21)Политропный процесс. Молярная теплоемкость политропного процесса. Зависимость теплоемкости от вида процесса. Зависимость теплоемкости от строения молекулы вещества.
Политропный процесс — термодинамический процесс, во время которого удельная теплоёмкость c газа остаётся неизменной. Предельными частными явлениями политропного процесса являются изотермический процесс и адиабатный процесс. В случае идеального газа изобарный процесс и изохорный процесс также являются политропическими.
Для идеального газа уравнение политропы может быть записано в виде:
pVn = const
где
величина 
называется
показателем политропы.
С=Сv+(Mp/m)*(dV/dT)=(m/M)*Cv*dT+PdV (молярная теплоемкость)
С=Сv-(PV)/[(n-1)*(ню/T)]= Cv-R/(n-1) (связь с процессом)
С=(n-гамма)/[(гамма-1)(n-1)] (связь с размерами)
22) Круговой процесс (цикл). Тепловые машины и их кпд. Цикл Карно. Коэффициент полезного действия цикла Карно для идеального газа.
Круговой процесс (цикл) – совокупность термодинамических процессов, в результате которых система возвращается в исходное состояние
Тепловая машина — устройство, преобразующее тепловую энергию в механическую работу (тепловой двигатель) или механическую работу в тепло (холодильник).
Коэффициент полезного действия (КПД) — характеристика эффективности системы (устройства, машины) в отношении преобразования или передачи энергии. Определяется отношением полезно использованной энергии к суммарному количеству энергии, полученному системой; η = Wпол/Wcyм.
x
100 %,
где А — полезная работа, а Q — затраченная работа.
КПД теплового двигателя — отношение совершённой полезной работы двигателя, к энергии, полученной от нагревателя. КПД теплового двигателя может быть вычислен по следующей формуле
,
где Q1 — количество теплоты, полученное от нагревателя, Q2 — количество теплоты, отданное холодильнику. Наибольшим КПД обладают тепловые двигатели, работающие по циклу Карно.
Цикл Карно — идеальный термодинамический цикл. Тепловая машина Карно, работающая по этому циклу, обладает максимальным КПД из всех машин, у которых максимальная и минимальная температуры осуществляемого цикла совпадают соответственно с максимальной и минимальной температурами цикла Карно. Состоит из 2 адиабатических и 2 изотермических процессов.
коэффициент полезного действия тепловой машины Карно равен
.
26) Средняя длина свободного пробега, эффективный диаметр молекулы. Явление переноса в неравновесных системах (диффузия, теплопроводность, внутреннее трение).
Длина свободного пробега молекулы — это среднее расстояние (обозначаемое λ), которое частица пролетает за время свободного пробега от одного столкновения до следующего.
Длина свободного пробега каждой молекулы различна, поэтому в кинетической теории вводится понятие средней длины свободного пробега (<λ>). Величина <λ> является характеристикой всей совокупности молекул газа при заданных значениях давления и температуры.
, где σ — эффективное сечение молекулы, n — концентрация молекул.
Эффективный диаметр молекулы — минимальное расстояние, на которое сближаются центры двух молекул при столкновении.
При столкновении молекулы сближаются до некоторого наименьшего расстояния, которое условно считается суммой радиусов взаимодействующих молекул. Столкновение между одинаковыми молекулами может произойти только в том случае, если их центры сблизятся на расстояние, меньшее или равное диаметру d — эффективному диаметру молекулы.
Через эффективный диаметр молекулы можно выразить эффективное сечение молекулы — как круг радиусом d. Столкновение между молекулами возможно только в том случае, когда центр молекулы окажется внутри круга, представляющего собой эффективное сечение молекулы.
С точки зрения теории межмолекулярных взаимодействий эффективный радиус(1/2 эффективного диаметра) - расстояние от условного центра молекулы, отвечающее минимумупотенциальной энергии в поле этой молекулы
Диффузия — процесс взаимного проникновения молекул одного вещества между молекулами другого, приводящий к самопроизвольному выравниванию их концентраций по всему занимаемому объёму[1]. В некоторых ситуациях одно из веществ уже имеет выравненную концентрацию и говорят о диффузии одного вещества в другом. При этом перенос вещества происходит из области с высокой концентрацией в область с низкой концентрацией (против градиента концентрации)
Теплопроводность — это перенос тепловой энергии структурными частицами вещества (молекулами, атомами, ионами) в процессе их теплового движения. Такой теплообмен может происходить в любых телах с неоднородным распределением температур, но механизм переноса теплоты будет зависеть от агрегатного состояния вещества. Явление теплопроводности заключается в том, что кинетическая энергия атомов и молекул, которая определяет температуру тела, передаётся другому телу при их взаимодействии или передаётся из более нагретых областей тела к менее нагретым областям. Иногда теплопроводностью называется также количественная оценка способности конкретного вещества проводить тепло.
Свойство твердых тел необратимо превращать в теплоту механическую энергию, сообщенную телу в процессе его деформирования, называется внутренним трением. Оно связано с двумя различными группами явлений - неупругостью и пластической деформацией (внутренней квазивязкостью).