Цикл Карно:

Цикл Карно состоит из двух изотерм и двух адиабат. Что бы получить максимально возможную работу, мы расширяем газ по изотерме, но за тем нам необходимо вернуть рабочее тело в исходное состояние. Для этого мы даём газу расширится по адиабате, при этом мы ещё получаем работу. После этого газ, при контакте с холодильником сжимается по изотерме, а затем по адиабате возвращается в исходное состояние.

Вопрос № 11: Методы статистической физики:

1. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории.

Методы статистической физики – это методы, при помощи которых удобно изучать системы, состоящие из огромного числа частиц.

Молекулярно-кинетическая теория – это теория, основанная на статистическом методе.

Термодинамические параметры (макро параметры) – существуют величины, которые могут быть определены из законов движения атомов и молекул методами статистической физики.

Давление – макроскопический параметр теплового движения молекул.

– средняя кинетическая энергия движения одной молекулы.

n – концентрация молекул – число молекул на единицу объема.

ω – вероятность события – качественная мера возможности появления случайного события.

Состояние макросистемы можно задать с помощью микросостояний.

Вероятность макросостояния больше вероятности микросостояния в р раз: . р – термодинамическая вероятность системы – число различных микросостояний, соответствующих макросостоянию.

Вопрос № 12: Вероятность случайного события:

1. Формула Больцмана.

2. Термодинамическая вероятность состояния системы.

3. Функция распределения вероятности.

4. Условие нормировки.

Больцман доказал, что существуют связи между энтропией и термодинамической вероятностью: , где к – постоянная Больцмана.

Изометрическая система, предоставленная самой себе, переходит из менее вероятного состояния в более вероятное. Вероятность перехода от порядка к хаосу всё время возрастает.

Функция распределения:

От х до x+dx:

dN – число опытов, когда результат лежит в заданном диапазоне значений.

N – общее число опытов.

Вероятность зависит от самой величины и от диапазона.

f(x) – функция распределения вероятности – показывает, как распределяется вероятность на интервале dx в зависимости от величины x.

Условия нормировки:

– вероятность того, что событие вообще произойдёт – достоверность.

Вопрос № 13: Среднее значение случайной величины:

1. Среднеквадратичное значение.

2. Дисперсия.

3. Среднее значение функции случайной величины.

(величина выпадает n₁ раз из N опытов);

(величина выпадает n₂ раз из N опытов);

(величина выпадает n₃ раз из N опытов);

– сумма.

Закон больших чисел (т. Чебышева): среднее значение случайной величины будет стремиться к постоянному числу при .

Если (x) меняется непрерывно, то

Среднеквадратичное значение случайной величины:

Если функция распределения нормирована, то:

Дисперсия случайной величины:

Дисперсия случайной величины – это среднеквадратичное отклонение от среднего значения. (Среднеквадратичное отклонение).

Вопрос № 14: Распределение Максвелла молекул газа по проекциям скорости:

Идеальный газ находится в равновесии при температуре Т.

Рассмотрим распределение по скоростям:

,где– число молекул с данной скоростью из

Вероятность того, что проекция скорости любой молекулы находится в пределах от v_x, до (v_x+dv_x), тогда:

Физический смысл f(v_x) – вероятность того, что любая из молекул газа, содержащегося в единице объёма, имеет проекцию скорости, заключённую в единичном интервале величины (v_x).