Идеальный газ. Основное уравнение мкт идеального газа. Температура и ее измерение. Абсолютная температура.

Для объяснения свойств вещества в газообразном состоянии используется модель идеального газа. Идеальным принято считать газ, если:

• Между молекулами отсутствуют силы притяжения;

• Расстояние между молекулами намного больше размеров самих молекул;

• Тепловое равновесие по всему объему достигается мгновенно.

Некоторые газы уже при комнатной температуре и атмосферном давлении мало отличаются от идеальных. Основными параметрами идеального газа являются давление, объем и температура.

На основании основных положений МКТ было получено основное уравнение МКТ идеального газа:

, где p – давление идеального газа, m₀ – масса молекулы, n – концентрация молекул, ² – среднее значение квадрата скорости.

Если , то уравнение МКТ принимает вид: .

Но измерив только давление, нельзя узнать ни среднее значение кинетической энергии, ни концентрацию молекул. Для этого нужно знать температуру. Температура – скалярная физическая величина, описывающая состояние термодинамического равновесия. Температура измеряется термометрами в градусах различных температурных шкал: Кельвина, Цельсия, Фаренгейта.

Между шкалами Цельсия и Кельвина существует связь: Т = t ⁰ С + 273.

Абсолютный нуль температур недостижим, так как при этом скорость движения молекул равна нулю, а по основному положению МКТ это невозможно.

ЗАДАЧА: Какова индукция магнитного поля, в котором на проводник с длиной активной части 5 см действует сила 50 мН? Сила тока в проводнике 25 А, проводник расположен перпендикулярно индукции магнитного поля.

= 5 см F_A = Iβ sinά

F = 50 мН

I = 25 A

ά = 90⁰

β - ?

Билет № 8

Уравнение состояния идеального газа (уравнение Менделеева – Клапейрона). Изопроцессы.

Состояние газа можно определить, если известны его давление, температура и объем. Эти величины называют параметрами состояния газа. Уравнение, связывающее эти параметры, называют уравнением состояния ( уравнением Менделеева – Клапейрона):

, где p – давление, V – объем, m – масса, R – универсальная газовая постоянная (8,31 Дж/(моль • К)), T – температура, M – молярная масса. Это уравнение показывает, что возможно одновременное изменение трех параметров. Но многие процессы протекают при изменении только двух параметров при постоянном третьем. Особую роль в физике и технике играют три процесса: изотермический, изохорный, изобарный.

Изопроцессом называют процесс, происходящий при одном постоянном параметре.

Изотермическим называют процесс, протекающий при постоянной температуре. Он описывается законом Бойля – Мариотта: pV = const.

Изохорным называют процесс, протекающий при постоянном объеме. Он описывается законом Шарля: .

Изобарным называют процесс, протекающий при постоянном давлении. Он описывается законом Гей – Люссака: .

ЗАДАЧА: Определить энергию световой волны, если фотоэлектроны имеют кинетическую энергию 4,5 • 10^-20 Дж, а работа выхода электрона из металла равна 7,6 • 10^-19 Дж.

Е_к = 4,5 • 10^-20 Дж ;

А = 7,6 • 10^-19 Дж Е = А + = А + Е_к = 7,6 • 10^-19 + 4,5 • 10^-20 Дж = 80,5 • 10^-20 Дж

Е - ?

Билет № 9