Вопрос 14)

Молекулярно-кинетическая теория (сокращённо МКТ) — теория XIX века, рассматривавшая строение вещества, в основном газов, с точки зрения трёх основных приближенно верных положений:

• все тела состоят из частиц: атомов, молекул и ионов;

• частицы находятся в непрерывном хаотическом движении (тепловом);

• частицы взаимодействуют друг с другом путём абсолютно упругих столкновений.

Молекула вещества – мельчайшая частица данного вещества. Молекулы одного и того же вещества одинаковы. Частицы из которых состоят молекулы называют атомами.

Основное уравнение МКТ

p= 2/3*n*<E_к>

n – концентрация молекул

Следствия:

1. <E_к>= 3/2*k*T, где k=R/N_а=1.38*10^-23 (постоянная Больцмана)

2. P= n*k*T (давление=концентрация молекул*постоянная Больцамана*Температура в Кельвинах)

Вопрос 15)

Опыт Штерна

Для проведения опыта, Штерном был подготовлен прибор, состоящий из двух цилиндров разного радиуса, ось которых совпадала и на ней располагалась платиновая проволока с нанесённым слоем серебра. В пространстве внутри цилиндров посредством непрерывной откачки воздуха поддерживалось достаточно низкое давление. При пропускании электрического тока через проволоку достигалась температура плавления серебра, из-за чего атомы начинали испаряться и летели к внутренней поверхности малого цилиндра равномерно и прямолинейно со скоростью v, соответствующей подаваемому на концы нити напряжению. Во внутреннем цилиндре была проделана узкая щель, через которую атомы могли беспрепятственно пролетать далее. Стенки цилиндров специально охлаждались, что способствовало оседанию попадающих на них атомов. В таком состоянии на внутренней поверхности большого цилиндра образовывалась достаточно чёткая узкая полоса серебряного налёта, расположенная прямо напротив щели малого цилиндра. Затем всю систему начинали вращать с некой достаточно большой угловой скоростью ω. При этом полоса налёта смещалась в сторону, противоположенную направлению вращения, и теряла чёткость. Измерив смещение s наиболее тёмной части полосы от её положения, когда система покоилась, Штерн определил время полёта, через которое нашёл скорость движения молекул.

Распределение по Максвеллу

Теорема Больцмана

Любое исходное распределение молекул по скоростям при достижении термодинамического равновесия приобретает форму распредления Максвелла, соответствющий данной установившиейся температуре, которая сохраняется бесконечно долго (распредление)

Барометрическая формула Больцмана

(p= p0 * e^(-(mgh)/kT))

h –высота

M — молярная масса газа,

m— масса одной молекулы,

T— абсолютная температура.

Вопрос 16)

Первое начало термодинамики — один из трёх основных законов термодинамики, представляет собой закон сохранения энергии для термодинамических систем.

Q – количество теплоты

Δ U – изменение или приращение внутренней энергии

A – работа внешних сил

Теплоёмкость – количество теплоты, поглощаемой телом при нагревании на 1 градус, численно равная количеству теплоты коорое необходимо передать телу чтобы нагреть его на 1 градус

C = deltaQ/deltaT

C – теплоёмкость

Q – количество теплоты

Удельная теплоёмкость (с)- это физическая величина численно равная количество теплоты Q, коорое получает или отдает 1 кг вещества при изменении его температуры на 1 градус

c = deltaQ/(m*delta T) или с = С/m

Молярная теплоёмкость

С=M*с, где с — удельная теплоёмкость, М — молярная масса.

Формула Майера

C_p - C_V = R. где R – универсальная газовая постоянная

C_V -Молярная теплоемкость при постоянном объеме

C_p – молярная теплоемкость при постоянном объеме

R=8,31 Дж/моль*К

Очевидно, уравнение Майера показывает, что различие теплоёмкостей газа равно работе, совершаемой одним молем идеального газа при изменении его температуры на 1 K, и разъясняет смысл универсальной газовой постоянной R — механический эквивалент теплоты.