27) Распределение молекул газа во внешнем поле сил тяготения. Барометрическая формула Лапласа.

:

где P₀ — константа,

()

Согласно распределению Больцмана число частиц, обладающих определенными значениями потенциальной энергии определяется отношением величины потенциальной энергии U к тепловой энергии частицы k_БT. Чем больше энергия теплового движения, тем более разупорядочена система частиц, значит, тем более однородно распределены частицы в пространстве. В самом деле, если

и из формулы (2.11) следует, что n = n₀ при любом значении U. В случае k_БT << U распределение частиц максимально упорядочено: плотность частиц максимальная состоянии с минимальной потенциальной энергией U_min, в то время как плотность частиц в других состояниях равна нулю.

R₁ = R₂ = R

 

28) Распределение Больцмана.

Распределение Больцмана — распределение вероятностей различных энергетических состояний идеальной термодинамической системы (идеальный газ атомов или молекул) в условиях термодинамического равновесия; открыто Л. Больцманом в 1868—1871.

Согласно распределению Больцмана среднее число частиц с полной энергией равно

где — кратность состояния частицы с энергией— число возможных состояний частицы с энергией. Постояннаянаходится из условия, что суммапо всем возможным значениямравна заданному полному числу частицв системе (условие нормировки):

В случае, когда движение частиц подчиняется классической механике, энергию можно считать состоящей из

• кинетической энергии (кин) частицы (молекулы или атома),

• внутренней энергии (вн) (например, энергии возбуждения электронов) и

• потенциальной энергии (пот) во внешнем поле, зависящей от положения частицы в пространстве:

29) Явление переноса. Диффузия, теплопроводность, внутреннее трение.

Переноса явления, кинетические процессы, необратимые процессы, в результате которых в физической системе происходит пространственный перенос электрического заряда, массы, импульса, энергии, энтропии или какой-либо др. физической величины. П. я. описываются кинетическими уравнениями (см. Кинетика физическая).

Диффу́зия процесс взаимного проникновения молекул одного вещества между молекулами другого, приводящий к самопроизвольному выравниванию их концентраций по всему занимаемому объёму. Примером диффузии может служить перемешивание газов (например, распространение запахов) или жидкостей (если в воду капнуть чернил, то жидкость через некоторое время станет равномерно окрашенной). Другой пример связан с твёрдым телом: атомы соприкасающихся металлов перемешиваются на границе соприкосновения. Важную роль диффузия частиц играет в физике плазмы

Теплопроводность    один из видов переноса) от более нагретых частей тела к менее нагретым, приводящий к выравниванию температуры. При Т. перенос энергии в теле осуществляется в результате непосредственной передачи энергии от частиц, обладающих большей энергией, частицам с меньшей энергией.

        

   где λ — коэффициент Т., или просто Т., не зависит от grad T [λ зависит от агрегатного состояния вещества (см. табл.), его атомно-молекулярного строения, температуры и давления, состава (в случае смеси или раствора) и т. д.].

    Значения коэффициента теплопроводности λ для некоторых газов, жидкостей и твёрдых тел при атмосферном давлении

   Внутреннее Трение - свойство твердых тел необратимо поглощать

механическую энергию, полученную телом при его деформации. Внутреннее трение проявляется, напр., в затухании свободных колебаний. 2) В жидкостях и газах то же, что вязкость.