- •Основы молекулярной физики и термодинамики
- •Федеральное агентство по образованию гоу впо «Сибирский государственный технологический университет»
- •Основы молекулярной физики и термодинамики
- •Введение
- •Часть I. Общие теоретические сведения курса «основы молекулярной физики и термодинамики»
- •Глава I.1. Молекулярно-кинетическая теория
- •§I.1.1 предмет молекулярной физики
- •§I.1.2 термодинамическая система. Термодинамические параметры. Уравнение состояния
- •§I.1.3 термодинамический процесс. Изопроцессы
- •§I.1.4 идеальный газ. Газовые законы. Уравнение состояния идеального газа
- •§I.1.5 закон авогадро. Закон дальтона
- •§I.1.6 основное уравнение кинетической теории газов. Закон равномерного распределения энергии по степеням свободы
- •§I.1.7 статистическое распределение
- •§I.1.8 средняя длина свободного пробега молекул
- •§I.1.9 явления переноса в газах
- •Глава I.2. Основы термодинамики
- •§I.2.1 полная и внутренняя энергия системы. Теплота и работа
- •§I.2.2 теплоёмкость вещества
- •§I.2.3 первый закон (начало) термодинамики. Применение первого закона термодинамики к изопроцессам
- •§I.2.4 второй закон (второе начало) термодинамики
- •Глава I.3. Реальные газы, жидкости и твёрдые тела
- •§I.3.1 уравнение ван-дер-ваальса
- •§I.3.2 экспериментальные изотермы
- •§I.3.3 внутренняя энергия реального газа. Эффект джоуля - томсона
- •Область выше этой кривой соответствует отрицательному эффекту Джоуля-Томсона, ниже – положительному. При больших перепадах давления на дросселе температура газа изменяется значительно.
- •§I.3.4 взаимные превращения жидкостей и газов
- •§I.3.5 строение жидкостей. Поверхностное натяжение
- •§I.3.6 смачивание. Капиллярные явления.
- •§I.3.7 строение и некоторые свойства твёрдых тел
- •§I.3.8 дефекты в кристаллах
- •§I.3.9 тепловые явления в средах при механическом воздействии
- •Часть II. Примеры решения задач
- •Глава II.1. Молекулярно-кинетическая теория
- •§II.1.1 идеальные газы. Газовые законы.
- •§II.1.2 основы молекулярно - кинетической теории газов
- •§II.1.3 статистическая физика
- •§II.1.4 физическая кинетика
- •Глава II. 2. Основы термодинамики
- •§II.2.1 первый закон термодинамики
- •§II.2.2 второй закон термодинамики
- •§II.2.3 реальные газы
- •Решение
- •Решение Из уравнения Ван-дер-Ваальса следует, что
- •Для идеального газа
- •§II.2.4 жидкости
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •§II.2.5 твёрдые тела
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Работа упругих сил, имеющих вид
- •Решение
- •Часть III. Вопросы и задачи для самопроверки
- •Глава III.1. Молекулярно-кинетическая теория
- •§ III.1.1 идеальные газы. Газовые законы.
- •§III.1.2 основы молекулярно - кинетической теории газов
- •Микроскопическая пылинка углерода обладает массой 0,1 нг. Определить, из скольких атомов она состоит.
- •§III.1.3 статистическая физика
- •§III.1.4 физическая кинетика
- •Явления переноса
- •Глава III. 2. Основы термодинамики
- •§III.2.1 первый закон термодинамики
- •§III.2.2 второй закон термодинамики
- •§III.2.3 реальные газы
- •§III.2.4 жидкости
- •§III.2.5 твёрдые тела
- •Сводные данные о характеристиках изопроцессов в газах.
- •Единицы измерения важнейших физических величин
- •Универсальные физические постоянные
- •Плотности
- •Эффективные диаметры молекул и атомов
- •Постоянные Ван –дер –Ваальса
- •Критические значения температуры и давления
- •Коэффициенты поверхностного натяжения жидкостей
- •Перечень ключевых слов
- •Библиографический список Основная литература
- •Дополнительная литература
- •Оглавление
- •Основы молекулярной физики и термодинамики
- •Федеральное агентство по образованию гоу впо «Сибирский государственный технологический университет»
- •Основы молекулярной физики и термодинамики
Эффективные диаметры молекул и атомов
Вещество |
d, 10-10м |
Вещество |
d, 10-10м |
Углекислота (СО2) |
4 |
Водяной пар (Н2О) |
3 |
Азот (N2) |
3.7 |
Водород (Н2) |
2.7 |
Кислород (О2) |
3.5 |
Гелий (Не) |
2 |
Таблица Б.5.
Постоянные Ван –дер –Ваальса
Вещество |
|
|
Вещество |
|
|
Азот |
0.136 |
4 |
Кислород |
0.137 |
3 |
Аргон |
0.132 |
3 |
Углекислый газ |
0.364 |
4.3 |
Вода |
0.554 |
3 |
|
|
|
Таблица Б.6.
Критические значения температуры и давления
Вещество |
Ткр, К |
Ркр, МПа |
Вещество |
Ткр, К |
Ркр, МПа |
Азот |
126 |
3.4 |
Водяной пар |
647 |
22.0 |
Аргон |
151 |
4.87 |
Гелий |
5.2 |
0.23 |
Бензол |
562 |
4.8 |
Кислород |
154 |
5.07 |
Водород |
33 |
1.3 |
Углекислый газ |
304 |
7.4 |
Таблица Б.7.
Коэффициенты теплового расширения
Линейное расширение
Вещество |
Значение, 10-6 |
Вещество |
Значение, 10-6 |
Цинк |
29 |
Латунь |
19 |
Железо (сталь) |
12 |
Стекло |
10 |
Медь |
17 |
Алюминий |
24 |
Таблица Б.8.
Коэффициенты теплопроводности
Вещество |
, Вт/(м·град) |
Вещество |
, Вт/(м·град) |
Воздух |
0.0241 |
Алюминий |
205 |
Висмут |
10 |
Железо |
62 |
Медь |
390 |
Свинец |
34.8 |
Дерево |
0.17 |
Стекло |
0.74 |
Таблица Б.9.
Коэффициенты внутреннего трения (вязкости)
жидкостей, газови паров
Вещество |
t, 0C |
|
Вещество |
t, 0C |
|
Азот |
0 |
1.67 |
Вода |
20 |
100.4 |
Воздух |
21.6 |
1.72 |
Гелий |
0 |
1.86 |
Кислород |
0 |
1.92 |
Пары воды |
0 |
0.87 |
Углекислый газ |
0 |
1.37 |
Хлор |
0 |
1.29 |
Таблица Б.10.
Коэффициенты поверхностного натяжения жидкостей
(при 200 С)
Вещество |
, Н/м |
Вещество |
, Н/м |
Анилин |
0.043 |
Бензол |
0.03 |
Вода |
0.073 |
Вода (при 700) |
0.064 |
Касторовое масло |
0.033 |
Керосин |
0.03 |
Мыльный раствор воды |
0.045 |
Ртуть |
0.5 |
Спирт |
0.022 |
Глицерин |
0.064 |
