Друга самостійна робота Формули по темі мкт
mo= mв*1,66*10-27 [кг]
mo– маса однієї молекули
mв– відносна маса (дається в таблиці Менделєєва)
–
молярна
маса
NA– стала Авогадро
m– загальна масса
N– кількість молекул
–
густина
V– об’єм
n– концентрація
Ек –середня кінетична енергія поступального руху молекул газу, k– стала Больцмана
Т– температура (вимірюється в Кельвінах).
,
V– середня квадратична швидкість.
– кількість молів або кількість речовини
N– кількість молекул
= mв*10-3 [кг/моль]
Т=t+273 [К]
Т– абсолютна температура
t– температура вимірюється в градусах С.
Ця формула справджується тільки при н.у. Vм– молярний об’єм.
– основне рівняння молекулярно-кінетичної теорії.
– рівняння Менделєєва-Клапейрона, R– універсальна газова стала (молярна газова стала).
– справджується при сталій масі.
Ізохорний процес V=const (V1=V2)
Ізобарний процес р=const (р1=р2)
Ізотермічний процес Т=const (Т1=Т2)
Третя самостійна робота Основи термодинаміки
1. Внутрішня енергія. Внутрішня енергія ідеального газу.
2. Робота газу при зміні його об’єму.
3. Зміна внутрішньої енергії при нагріванні і охолодженні.
4. Рівняння теплового балансу при теплообміні.
5. Підрахунок теплоти, яка виділяється при спалюванні палива.
1. Внутрішня енергія. Внутрішня енергія ідеального газу.
Під внутрішньою енергією тіла розуміють суму кінетичної і потенціальної енергії молекул цього тіла.
U – це внутрішня енергія.
Оскільки в ідеальному газі потенціальна енергія молекул дорівнює нулю (в ідеальному газі молекули не взаємодіють між собою), то внутрішня енергія в ідеальному газі дорівнює тільки сумі кінетичної енергії його молекул.
Uід. = Σ Ек
Uід. = Ек · N (1)
Ек = (3/2) · k · T (2)
ν = m/μ ; ν = N/Na ; m/μ = N/Na ; N = (m/μ) · Na ;
(3)
→ (1)
(2)
Uід. = 3/2 · k · T · m/μ Na ;
K · Na = R
Uід. = 3/2 · m/μ · R · T |
— внутрішня енергія ідеального одноатомного газу.
2. Робота газу при зміні його об’єму.
Уявимо заповнений газом циліндр з рухомим поршнем, якщо густина газу в середині циліндра і навколишнього зовнішнього повітря однакова, то поршень не переміщається. Якщо повільно нагрівати газ, то газ почне ізобарвно розширюватися (зовнішній тиск сталий) і поршень переміститься з положення 1 в положення 2 на відстань h. Вважаємо, що поршень переміщається без тертя. Визначимо роботу, яку виконує при цьому газ:
A = F · h cos 0 = F · h (1)
P = F/S
F = p · S (2)
(2)→(1)
A = p · S · h
S · h = ∆V
A = p · ∆V |
- робота газу при зміні його об’єму.
1)V1 < V2 , ∆V > 0 , A > 0 (при розширенні газ виконує доданню роботу) ;
2)V1 < V2 , ∆V = V2 – V1 < 0 , A = p · ∆V < 0 ( при стисканні газ виконує від‘ємну роботу) ;
3)V1 = V2 , ∆V = V2 – V1 = 0 , A = 0 (при ізохорному процесі газ роботи не виконує) .
3. Зміна внутрішньої енергії при нагріванні і охолодженні.
Обмін внутрішньої енергії між тілами і навколишнім середовищем або між частинами тіла без виконання механічної роботи називається теплообміном.
Зміна внутрішньої енергії при теплообміні дорівнює кількості теплоти.
∆U == Q (при теплообміні)
Q = c · m · ∆T (1) |
- кількість теплоти при теплообміні (тобто при нагріванні або охолодженні).
c = (Q/m) · ∆T
З ф-ли (2) випливає таке означення :
питома теплоємність (с) – це фізична величина, яка чисельно дорівнює кількості теплоти, яку потрібно затратити, щоб речовину масою 1 кг нагріти на 1 К. Питома теплоємність залежить від виду речовини (дається в таблицях).
[c] = Дж/кг · К
Кількість теплоти Q ≥ 0 (завжди) , а тому у ф-лі (1) при нагріванні , Т2 > Т1 і ∆Т = Т2 – Т1 , а при охолодженні Т2 < Т1 і ∆Т = Т1 – Т2 (виняток).