2.4. Явления переноса

1. Общая характеристика явлений переноса.

Явлениями переноса называется необратимые процессы в термодинамически неравновестных системах, в которых происходит пространственный перенос энергии (теплопроводность), массы (диффузии) и импульса (внутреннее трение) авнение теплопроводности.

2. Физический смысл коэффициента диффузии и его выражение согласно кинетической теории

Это масса переносимого вещества убывающая через единицу площади сечения за единицу времени при единичном градиенте плотности в направлении ее убывания. D=1/3υ_al, l-длина свободного пробега. Уравнение диффузии(закон Фика): J_m=-D , J_m –плотность потока массы-величина определяемая массой вещества, диффундирующая в единицу времени через единичную площадку, перпендикулярную оси x, D-коэф, диффузии, градиент плотности. D=<l>.

3. Физический смысл коэффициента вязкости и его выражение согласно кинетической теории.

Величина равная силе внутреннего трения F действующая на единицу площади слоя жидкости при единичном градиенте скорости. η=1/3υ_alρ Уравнение вязкости (внутреннее трение): J_p=-η, J_p – плотность потока импульса-величина, определяемая полным импульсом, переносимым в единицу времени в положительном направлении оси x через единичную площадку, перпендикулярную оси x ,-градиент скорости. η- динамическая вязкость. η=<l>.

4. Физический смысл коэффициента теплопроводности и его выражение согласно кинетической теории.

Равен количеству теплоты, которое переносится через единицу площади S за единицу времени при единичном Q. k=1/3υ_alρc_v Уравнение теплопроводности (закон Фурье): J_E=-λ, J_E –плотность твердого потока-величина определяемая энергией, переносимой в форме теплоты в единицу времени, через единичную площадку, перпендикулярную оси x, λ-теплопроводность,-градиент температуры, равный скорости изменения температуры на единицу длинны x в направление нормали к этой площадке.

λ= ρ<υ><l>, -удельная теплоемкость газа при постоянном объеме, ρ –плотность газа, <υ>-средняя скорость теплового движения молекул, <l>-средняя длинна свободного пробега.

2.5. Реальные газы

1. Силы межмолекулярного взаимодействия (график).

2. Потенциальная энергия взаимодействия молекул (график).

3. Что называют потенциальной ямой?

Потенциальная яма (U_min): равна работе которую необходимо совершить чтобы развести молекулы на бесконечно большое расстояние (работа против сил притяжения). область пространства, где присутствует локальный минимум потенциальной энергии частицы.

Уравнение Ван-дер-Ваальса для одного моля газа (уравнение состояния реальных газов): ()(V_m-b)=RT. Где поправки a и b-постоянные для каждого газа величины, определяемые опытным путем (записываются уравнения Ван-дер-Ваальса для двух известных их опыта состояний газа и решаются относительно a и b).

4. Соотношения между потенциальной энергией взаимодействия молекул W_П и кинетической энергией теплового движения W_К для различных агрегатных состояний.

5. Уравнение Ван-дер-Ваальса для 1 моля газа

(p+a/v)(v-b)=RT

6. Каков физический смысл поправок a и b в уравнении Ван-дер-Ваальса

а – поправка на взаимодействие молекул, в – поправка на собственный объем молекул

7. Изобразите изотермы Ван-дер-Ваальса для разных температур.

8. Что такое фаза, фазовый переход?

Фаза – совокупность всех частей системы, обладающих одинаковым химическим составом и находящихся в одинаковом термодинамическом состоянии. Фазовый переход – это переход вещества из одной фазы в другую.

9. Какие явления относятся к фазовым переходам 1 рода?

Сопровождается поглощением или выделение теплоты, изменением энтропии. (плавление, кристаллизация, парообразование, сублимация, конденсация

10. Какие явления относятся к фазовым переходам 2 рода?

Изменяется скачкообразно теплоемкость (переход из ферромагнетиков в парамагнетики, и наоборот переходит в сверхпроводимое состояние)

11. Нарисовать фазовую диаграмму для однокомпонентной смеси и указать на ней кривые плавления, испарения, сублимации

12. Что называется тройной точкой?

Точка, в которой пересекаются кривые фазового равновесия и которая, следовательно, определяет условия одновременного равновесного сосуществования трех фаз вещества.

13. Что называют критической температурой? Критическая температура определяется как температура, при которой исчезают различия в физических свойствах между жидкостью и паром, находящимися в равновесии. При Критическая температура плотности насыщенного пара и жидкости становятся одинаковыми, граница между ними исчезает и теплота парообразования обращается в нуль. К. т. - одна из неизменяющихся характеристик (констант) вещества.

14. Что называется сублимацией?

Процесс покидания молекул с поверхности твердого тела называется сублимацией.