22. Распределение Максвелла. Скорости теплового движения молекул.

•Распределение Максвелла — распределение вероятности, встречающееся в физике и химии. Оно лежит в основании кинетической теории газов, которая объясняет многие фундаментальные свойства газов. •Функция распределения – вероятность того, что любая из молекул газа в единице объёма обладает скоростью в интервале dv вблизи скорости v. •Вероятная скорость . •Средняя: . •Средняя квадратичная скорость: .

23. Барометрическая формула. Распределение Больцмана для частиц во внешнем потенциальном поле.

•Барометрическая формула — зависимость давления или плотности газа от высоты в поле тяжести: . •Распределение Больцмана – это распределение по энергиям частиц (атомов, молекул) идеального газа в условиях термодинамического равновесия: . В присутствии гравитационного поля (или, в общем случае, любого потенциального поля) на молекулы газа действует сила тяжести: .

24. Закон равномерного распределения энергии по степеням свободы. Число степеней свободы. Средняя кинетическая энергия теплового движения молекул.

•Закон равномерного распределения энергии по степеням свободы: на каждую степень свободы молекулы в среднем приходится одинаковая кинетическая энергия, равная . Таким образом, средняя кинетическая энергия молекулы равна . •Числом степеней свободы тела называется число независимых координат, которые полностью определяют положение тела в пространстве. • .

25. Обратимые и необратимые процессы. Тепловые машины и их кпд. Цикл Карно. Теоремы Карно.

•Обратимый процесс (равновесный) — термодинамический процесс, который может проходить как в прямом, так и в обратном направлении, проходя через одинаковые промежуточные состояния, причём система возвращается в исходное состояние без затрат энергии, и в окружающей среде не остаётся макроскопических изменений. •Необратимым называется процесс, который нельзя провести в противоположном направлении через все те же самые промежуточные состояния. Все реальные процессы необратимы. •КПД тепловых машин: . •Цикл Карно — идеальный термодинамический цикл. Состоит из двух адиабатических и двух изотермических процессов. Цикл может быть проведён как в прямом, так и в обратном направлении, при этом энтропия адиабатически изолированной системы не меняется. •Первая теорема: КПД обратимого цикла Карно, осуществляемого между двумя источниками теплоты, не зависит от свойств рабочего вещества, с помощью которого этот цикл осуществляется. •Вторая теорема: КПД необратимого цикла Карно всегда меньше обратимого цикла Карно, осуществляемого между одними и теми же источниками теплоты, имеющими постоянные, но разные температуры. •Третья теорема: Обратимый цикл Карно имеет наибольший КПД по сравнению с любыми обратимыми или необратимыми циклами, в которых наибольшая и наименьшая температуры равны соответственно температуре горячего источника и температуре холодного источника цикла Карно.