2. Основи мкт газів. Теорема Нернста. Абсолютна термодинамічна шкала температур.

Основне рівняння МКТ газів: , де р – тиск газу, n – концентрація молекул газу,  - густина газу. Рівняння стану газу Менделєєва-Клапейрона: де М – відносна атомна маса, R – універсальна газова стала,T- абсолютна температура.

Ізотермічний процес (Т=конст). Закон Бойля–Марієтта: для певної маси газу при сталій температурі добуток тиску р на обєм V є величина стала: . При m,T = const. На рисунках ізотерми зображені 1, 2 лініями (р,V), а координати (р,Т) і (V,T) лінія 3, Т₂Т₁.

р р V

1 2 3 1 2 3 1 2 3

4 4 4

_{0 V 0 T 0 T}

Ізохоричний процес (V=const). Закон Шарля: для певної маси газу при сталому обемі відношення тиску р до абсолютної температури Т є величина стала: Р/Т=const; Р₁/Т₁= Р₂/Т₂; Р₁/Р₂=Т₁/Т₂. прямі 1, 2 в координатах (Р,Т) е ізохорами, в координатах (Р,V) – 3, в координатах ( V,Т) – 4.

Ізобаричний процес (Р=const). Закон Гей-Люсака: для певної маси газу при сталому тиску відношення обєму V до абсолютної температури Т е величина стала: V/T=const, V₁/Т₁= V₂/Т₂; V₁/V₂=T₁/Т₂. прямі 1,2 в координатах (V,T) е ізобарами (P₂P₁), в координатах (Р,V) – 4, в координатах (Р,Т) – 4.

Абсолютна термодинамічна шкала температур це шкала Кельвіна. Ціна поділки цієї шкали збігаетьса з ціною поділки шкали Цельсія. За шкалою Кельвіна 0 ⁰С відповідае 273 К, а 100 ⁰С – 373 К. За абсолютний ноль, при якому повністю припиняється хаотичний рух молекул, що відповідає (-273,15 ⁰С). Зв’язок між термодинамічною Т і температурою t за шкалою Цельсія має вид: Т=273,15 + t.

Теорема Нернста- це теорема термодинаміки, згідно з якою зміна ентропії при зворотніх ізотермічних процесах при наближенні температури рівноважних систем до абсолютного нуля прямує до нуля: .

3. Люмінесценція та її застосування.

Люмінесценція це свічення надлишкове над температурним тривалість якого набагато більше за період світлових хвиль. За типом збудження розрізняють:

Хемілюмінесценцію – світіння яке виникає під час деяких хім. реакцій (світлячки, гниючі дерева);

Триболюмінесценція – світіння під час механічного тертя, руйнування деяких кристалів;

Катодолюмінісценція – за рахунок бомбардування речовини електронами (кінескоп, осцилограф);

Електролюмінісценція – її спричиняє проходження електричного струму, або електричне поле в газах (північне сяйво, газонаповнені рекламні трубки);

Фотолюмінісценція – світіння тіл під дією видимого світла, -променів.

Люмінесценція - один з широко розповсюджених в природі видів випромінювання. Воно виникає як власне не рівноважне свічення збуджених атомів, молекул або утворених ними частинок. Люмінесценція повинна бути попередньо збуджена, тобто джерело свічення - атом або молекула, що поглинула квант енергії, повинна знаходитися в збудженому стані. При вивченні цього цікавого явища визначну роль відіграють роботи школи академіка С.І.Вавілова. Ним запропонована класифікація явищ люмінесценції на основі їх кінетики.

В сі явища люмінесценції поділяються на: свічення дискретних центрів і рекомбінаційне свічення. В першому випадку процес збудження і процес

випромінювання проходить в одному і тому ж центрі. У випадку рекомбінаційного свічення центр поглинання і центр випромінювання просторово розділені і для обидвох класів свічення суттєво різна кінетика процесів, його тривалість, закон затухання. Свічення дискретних центрів в свою чергу поділяються на резонансне, спонтанне і вимушене. Резонансна люмінесценція виникає після поглинання збудженого світла молекулою, що переходить з основного стану на перший збуджений, звідки через деякий час повертається в основний стан, випромінюючи квант світла (рис.1).

Спонтанна люмінесценція здійснюється, якщо після поглинання кванта світла збуджена молекула повертається до не збудженого стану без будь-якої додаткової зовнішньої дії (рис.2).

Вимушений процес люмінесценції дискретних центрів виникаєє тоді, коли збуджена молекула находиться в метастабільному стані, перехід з якого на основні рівні заборонено правилами відбору. Для виникнення люмінесценції необхідна зовнішня дія на збуджену молекулу. Вона часто здійснюється за допомогою впливу на молекулу електромагнітного випромінювання.

БІЛЕТ 23