Билет №42 Адиабатический процесс.
АДИАБАТИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС - термодинамический процесс, при котором система не получает теплоты извне и не отдает ее (например, когда система окружена теплоизолирующей оболочкой).
При адиабатическом процессе количество теплоты переданной системе Q =0 и согласно 1-му закону термодинамики изменение внутренней энергии системы происходит только за счет совершения работы.
Быстропротекающие процессы (напр., распространение звука) могут приближенно рассматриваться как адиабатный процесс и при отсутствии теплоизолирующей оболочки.
Билет №43
Закон равномерного распределения энергии по системам свободы. Классическая теория теплоемкости.
Итак, средняя энергия приходящаяся на
одну степень свободы:
(4.4.1)
У одноатомной молекулы i = 3, тогда для
одноатомных молекул
(4.4.2)
для двухатомных молекул 
(4.4.3)
для трёхатомных молекул 
(4.4.4)
Таким образом, на среднюю кинетическую
энергию молекулы, имеющей i-степеней
свободы, приходится
(4.4.5)
Это и есть закон Больцмана о равномерном распределении средней кинетической энергии по степеням свободы.
При этом энергии вращения и колебания молекул принимают дискретные значения или говорят, что они квантуются. Энергия колебания молекулы (как квантового гармонического осциллятора равна
Eкол = (1/2+n) hv,
где v – собственная частота колебаний; n = 0,1,2,… - квантовое число.
Энергия Eкол при n = 0, равная E0 = 1/2 hv,
называется нулевой колебательной
энергией (энергией нулевых колебаний).
Разность энергий ΔEкол между соседними
уровнями энергии равна hv. Энергия
вращательного движения молекулы зависит
от её вида. Для двухатомной молекулы с
жесткой связью эта энергия имеет вид
Евр =
Где I – момент инерции молекулы вокруг оси, проходящей через центр инерции молекулы; l = 0,1,2,… - вращательное квантовое число. Расстояние между соседними уровнями энергии вращения ΔEвр приблизительно в тысячу раз меньше ΔEкол
Для двухатомных молекул: 
для трехатомных молекул:
.
В общем случае для молярной массы газа
.
(4.4.6)
.
(4.4.7)
Для произвольного количества газов:
,
(4.4.8)
(4.4.9)
Вывод: теплоемкость идеальных газов согласно классической теории не зависит от температуры.
Этот вывод классической теории теплоемкости находится в противоречии с экспериментальными данными.
При низких температурах теплоемкость многоатомных газов ведет себя как теплоемкость одноатомных молекул газа, а при повышении температуры теплоемкость их растет быстрее, чем это следует из классической теории.
Причина расхождения экспериментальных данных с теоретическими выводами заключается в ограниченности классической теории. Полное объяснение теплоемкости веществ дала квантовая механика.
Из квантовой теории следует: вклад в теплоемкость веществ вносят не все, а только некоторые степени свободы в определенных интервалах температур (это положение подтверждено экспериментальными данными).
Внутренняя энергия физических систем может принимать не любые значения (как в классической физике), а лишь дискретные, т.е. квантуется.