Список литературы

1. Башарулы Р., Токбергенова. Койшыбаев Н.-Физика 10 кл.2015г.

2. Туякбаев. Тынтаева Ж. Бакынов Физика 10 кл. Сборник задач 10 класс., 2015г.

3. edu gov.kz/ цифровые образовательные ресурсы по физике 10-11кл

4. http://www.fizika.ru

5 Кронгарт Б. Кем В.Физика /учебник для 10 классов общеобразовательных школ/. –Алматы: Мектеп, 2009г.

МЕЖДУНАРОДНАЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ КОРПОРАЦИЯ
АКТИВНЫЙ РАЗДАТОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ
Физика и астрономия	АКС
2 кредита	1 курс РЭиС, ВТиПО
Лекционное занятие № 4	1 семестр 2017-2018 уч.г.
Основное уравнение МКТ теории идеального газа. Связь между температурой газа и средней кинетической энергий поступательного движения молекул. Уравнение состояния. Газовые законы.
Преподаватель Бактыбекова А.Н.

У разреженного газа расстояние между молекулами во много раз превышает их размеры. В этом случае взаимодействие между молекулами пренебрежимо мало и кинетическая энергия молекул много больше потенциальной энергии их взаимодействия.

Для объяснения свойств вещества в газообразном состоянии вместо реального газа используется его физическая модель - идеальный газ. В модели предполагается:

расстояние между молекулами чуть больше их диаметра;

молекулы – упругие шарики;

между молекулами не действуют силы притяжения;

при соударении молекул друг с другом и со стенками сосуда действуют силы отталкивают;

движения молекул подчиняется законам механики.

Основное уравнение МКТ идеального газа:

Основное уравнение МКТ позволяет вычислить давление газа, если известны масса молекулы, среднее значение квадрата скорости и концентрация молекул.

Давление идеального газа заключается в том, что молекулы при столкновениях со стенками сосуда взаимодействуют с ними по законам механики как упругие тела. При столкновении молекулы со стенкой сосуда проекция скорости v_x вектора скорости на ось OX, перпендикулярную стенке, изменяет свой знак на противоположный, но остается постоянной по модулю. Поэтому в результате столкновений молекулы со стенкой проекция ее импульса на ось OX изменяется от mv_1x=-mv_x до mv_2x=mv_x. Изменение импульса молекулы при столкновении со стенкой вызывает сила F₁, действующая на нее со стороны стенки.

Во время столкновения, согласно третьему закону Ньютона, молекула действует на стенку с силой F₂, равной по модулю силе F₁ и направленной противоположно.

Молекул много, и каждая передает стенке при столкновении такой же импульс. За секунду они передают импульс 2m₀v₀z, где z – число столкновений всех молекул со стенкой, которое пропорционально концентрации молекул в газе, скорости молекул и площади поверхности стенки: z~nv_xs. К стенке движется только половина молекул, остальные движутся в обратную сторону. Тогда полный импульс, переданный стенке за 1 секунду: . Согласно второму закону Ньютона изменение импульса тела за единицу времени равно действующей на него силе:

Учитывая, что не все молекулы имеют одинаковую скорость и сила действующая на стенку будет пропорциональна среднему квадрату скорости. Так как молекулы движутся во всех направлениях, средние значения квадратов проекций скорости равны. Следовательно, средний квадрат проекции скорости: ; . Тогда давление газа на стенку сосуда равно:

- основное уравнение МКТ.

Обозначив среднее значение кинетической энергии поступательного движения молекул идеального газа:

, получим

На основе зависимости давления газа от концентрации его молекул и температуры можно получить уравнение, связывающее все три макроскопических параметра: давление, объем и температуру - характеризующие состояние данной массы достаточно разреженного газа. Это уравнение называют уравнением состояния идеального газа.

, где - универсальная газовая постоянная

для данной массы газа, следовательно

- уравнение Клапейрона.

В 1920 году физиком Отто Штерном (1888-1969) впервые были определены скорости частиц веществ а. Прибор Штерна состоял из двух цилиндров разных радиусов, закрепленных па одной оси. Воздух из цилиндров был откачан до глубокого вакуума. Вдоль оси натягивалась платиновая нить, покрытая гонким слоем серебра. При пропускании, но нити электрического тока она нагревалась до высокой температуры, и серебро с ее поверхности испарялось. В стенке внутреннего цилиндра была сделана узкая продольная щель, через которую проникали движущиеся атомы металла, осаждаясь на внутренней поверхности внешнего цилиндра, образуя хорошо наблюдаемую полоску. Цилиндры начинали вращать с постоянной скоростью. Теперь атомы, прошедшие сквозь прорезь, оседали уже не прямо напротив щели, а смещались на некоторое расстояние, так как за время их полета внешний цилиндр успевал повернуться на некоторый угол. Зная величины радиусов цилиндров, скорость их вращения и величину смещения, легко найти скорость движения атомов. Если бы все атомы двигались с одинаковой скоростью, при вращении установки полоска на лепке внешнего цилиндра получалась бы точно такой же тонкой, как и в случае, когда установка не вращалась. Однако при вращении полоска, образованная осевшими на стенку цилиндра атомами, оказывалась размытой. Значит скорости атомов были разными. Беспорядочность, хаотичность движения частиц - важнейшая черта теплового движения. Экспериментальным доказательством непрерывного характера движения молекул является диффузия и броуновское движение. Диффузия - это явление самопроизвольного проникновения молекул одного вещества в другое. 

Glossary

Русский	Казахский	Английский
Коэффициент пропорциональности	Пропорционалдық коэффициенті	Factor of proportionality
Количество вещества	Заттың мөлшері	Quantity
Квадратичный	Квадраттық	Quadratic
Расстояние	Қашықтық	Distanc
Жидкость	Сұйық	Liquid
Действие	Әсер	Action
Грамм	Грамм	Gram
Определение	Аңықтауыш	Definition

Тест

$$$1.Какая величина является мерой средней кинетической энергии молекул?

$$температура

$cила

$давление

$объем

$$$2.Что такое теплообмен?

$$процесс совершения работы без передачи энергии

$процесс передачи внутренней энергии

$процесс передачи внутренней энергии без совершения работы

$процесс совершения работы при постоянной температур

$$$3.Как называется количественная зависимость между двумя параметрами при фиксированном значении третьего параметра?

$$газовые законы

$идеальный газ

$уравнение состояния

$уравнение Клайперона

$$$4.Идеальный газ -

$$простейшая модель реального газа

$пространство, в котором нет молекул

$состояние газа, при котором средняя длина свободного пробега молекул порядка размеров молекул

$состояние газа при высокой температуре

$$$5.Единица измерения давления?

$$Паскаль

$Моль

$Джоуль

$Ом

$$$6.Внутренняя энергия идеального газа зависит от …

$$Давление

$Объема

$Температура

$Процесса, который привел к данному состоянию

$$$7.Может ли работа, совершаемая телом превосходить подведенное к нему количество теплоты?

$$нет $да

$при изохорном процессе

$при изотермическом и изобарном процессе

$$$8.Как называется единица количества вещества?

$$моль

$грамм

$молярная масса

$атом

$$$9.Концентрации-

$$число частиц в единице объёма

$количество вещества

$броуновское движение

$число частиц в объёме вещества

$$$10.Единица измерения абсолютной температуры?

$$

$

$

$

СРС: Л.1 стр. 45-46 Написать определения изопроцессов и нарисовать их графики.

СРСП: А.П.Рымкеевич Задачник 10-11 классы, стр.64 Решение задач №469, №472.№471.