85.Теплоємність газу за сталого об’єму та сталого тиску.

Кількість теплоти поглинутої тілом при зміні його стану залежить не лише від його початкового та кінцевого станів, зокрема, від його початкової та кінцевої температури, але і від способу, в який було здійснено перехід від початкового до кінцевого стану. При нагріванні за сталого об’єму (V=const, ізохоричний процес) уся підведена до тіла теплота йде на збільшення його внутрішньої енергії, тоді як при нагріванні за сталого тиску (P=const, ізобаричний процес) на збільшення внутрішньої енергії тіла йде лише частина підведеної до тіла теплоти, оскільки інша частина йде на виконання роботи розширення тіла. Отже, C_P завжди більше за C_V. Для твердих тіл і рідин різниця між C_P та C_V незначна, оскільки зміни їх об’єму при нагріванні невеликі

Для газів, розріджених настільки, щоб їх можна було вважати ідеальними, різниця молярних теплоємностей

C_P - C_V = R,

де R – універсальна газова стала, що дорівнює 8,314 Дж/(моль∙K) . Відповідно до класичної теорії теплоємності ідеальних газів для одноатомного газу теплоємність C_V = 3R/2, для газу, що складається із двоатомних молекул, C_V =5R/2, а для ідеального газу багатоатомних жорстких молекул C_V =6R/2.

86.Закон Дюлонга-Пті визначає питому теплоємність твердого тіла за формулою

де c - питома теплоємність, R - універсальна газова стала, M - молярна маса.Закон Дюлонга-Пті справедливий при температурах вищих за температуру Дебая.

Щоб підвищити температуру потрібно збільшити кінетичну енергію руху кожного із атомів твердого тіла. Однак, внаслідок сильної взаємодії атомів між собою, збільшення кінетичної енергії потребує рівного за величиною збільшення потенціальної енергії. Тому теплоємність твердого тіла вдвічі більша за теплоємність ідеального газу.

Закон Дюлонга-Пті можна переписати для теплоємності твердого тіла у вигляді:

,

де С - теплоємність, kB - стала Больцмана, N - число атомів у кристалі.Для справедливості закону Дюлонга-Пті необхідно, щоб енергії теплового руху вистачало для збудження всіх можливих типів коливань у твердому тілі. При низьких температурах закон Дюлонга-Пті не діє.

87. Барометрична формула.

Барометрична формула — формула, за якою визначають залежність тиску або густини газу від висоти. Ця залежність зумовлена дією поля тяжіння Землі і тепловим рухом молекул газу (повітря). Барометричну формулу такого вигляду:

,

де p0 — тиск на нульовому рівні (на рівні вибою в газових свердловинах, біля поверхні Землі або на рівні моря), Па;

p — тиск на висоті h, м над цією поверхнею, Па;

Записана барометрична формула є наближеною: при виведенні її не враховано залежності g i T від висоти, відхилення газу від ідеального газу тощо. Нею можна користуватися для визначення атмосферного тиску до висоти 11 км Зміну тиску нерухомого стовпа газу у свердловині розраховують за уточненою барометричною формулою Лапласа-Бабіне:

Барометричну формулу з певним обмеженням можна використати для визначення розподілу кількості колоїдних частинок по висоті рідинної або газової дисперсної системи, на які діє поле тяжіння.