Основные величины и формулы молекулярной физики и термодинамики идеальный газ

В основе молекулярной физики лежит молекулярно-кинетическое представление о строении вещества:

1. Все тела в природе состоят из невидимых глазом частиц – молекул или атомов.

2. Частицы вещества находятся в непрерывном движении.

Идеальным газом называется такой газ, который обладает двумя свойствами:

1. размеры частиц идеального газа много меньше расстояния между ними (молекулы газа можно считать материальными точками),

2. взаимодействие молекул носит только упругий характер, потенциального взаимодействия (взаимодействия на расстоянии) нет.

. Моль – количество вещества, содержащее столько структурных единиц, сколько их содержится в 12 граммах нуклида углерода С¹².

Моль - количество вещества, содержащее число частиц, равное числу Авогадро N_А = 6,02 10²³ моль^-1.

Масса одного моля вещества называется молярной массой.

Концентрация n – количество частиц в единице объема: n = N/V .

Парциальная концентрация - число частиц данного вида в единице объема

n_j = N_j /V_.

Количество степеней свободы i – число независимых координат, необ-ходимых для однозначного определения положения частицы в пространстве, или число независимых простых перемещений, из которых складывается сложное движение данной частицы.

Давлением (средней силой давления) называется физическая величина, численно равная отношению силы, действующей перпендикулярно поверхности, к площади этой поверхности: P =F_n /Δs.

С молекулярно-кинетической точки зрения давление представляет собой суммарный импульс, передаваемый молекулами газа нормально единичной площадке за единицу времени.

Средняя энергия молекул идеального газа

Температурой идеального газа называется физическая величина, численно равная усредненной энергии, которую молекула идеального газа передает пробному или иному тел за одно соударение с ним:

.

Температура - мера средней энергии молекул вещества.

Температура есть мера интенсивности хаотического движения молекул идеального газа:

Θ = kT .

Основное уравнение молекулярно-кинетической теории для давления (уравнение Клаузиуса):

, ,

Уравнение Менделеева-Клапейрона:

PV =ν RT, или PV = RT.

Изотермическим называется процесс, протекающий в идеальном газе при постоянной температуре и неизменной массе газа.

PV=const,

Изобарическим называется процесс, протекающий в идеальном газе при постоянном давлении и неизменном количестве вещества.

.

Изохорическим называется процесс, происходящий в идеальном газе при постоянном объеме и неизменном количестве вещества.

.

Внутренней энергией вещества U называется энергия, включающая в себя кинетическую U_k энергию частиц вещества, энергию их потенциального взаимодействия U_p, внутреннюю энергию частиц (ядерную энергию) U_я.

.