Определение скоростей молекул

Теоретически – Клаузиус (нем.) 19 век, экспериментально – Штерн (нем.) 1920 год

Частицы взаимодействуют друг с другом

Причина электромагнитное взаимодействие электронов и ядер соседних молекул

Примеры

1. слипание свинцовых цилиндриков

2. прилипание стекла к воде

3. плитки Иогансана

4. сопротивление растяжению и сжатию

5. малая сжимаемость жидких и твердых тел

F – короткодействующая, но

Если F_от=F_пр  F=0

Если r   F0

Если r0  F

Строение жидких твердых и газообразных тел

Газ: не взаимодействует, легко сжимаем, нет формы, заполняет весь объем, “бродяга”.

Жидкость: взаимодействие есть, ближний порядок, малая сжимаемость, форма – сосуда, есть объем “кочевника”.

Твердое тело: взаимодействие сильное, дальний порядок (колеб.), мало сжимаемы, есть форма и объем, “оседлые”.

испарение плавление

Газ Жидкость Твердое тело

конденсация кристаллизация

возгонка

газ твердое тело

сублимация

Идеальный газ

Идеальный газ – газ, между молекулами которого отсутствуют силы взаимного притяжения. При соударениях между собой и со стенками сосудов молекулы такого газа ведут себя как абсолютно упругие шарики весьма малых размеров. Эти соударения происходят по законам абсолютно упругого тела.

идеальный газ

молекулы – маленькие твердые шарики

столкновения абсолютно упругие

F_пр 0

F_от при столкновении

v₁=v₂ – равенство Е

= - равенство Р

Основное уравнение мкт идеального газа.

- Основное уравнение МКТ идеального газа.

Тепловое равновесие – прекращение изменения макроскопических параметров после установления контакта между телами.

Температура – физический параметр, одинаковый во всех частях системы тел, находящихся в состоянии теплового равновесия. Т^0,К, t⁰C Т= t⁰C+273, Т=0 при t=-273,15 –абсолютный нуль

T=t

Абсолютная шкала температур -273,15 0 100 t⁰C

0 273,..15 373,15 Т^0,К

Термометры:

В основе термометров лежит свойство жидкостей расширяться при нагревании – ртуть, спирт, глицерин.

Принцип действия

Термометры приводят в контакт с телами,

идет теплопередача до установления теплового равновесия.

V_ж=0 при прекращении теплообмена.

Газовый термометр.

к – постоянная Больцмана

Температура – мера кинетической энергии молекул, но Т=0 не достижима

- быстрее снаряда. Опытная проверка Штерн.

Уравнение состояния идеального газа

- Уравнение Менделеева – Клайперона

Если m,=const, то 

Изопроцессы в газах

Изопроцесс – термодинамический процесс, протекающий в системе с неизменной массой при постоянном значении одного из параметров состояния системы.

Изотермический процесс

Закон Бойля – Мариотта

T, m, – const медленно

Произведение давления данной массы газа на его объем постоянно, если температура газа не меняется

Изотермы

Изобарный процесс

Закон Гей - Люссака

T, m, – const

Объем данной массы газа при постоянном давлении пропорционален температуре.

Изобары

V=V₀(1+t), где =1/273 – термический коэффициент объемного расширения.

Изохорный процесс

Закон Шарля

Давление данной массы газа при постоянном объеме пропорционально температуре.

Изохоры

, где  - термический коэффициент давления

Внутренняя энергия

- одноатомный газ, - двухатомный газ, - двухатомный газ.

Внутренняя энергия определяется термодинамическим состоянием системы и не зависит от того , каким образом система оказалась в данном состоянии.

Практический интерес представляет не сама внутренняя энергия, а не изменение U.

Способы изменения внутренней энергии

работа теплопередача

теплопроводность конвекция излучение

Энергия, переданная телу в результате теплообмена, называется количеством теплоты

Q₁=Q₂ – уравнение теплового баланса.

Q=cmT – нагревание, охлаждение

Q=qm – при сгорании топлива

Q=m – плавление, кристаллизация

Q=Lm - парообразование, конденсация

Q>0 при поглощении

Q<0 при выделении тепла

Коэффициент полезного действия:.

Удельная теплоемкость – теплоемкость единицы массы однородного вещества

,

1 кал = 4.19 Дж