Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
СПРАВОЧНИК ПО ФИЗИКЕ.doc
Скачиваний:
16
Добавлен:
07.12.2018
Размер:
4.99 Mб
Скачать
  1. Распределение газовых молекул по скоростям и энергиям

  • Скорость звука в газе:

,

где коэффициент Пуассона, плотность газа.

  • Скорости газовых молекул:

  • наиболее вероятная:

или ;

  • средняя квадратичная:

или ;

  • средняя арифметическая:

или ,

где – масса молекулы; молярная масса; k – постоянная Больцмана; R – газовая постоянная; Т – абсолютная температура.

  • Относительная скорость:.

  • Закон распределения молекул по абсолютным значениям скоростей:

Функции распределения Максвелла обозначает долю молекул единичного объема газа, абсолютные скорости которых заключены в единичном интервале скоростей, включающем данную скорость.

  • для относительных скоростей:

;

  • по импульсам:

.

  • Средняя кинетическая энергия поступательного движения мо­лекул идеального газа:

  • Закон Максвелла для распределения молекул идеального газа по энергиям теплового движения:

.

  • Плотность газа:

.

  • Барометрическая формула:

,

где Р0 – давление на высоте h = 0.

  • Распределение Больцмана – закон распределения молекул идеального газа по потенциальным энергиям:

,

где число молекул в единице объема, там, где Еп = 0.

  • Закон Максвелла – Больцмана– закон распределения молекул идеального газа по полным энергиям Е = Еп + Ек:

.

  • Квантовые статистики:

  • Распределение Бозе – Эйнштейна описывает квантовые частицы с целым спином (бозоны):

.

  • Распределение Ферми – Дирака описывает квантовые частицы с полуцелым спином (фермионы):

,

где химический потенциал.

  1. Элементы физической кинетики

  • Эффективное сечение молекулы диаметром d:

.

  • Среднее число столкновений в одну секунду:

,

где п – количество молекул, средняя скорость теплового движения.

  • Средняя длина свободного пробега молекул газа:

  • Закон диффузии Фика: плотность потока вещества J пропорциональна коэффициенту диффузии D и градиенту концентрации п:

или .

  • Коэффициент диффузии:

.

  • Закон Ньютона для внутреннего трения (вязкости) – сила трения пропорциональна градиенту скорости:

или ,

где – сила, действующая на единицу площади поверхности, разделяющей два соседних слоя газа.

  • Коэффициент динамической вязкости:

.

  • Закон теплопроводности Фурье – количество переносимой энергии, определяемое как плотность теплового потока q, пропорционально градиенту температуры:

или .

  • Коэффициент теплопроводности:

,

  • Эффект Кнудсена:

,

где температуры газа в сосудах; давление разреженного газа в обоих сосудах.

  1. Первое начало термодинамики

  • Первое начало термодинамики (закон сохранения энергии) – количество теплоты Q, сообщенное телу, идет на увеличение внутренней энергии ΔU и на совершение телом работы А:

.

  • Изменение внутренней энергии U идеального газа (энергии теплового хаотического движения молекул):

.

  • Внутренняя энергия произвольной массы газа:

.

  • Приращение работы газа:

.

  • Полная работа:

.

  • Удельная теплоемкость ­– количество теплоты, которое получает или отдает 1 кг вещества при изменении его температуры на 1 К:

.

  • Молярная теплоемкость – физическая величина, равная отношению теплоемкости вещества к количеству этого вещества:

.

  • Теплоемкость при постоянном объеме:

.

  • Теплоемкость при постоянном давлении:

.

  • Уравнение Майера:

CP=CV+R.

  • Теплоемкость одноатомных газов при постоянном объеме и постоянном давлении:

и .

  • Показатель адиабаты (коэффициент Пуассона):

.

  • Молярные теплоемкости многоатомных газов при постоянном объеме и посто­янном давлении:

и ,

где i – число степеней свободы молекулы.

  • Показатель адиабаты для многоатомных газов:

.

  • Внутренняя энергия идеального газа:

.

  • Средняя кинетическая энергия поступательного движения, приходящаяся на одну степень свободы молекулы:

.

  • Закон Больцмана о равномерном распределении энергии по степеням свободы:

.

  • Изохорический процесс – процесс протекающий при постоянном объеме.

  • Количество теплоты, сообщенное в изохорическом процессе:

или ,

где Т1, Т2 – соответственно начальная и конечная температура.

  • Изменение внутренней энергии в изохорическом процессе:

или U = Q.

  • Теплоемкость в изохорическом процессе:

или .

  • Изобарический процесс – процесс протекающий при постоянном давлении.

  • Работа в изобарическом процессе:

,

где V1 и V2 – соответственно начальный и конечный объемы газа.

  • Количество теплоты, сообщенное в изобарическом процессе:

δQ = СP dT или .

  • Изменение внутренней энергии в изобарическом процессе:

dЕп = СV dT или .

  • Теплоемкость в изобарическом процессе:

.

  • Изотермический процесс – процесс, протекающий при постоянной температуре.

  • Работа газа в изотермическом процессе:

или

  • Характеристики изопроцессов в газах:

Название процесса

Изохорический

Изобарический

Изотермический

Адиабатический

Условие протекания процесса

V = const

P = const

T = const

δQ = 0

Связь между параметрами состояния

Первое

начало

Работа в процессе

δA = PdV =  dU

А = −∆U = – CV(T2T1)

Количество теплоты, сообщённое в процессе

δQ = СP dT

Q = СP (T2T1)

δQ = δA

Q = A

δQ = 0

Q = 0

Изменение внутренней энергии

dU = δQ

dU = СV dT

U = СV (T2T1)

dU = 0

U = 0

dU = δA = = СV dT

U = A = =СV (T2T1)

Теплоёмкость

CТ =

Сад = 0

  • Политропный процесс – такой процесс, при котором изменяются все основные процессы, кроме теплоемкости.

  • Уравнение политропы:

или ,

где п – показатель политропы.

  • Изменение внутренней энергии идеального газа:

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]