- •62. Тепловые машины. Кпд тепловой машины. 63 Цикл Карно.
- •67. Средняя длина свободного пробега молекулы газа. Среднее число соударений. Эффективный диаметр молекул.
- •68. 69. 70. Явление переноса.
- •61. Энтропия. Расчет изменения энтропии при различных изопроцессах.
- •64. Третье начало термодинамики. Теорема Нернста.
- •65. Распределение молекул по скоростям.
- •51. Внутренняя энергия идеального газа
- •56. Первое начала термодинамики
- •57 Теплоемкость идеального газа
- •60. Второе начало термодинамики.
- •37. Скорость и ускорение гармонических колебаний.
- •38. Сила и энергия гармонических колебаний.
- •40. Сложение гармонических колебаний одного направления.
- •41. Сложение взаимно – перпендикулярных колебаний.
- •43. Добротность, декремент затухания
- •44. Основы молекулярно-кинетической теории.
- •45. Термодинамические макропараметры. Идеальный газ.
- •46. Уравнение состояния идеального газа.
- •47. Опытные газовые законы.
- •48. Температура. Кинетическая энергия поступательного движения молекул идеального газа.
- •59.Политропический процесс.
- •12. Основное уравнения вращательного движения твердого тела.
- •13. Момент импульса. Момент силы
- •15.Момент инерции материальной точки.
- •16.Момент инерции тела. Теорема Штейнера.
- •19.Момент инерции тонкого диска.
- •21.Поле. Силовое поле. Работа и кинетическая энергия
- •11.Реактивное движение. Формула Циолковского.
- •23 Кинетическая энергия
- •Кинетическая энергия
- •24.Потенциальная энергия
- •66.Барометрическая формула
- •22. Работа и энергия.
- •20. Момент инерции шара.
- •18. Моменты инерции тонкого диска относительно его главных центральных осей.
- •17. Определение момента инерции тонкого стержня, относительно оси, проходящей через его середину.
- •1.Основные кинематические понятия. Материальная точка. Система отсчета, система координат.
- •2.Кинематическое уравнение движения. Уравнение траектории. Перемещение, скорость, ускорение мат. Точки.
- •3.Криволинейное движение, нормальное и тангенсальное ускорение.
- •4. Кинематика вращательного движения.
- •5.Равномерное движение по окружности.
- •6. Связь линейных и угловых параметров.
- •7. Законы Ньютона
- •9. Преобразования Галлилея
- •10.Импульс. Закон сохранения импульса.
46. Уравнение состояния идеального газа.
Пусть газ массой m занимает объем V при температуре Т и давлении р, а М- молярная масса газа. По определению, концентрация молекул газа: n = N/V, где N-число молекул.
Подставим это выражение в основное уравнение молекулярно-кинетической теории:
Величину R называют универсальной газовой постоянной, а уравнение, записанное в виде
называют уравнением состояния идеального газа или уравнением Менделеева-Клапейрона. Нормальные условия - давление газа равно атмосферному ( р = 101,325 кПа) при температуре таяния льда ( Т = 273,15 К ).
В процессе вывода соотношения (2.6) возникли еще две макроскопические характеристики системы многих частиц — давление P и объем V . Задание температуры, давления и объема определяет состояние системы частиц (тела). Эти величины называются параметрами состояния.
Давление P, объем V и температура, T не являются независимыми величинами. Соотношение, связывающее эти три параметра, вида f(P, V, T) = 0 называется уравнением состояния. Найдем уравнение состояния идеального газа. Подставляя в соотношение (2.6) выражение (2.3), получим
PV = N·kБ·T. (2.7)
Отметим универсальный характер полученного уравнения: в него не входят никакие величины, характерные для определенного газа, а только числа частиц. Отсюда следует, в частности, что при одинаковых давлении и температуре разные газы, занимающие равные объемы, содержат в них равные числа молекул. Этот закон был установлен ранее опытным путем Авогадро.
Перепишем уравнение состояния в терминах объема, приходящегося на единицу вещества — моль. Один моль — это количество вещества в граммах, численно равное его молекулярному весу. Например, 1 моль кислорода содержит 32 г вещества. Удобство этой единицы измерения состоит в том, что по определению в 1 моле любого вещества содержится одинаковое число молекул, называемое числом Авогадро NA . Оно равно 6·1023 молекул. Число молекул в объеме газа можно записать в виде:
N = ν·NA,
где v — число молей данного вещества в указанном объеме. В этих обозначениях уравнение состояния принимает вид:
PV=v·R·T. (2.8)
Величина R = kБNA называется газовой постоянной.Пусть при нагревании газа на 1 К объем, занимаемый 1 молем газа, изменился при неизменном давлении на ΔV . Представляя давление газа в виде P = F/S, а объем сосуда в виде ΔV = , видим, что величина PΔV = FΔh есть работа, произведенная газом при его расширении. Таким образом, физический смысл газовой постоянной состоит в том, что она численно равна работе, совершенной 1 молем газа при его нагревании на 1 К при постоянном давлении.
47. Опытные газовые законы.
1. Изотермический процесс
Процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянной температуре называют изотермическим.
Если Т =const, то
Закон Бойля-Мариотта
Для данной массы газа произведение давления газа на его объем постоянно, если температура газа не меняется: p1V1=p2V2 при Т = const
График процесса, происходящего при постоянной температуре, называется изотермой.
2. Изобарный процесс
Процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянном давлении называют изобарным.
Закон Гей-Люссака
Объем данной массы газа при постоянном давлении прямо пропорционален абсолютной температуре:
Если газ, имея объем V0 находится при нормальных условиях: а затем при постоянном давлении переходит в состояние с температурой Т и объемом V, то можно записать
Обозначив
получим V=V0T
Коэффициент называют температурным коэффициентом объемного расширения газов. График процесса, происходящего при постоянном давлении, называется изобарой.
3. Изохорный процесс
Процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянном объеме называют изохорным. Ecли V = const , то
Закон Шарля
Давление данной массы газа при постоянном объеме прямо пропорционально абсолютной температуре:
Если газ, имея объем V0,находится при нормальных условиях:
а затем, сохраняя объем, переходит в состояние с температурой Т и давлением р, то можно записать
График процесса, происходящего при постоянном объеме, называется изохорой.