- •6.Биноминальное распределение. Распределения Пуассона и Гаусса. Флуктуации.
- •8.Распределение Максвелла по абсолютному значению скорости. Характерные скорости.
- •12.Процессы переноса в газах. Теплопередача, диффузия и трение. Взаимодиффузия в газе из различных молекул. Основные особенности явлений переноса в твердых телах и жидкостях.
- •13.Физические явления в разреженных газах. Явления в сосудах, сообщающихся через пористую перегородку.
- •16.Броуновское движение.Вращательное броуновское движение
- •17 Степени свободы молекул. Теорема о равнораспределении энергии по степеням свободы. Внутренняя энергия идеального газа.
- •18.Теплоемкость идеального газа.Расхождение теории теплоемкостей.
- •19.Внутренняя энергия тел.Теплоемкость изотропных и однородных тел.Количество теплоты.
- •21.Работа.Первое начало термодинамики.Равновесные и неравновесные процессы.
- •23. Скорость звука в газах. Уравнение Бернулли.
- •24.Тепловая машина.Кпд цикла.Холодильная Машина.Цикл Карно.Кпд Карно.
- •25.Формулировка Клаузиуса и Томсона(Кельвина) второго начала темодинамики.Первая теорема Карно.Равенство Клаузиуса.
- •26.Энтропия,Энтропия идеального.Вторая теорема Карно.Неравенство Клаузиуса.Изменени энтропии при необратимых процессах.
- •27.Формулировка второго начала темодинамики с помощью энтропии.Роль энтропии в производстве.Статистический характер.
- •28.Термодтнамическое равновесие. Эмпирические шкалы температур Международная практическая шкала Термодинамическая шкала Отрицательные абсолютные температуры
- •29.Понятие о термодинамич потенциалах.Принцип Ле-Шателье-Брауна.
- •30.Силы межмолекулярного взаимодействия.Ионная связь.Ковалентная связь.Силы Ван-дер-Ваальса.Потенциал Ленарда-Джонса.
- •31.Ураынение Ван-дер-Вальса. Изотермы газа Ван-дер-Вальса. Правило Максвела. Метостобильное состояние
- •32. Приведенное уравнения Ван-дер-Вальса. Внутрения энергия газа ванн-дер-Вальса.
- •33. Эффект Джоуля-Томсана
- •34.Переход из газообразного в жидкое. Экспериментальные изотермы.
- •35. Поведение 2-х фазной сис-мы. Ур Клапейрона-Клаузиуса
- •36.Зависимость свойств реальных газов от идеальных..
- •37.Вириальное ур состояния.
- •38.Сжижение газов. Свойство веществ при температуре близктй к 0.
- •39.Свойства и структура жидкостей жидкие кристаллы. Теплоёмкость жидкостей.
- •40.Поверхностное натяжение. Условия равновесия на границе двух жидкостей и на границе жидкость – твердое тело.
- •41.Давление под искривленной поверхностью жидкости. Капиллярные явления.
- •43.Кипение. Перегретая жидкость. Пузырьковая камера. Переохлажденный пар. Камера Вильсона.
- •44.Жидкие растворы. Растворимость. Теплота растворения.
- •45.Идеальные растворы. Закон Рауля. Закон Генри. Зависимость растворимости от температуры.
- •46. Диаграмма состояния раствора. Кипение жидких растворов.
- •48. Фазовые переходы первого и второго рода. Кристаллизация и плавление. Сублимация. Фазовые диаграммы. Полиморфизм.
- •49.Симметрия твердых тел. Кристаллические решетки. Примитивная решетка. Элементы симметрии решетки. Обозначения атомных плоскостей и направлений.
- •50.Теплоёмкость твёрдых тел. Физические процессы в кристаллах при деформациях. Дислокации.
28.Термодтнамическое равновесие. Эмпирические шкалы температур Международная практическая шкала Термодинамическая шкала Отрицательные абсолютные температуры
Температура
Температура является количественной мерой «нагретости» тела. Более нагретым является то, «нагретость» которого уменьшается при длительном контакте с другим телом, принимаемым в этом случае, по определению, за менее нагретое. Степень «нагретости» тела измеряется по характеристикам материальных тел, зависящих от «нагретости». Измерение «нагретости» сводится к измерению некоторой величины тела, которая изменяется с изменением «нагретости» тела. Тело, выбираемое для измерения «нагретости», называется термометрическим, а величина, посредством которой измеряется «нагретость», называется термометрической величиной. Наиболее широко известными являются «нагретость», при которой кипит вода при атмосферном давлении, и «нагретость», при которой она замерзает. Эти реперные точки называются точкой кипения воды и точкой замерзания. Температурой называется числовое значение величины, с помощью которой характеризуется «нагретость» тела. Температура выражается в градусах. Пусть точке кипения присваивается температура t2, а точке замерзания — температура t1, тогда градусом температуры называется величина
где l2 и l1 - термометрические величины термометрического тела в точках кипения и замерзания воды, соответственно.
Эмпирические шкалы температур
Температурой термометрического тела называется число, которое определяется по формуле
где lt - термометрическая величина при измеряемой «нагретости». Наиболее известными эмпирическими шкалами температур являются Цельсия и Фаренгейта, которые отличаются значениями температур, приписанных реперным точкам. В шкале Цельсия t2=100 и t1=0, а в шкале Фаренгейта t2=212 и t1=32. Следовательно, одна и та же «нагретость» характеризуется в этих шкалах разными температурами:
Виды термометров Значение температуры для одной и той же шкалы температур зависит от термометрического тела. Поэтому, термометры, использующие различные термометрические тела, показывают различную температуру. Совпадение показаний термометров может быть только в реперных точках, если они одинаковы для данных термометров. Термометры бывают различными: газовыми, жидкостными, твердотельными. Во всех них используется то, что термометрическое тело (газ, жидкость, твердое тело) меняют свои физические характеристики (объем, длину, проводимость, и проч.) в зависимости от температуры.
Международная практическая шкала Международная практическая шкала температур образована таким образом, чтобы с ее помощью можно было просто калибровать научные и технические приборы и в то же время воспроизводить с технически максимально возможной точностью термодинамическую шкалу температур. Единицами температуры являются кельвин и градус Цельсия в зависимости от начала отсчета температур. Шкала температур постоянно уточняется в соответствии с результатами научных исследований и достижениями измерительной техники. Между реперными точками температурная шкала устанавливается с помощью интерполяционных формул, по которым температура вычисляется по показаниям термометров, принятых за стандартные. Международная практическая шкала температур чрезвычайно точно согласуется с термодинамической шкалой температур в реперных точках и достаточно точно во всех остальных точках.
Термодинамическая шкала
На основании 2-й теоремы Карно можно установить абсолютную термодинамическую шкалу температур, не зависящую от термометрического тела. Рассмотрим систему изотерм и адиабат. Фигуры 1, 2, 3, заключенные между двумя соседними изотермами и двумя адиабатами, являются циклами Карно.
Из выражения для КПД цикла Карно можно записать последовательность соотношений
Т.е. если задать какую-нибудь реперную точку (например, температуру тройной точки воды 273,16 К), то проведя последовательность прямых обратимых циклов Карно можно вычислить произвольную температуру (в произвольном процессе), если измерить соответствующее величины Q. Такое определение температуры не зависит от термометрического тела. Оно впервые было дано Кельвином. В честь которого была названа единица абсолютной термодинамической температуры.
Отрицательные абсолютные температуры Понятно, что отрицательная абсолютная термодинамическая температура не имеет физического смысла. Тем не менее, в квантовых системах понятие отрицательной абсолютной температуры имеет вполне определенный смысл: это мера способа заполнения квантовых уровней энергии частицами. Если частицы заполняют сначала нижние энергетические уровни, так, что на более высоком уровне частиц меньше, то температура положительна и совпадает по значению с термодинамической. Если же создается инверсность населенностей, т.е. на более низко расположенном уровне частиц меньше, чем на более высоком, то температуре приписываются отрицательные значения. Тем не менее, такие значения все же не имеют физического смысла.