81. Критическая изотерма, закон соответственных состояний

(Доказательство я не писал, кому нужно: прогуглите…)

В этих переменных уравнение Ван-дер-Ваальса принимает вид (докажи-

те самостоятельно)

(Тут и тому подобное для букв над которыми волны…)

В это уравнение входят толькоV ,P иT и не входят никакие величины,

характеризующие данное вещество. Поэтому уравнение (33) есть урав-

нение состояния для всех тел, к которым вообще применимо уравнение

Ван-дер-Ваальса. Состояния двух тел, в которых они имеют одинаковые T, P, V, называются соответственными состояниями (критические

состояния всех тел, очевидно, являются соответственными). Из (33) сле-

дует, что если два тела имеют одинаковые две из трех величин T, P, V ,

то они имеют одинаковую и третью из этих величин, т. е. находятся в

соответственных состояниях (закон соответственных состояний).

83. Первое начало термодинамики. Обоснование

Закон сохранения энергии для термодинамических систем. Для термодинамики есть две формы передачи энергии: работа и теплота.

Энергия механического движения может превращаться в энергию теплового и наоборот. При этих превращениях соблюдается первый закон термодинамики.

Тепелота(Q) сообщамая системе расходуется на изменение её внутренней(U) энергии и на совершение ею работы(А) против внешних сил

83. Первое начало термодинамики для изопроцессов

Первое начало термодинамики:

при изобарном процессе(постоянное давление)

• при изохорном процессе ( объём постоянен )

• при изотермическом процессе(постоянная температура  )

-

Здесь   — масса газа,   — молярная масса газа,   —молярная теплоёмкость при постоянном объёме,   —давление, объём и температура газа соответственно, причём последнее равенство верно только для идеального газа.

84. Основы теории теплоемкости. Формула Майера

Удельная теплоёмкость вещества – величина, равная количеству теплоты, необходимому для нагрева 1 кг вещества на 1К.

Для молярной теплоёмкости также(только с молями)

m-масса, М-молярная масса, -моль, V-объем, Т-температура(кельвин)

Запишем ур-е первого начала термодинамики для 1 моль газа с учётом фрмул теплоёмкости

Различают теплоёмкости при постоянном давлении и объёме.

При нагреве с постоянным объёмом работа внешних сил равна нулю, и сообщаемая газу теплота идёт только на увеличение его нутренней энергии. Т.е молярная теплоемкость газа при постоянном объёме равна изменению внутренней энергии 1 моль газа при повышении его температуры на 1 К тогда согласно ф-ле

из этих двух формул следует что молярные етплоёмкости газов определяются лишь числом степеней свободы и не зависят от температуры.

Из основного уравнения молекулярно-кинетической теории  . При изобарическом процессе Р = const. Следовательно, из (4.2.7) получим:

.

(4.2.8)

      Это уравнение Майера для одного моля газа.оно показывает, чтоС­_р всегда больше С_v на величину молярной газовой постоянной. Это объясняется тем, что при нагреве газа при постоянном давлении требуется ещё дополнительное количество теплоты на совершение работы расширения газа, так как постоянное давление обеспечивается изменением объема газа.

Используя это соотношение, Роберт Майер в 1842 г. вычислил механический эквивалент теплоты: 1 кал = 4,19 Дж.

95. Электрический ток в вакууме. Виды эмиссии

Электрический ток в вакууме

Под вакуумом понимают такое состояние газа в сосуде, при котором длина свободного пробега заряженных частиц превышает размеры сосуда, где находится газ.

Вакуум — идеальный изолятор, так как в нем нет свободных носителей заряда. Для того чтобы через пространство, в котором создан высокий вакуум, пошел ток, нужно искусственно ввести в это пространство источник свободных зарядов. Это можно сделать с помощью термоэлектронной эмиссии, помещая в вакуум металлическую проволоку, которую можно включать в электрическую цепь. При пропускании через нее электрического тока проволока нагревается и свободные электроны металла приобретают энергию, достаточную для совершения работы выхода, и, покидая металл, образуют вблизи него электронное облако. Проволока при этом заряжается положительно, и под влиянием электрического поля электроны из облака частично возвращаются на электрод. В равновесном состоянии число электронов, покинувших электрод в секунду, равно числу электронов, возвратившихся на электрод за это время. Чем выше температура металла, тем выше плотность электронного облака.

Для возникновения тока необходимо дополнительное условие — создание электрического поля, под действием которого электроны будут двигаться направленно.

Ток в вакууме представляет собой поток электронов. Различие между горячим и холодным электродами, впаянными в сосуд, приводит к односторонней проводимости электрического тока между ними. При подключении электродов к источнику тока между ними возникает электрическое поле. Если положительный полюс источника соединен с холодным электродом (анодом), а отрицательный — с нагретым (катодом), то напряженность электрического поля направлена к нагретому электроду. Под действием этого поля электроны частично покидают электронное облако и движутся к холодному электроду. Электрическая цепь замыкается, и в ней устанавливается электрический ток. При противоположном включении источника напряженность поля направлена от катода к аноду. Электрическое поле отталкивает электроны облака назад к катоду. Цепь оказывается разомкнутой, и ток в цепи отсутствует. Следовательно, диод обладает односторонней проводимостью.

Электронная эмиссия — явление испускания электронов поверхностью твёрдого тела или жидкости.

Типы эмиссии

Термоэлектронная эмиссия

Электронную эмиссию, возникающую в результате нагрева, называют термоэлектронной эмиссией (ТЭ). Явление ТЭ широко используют в вакуумных и газонаполняемых приборах.

Электростатическая или Автоэлектронная эмиссия

Электростатической (автоэлектронной эмиссией) называют эмиссию электронов, обусловленную наличием у поверхности тела сильного электрического поля. Дополнительная энергия электронам твёрдого тела при этом не сообщается, но за счёт изменения формы потенциального барьера они приобретают способность выходить в вакуум.

Фотоэлектронная эмиссия

Фотоэлектронная эмиссия (ФЭ) или внешний фотоэффект — эмиссия электронов из вещества под действием падающего на его поверхность излучения. ФЭ объясняется на основе квантовой теории твёрдого тела и зонной теории твёрдого тела.

Вторичная электронная эмиссия

Испускание электронов поверхностью твёрдого тела при её бомбардировке электронами.

Ионно-электронная эмиссия

Испускание электронов металлом при его бомбардировке ионами.

Взрывная электронная эмиссия

Испускание электронов в результате окальных взрывов микроскопических областей эмиттера.

Криогенная электронная эмиссия

Испускания электронов ультрахолодными, охлаждёнными до криогенных температур поверхностями. Мало изученное явление.