения в жидкостях и газах заключается в том, что хаотически движущиеся молекулы переносят импульс из одного слоя в другой, что приводит к выравниванию скоростей — это описывается введением силы трения……………..

13. Явление теплопроводности в газах. Уравнение Фурье. Вывод формулы для коэффициента теплопроводности. Зависимость коэф. Теплопроводности от рода газа и параметров состояния идеального газа.

Теплопроводность - это перенос теплоты структурными частицами вещества (молекулами, атомами, электронами) в процессе их теплового движения. Такой теплообмен может происходить в любых телах с неоднородным распределением температур, но механизм переноса теплоты будет зависеть от агрегатного состояния вещества. Явление теплопроводности заключается в том, что кинетическая энергия атомов и молекул, которая определяет температуру тела, передаётся другому телу при их взаимодействии или передаётся из более нагретых областей тела к менее нагретым областям. Иногда теплопроводностью называется также количественная оценка способности конкретного вещества проводить тепло.

q= -и*grad(T) где q — вектор потока тепла — количество энергии, проходящей в единицу времени через единицу площади, перпендикулярной каждой оси, и — коэффициент теплопроводности (иногда называемый просто теплопроводностью), T — температура. Минус в правой части показывает, что тепловой поток направлен противоположно вектору grad T (то есть в сторону скорейшего убывания температуры). P=-и*S*∆T/h, где P — полная мощность тепловых потерь, S — площадь сечения параллелепипеда, ΔT — перепад температур граней, h — длина параллелепипеда, то есть расстояние между гранями.Коэффициент теплопроводности измеряется в Вт/(м·K). Наихудшими проводниками теплоты являются газы. Коэффициент теплопроводности газов возрастает с увеличением температуры

14.Внутрення энергия термодинамической системы – функция состояния. Внутренняя энергия идеального газа. Способы изменения внутренней энергии тел. Эквивалентность теплоты и работы. 1 закон термодинамики, его связь с законом сохранения и превращения энергии. Вечный двигатель первого рода.

Внутренняя энергия - полная энергия этого тела за вычетом кинетической энергии тела как целого и потенциальной энергии тела во внешнем поле сил. Следовательно, внутренняя энергия складывается из кинетической энергии хаотического движения молекул, потенциальной энергии взаимодействия между ними и внутримолекулярной энергии. Внутренняя энергия идеального газа: U=(3/2)*P*V (Дж) Способы изменения Внутр. Энергии тел: Работа( трение, деформация), Теплопередача ( теплопроводность, конвекция, излучение) , Если работа совершается над телом, его внутренняя энергия увеличивается. Если работу совершает само тело то внутренняя энергия уменьшается. Первый закон термодинамики: Изменение внутренней энергии системы при переходе её из одного состояния в другое равно сумме работы внешних сил и количества теплоты, переданного системе и не зависит от способа, которым осуществляется этот переход. Q=A+∆U – для все процессов. (изохорный – A=0, Q=∆U=(3/2)*V*∆P; Изотермический – Q=A, ∆U=0; изобарный – Q=A+∆U; адиабатный - ∆U=-A) Вечный двигатель - воображаемое устройство, позволяющее получать полезную работу, большую, чем количество сообщённой ему энергии (КПД больше 100 %). Вечный двигатель первого рода — воображаемое устройство, способное бесконечно совершать работу без затрат топлива или других энергетических ресурсов. Согласно закону сохранения энергии, все попытки создать такой двигатель обречены на провал. Невозможность вечного двигателя первого рода постулируется в термодинамике как первое начало термодинамики.