20____ Г. Литература

1. Трофимова Т.И. Курс физики. 11-е изд., стер. - М.: Академия, 2006.— 560 с. Учебное пособие (9-е издание, переработанное и дополненное), 2004 г.

2. Трофимова Т.И., Фирсов А.В. Курс физики. Задачи и решения. Учеб. пособие для втузов/.- М.: Издат. Центр «Академия», 2004.-592.

3. Трофимова Т.И. Павлова З.Г. Сборник задач по курсу физики с решениями. М.: Высш. шк., 2002.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

§ 1. Основы молекулярно-кинетической теории газов.

1. Основное уравнение кинетической теории газов (уравнение Клаузиуса): , где- давление газа,- концентрация молекул,- средняя кинетическая энергия поступательного движения молекулы. Средняя энергия молекулы:, где- сумма поступательных, вращательных и удвоенного числа колебательных степеней свободы. Для молекул с жесткой связью между атомамисовпадает с числом степеней свободы, - постоянная Больцмана ₌,T- термодинамическая температура газа.

2. Зависимость давления газа от концентрации молекул и температуры:. Уравнение состояния идеального газа (уравнение Менделеева – Клапейрона):, где и - объем, масса и молярная масса газа,R- молярная газовая постоянная. (R=8.31);. В одном моле вещества содержится одно и то же число молекул- число Авогадро.

3. Давление смеси газов (закон Дальтона): , где- парциальное давление- го компонента смеси,- число компонентов смеси.

4. Средняя квадратичная, средняя арифметическая и наивероятнейшая скорости молекул:

5. Барометрическая формула: , где- давление газа на высоте.

§ 2. Явления переноса в газах.

1. Средняя длина свободного пробега молекул газа: , где- эффективный диаметр молекул,-концентрация молекул. Среднее число столкновений одной молекулы в единицу времени:- средняя арифметическая скорость молекул.

2. Масса определенного компонента газа , диффундирующая за времячерез площадку, расположенную перпендикулярно оси:где- коэффициент диффузии,- градиент плотности. Знак минус обусловлен тем, что перенос массы происходит в направлении убывания плотности. Коэффициент диффузии:

3. Сила внутреннего трения между двумя слоями площадью, движущимися с различными скоростями:где- динамическая вязкость,- градиент скорости течения газа в направлении, перпендикулярном к площадке. Знак минус означает, что сила трения, действующая на более быстро движущиеся слои, направлена против скорости.

4. Динамическая вязкость: где- плотность газа.

5. Количество теплоты, переносимое за время , через площадку, расположенную перпендикулярно оси:где- теплопроводность,градиент температуры. Знак минус показывает, что перенос внутренней энергии происходит в направлении убывания температуры. Теплопроводность:где- удельная теплоемкость газа при постоянном объеме.

§ 3. Первое начало термодинамики.

1. Первое начало термодинамики может быть записано в виде: где- количество теплоты, подводимое к системе,- приращение внутренней энергии системы,- работа, совершаемая системой против внешних сил.

2. Внутренняя энергия идеального газа:где- молярная теплоемкость газа при постоянном объеме. Молярная теплоемкость газа при постоянном давлении:.

3. Работа, совершаемая газом: .

4. Работа при изотермическом процессе:

5. Уравнение адиабатического процесса (уравнение Пуассона): , где- показатель адиабаты. Работа при адиабатном процессе:. Уравнение политропического процесса:где- показатель политропы,- молярная теплоемкость газа при политропическом процессе.

6. Работа при политропическом процессе: