![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
- •1.Предмет и задачи тд. Модели тд.
- •2.Модели тд. Объяснение агрегатных состояний вещества.
- •3.Методы тд.
- •4.Исходные понятия тд.
- •5.Постулаты термодинамики.
- •6.Начала тд.
- •7.Термическое и калорическое уравнения состояния. Термическое уравнение состояние идеального газа.
- •8.Внутренняя энергия идеального газа. Калорическое уравнение состояние идеального газа.
- •9.I начало термодинамики.
- •I начало тд обобщает закон сохранения энергии для тд процессов: количество теплоты, сообщаемое системе, идет на изменение ее внутренней энергии и совершение системой работы.
- •10.Теплоемкость.
- •11.Теплоемкость идеального газа.
- •12. 13.Теорема о равнораспределении энергии по степеням свободы. Число степеней свободы молекул. Число степеней свободы молекул. Выражение для внутренней энергии идеального газа.
- •14.Изохорический процесс: уравнение, график в pv, pt, vt координатах.
- •15.I начало термодинамики в изохорическом процессе.
- •16.Изобарический процесс: уравнение, график в pv, pt, vt координатах.
- •17. I начало термодинамики в изобарическом процессе.
- •18.Изотермический процесс: уравнение, график в pv, pt, vt координатах.
- •19.I начало термодинамики в изотермическом процессе.
- •20.Адиабатический процесс. Уравнение адиабаты. График адиабаты.
- •21.I начало термодинамики в адиабатическом процессе.
- •22.Политропный процесс. Уравнение политропы, показатель политропы, график политропы.
- •23.I начало термодинамики в политропном процессе.
- •24.Изопроцессы как предельные случаи политропного процесса.
- •25.Обратимые и циклические процессы.
- •26. Тепловые машины. Эффективность работы тепловой машины.
- •27.Холодильные машины. Эффективность работы холодильной машины.
- •28.29.Цикл Карно. К.П.Д. Цикла Карно. Идеальная тепловая машина Карно.
- •30. I Теорема Карно.
- •31.II теорема Карно. Реальные тепловые машины.
- •32.II начало термодинамики в формулировках Кельвина и Клаузиуса.
- •33.Тождество Клаузиуса, неравенство Клаузиуса.
- •34. Понятие энтропии. Свойства энтропии. Размерность.
- •35.Энтропия в обратимых и необратимых процессах.
- •36. Энтропия идеального газа.
- •37.III начало тд. Следствия III начала тд.
- •38.Энтальпия.
- •39.Свободная энергия идеального газа.
- •40.Метод тд потенциалов.
- •С 41 по 46 не разделила!смотреть тут(то что красным)!!!:
- •48.Условия равновесия и устойчивости системы в термостате при постоянном объеме.
- •49.Условия равновесия и устойчивости системы в термостате при постоянном внешнем давлении.
- •50.Условия равновесия и устойчивости системы при постоянных энтропии и давлении.
- •51. Условия равновесия и устойчивости системы при постоянных энтропии и объеме.
- •52.Условия равновесия и устойчивости системы с переменным числом частиц в термостате, при постоянных химическом потенциале и объеме.
- •53. Условия равновесия и устойчивости двухфазной однокомпонентной изолированной системы.
- •54.Принцип Ле Шателье-Брауна. Примеры проявления принципа Ле Шателье-Брауна.
- •55.Начала статистической физики: исходные понятия теории вероятности.
- •56.Начала статистической физики: макро- и микросостояния, статистический ансамбль, микроканонический ансамбль, постулат равновероятности.
- •57.Начала статистической физики: эргодическая гипотеза, статистический вес, статистическое толкование энтропии.
- •58.Начала статистической физики: флуктуации.
- •65.Характерные скорости распределения Максвелла: средняя квадратичная скорость.
- •66.Характерные скорости распределения Максвелла: наиболее вероятная скорость.
- •67. Подсчет числа молекул скорости, которых лежат в заданном диапазоне.
- •68.Экспериментальная проверка закона распределения.
- •69.Вывод основного уравнения молекулярно-кинетической теории идеального газа.
- •70.Вывод уравнения состояния. Закон Дальтона. Закон Авогадро.
- •71.72.( Не разделены!)Распределение Больцмана. (72)Барометрическая формула.
- •73.Экспериментальное определение постоянной Авогадро.
- •74.Теорема о равнораспределении энергии по степеням свободы.
- •75.Расхождение теории теплоемкости идеального газа с экспериментом.
- •76.Статистика Ферми-Дирака (подсчет числа микросостояний, функция распределения).
- •77.Статистика Бозе-Эйнштейна (подсчет числа микросостояний, функция распределения).
- •78.Длина свободного пробега.
- •79.Частота столкновений в единицу времени, понятие физического вакуума.
- •80.Явления переноса: теплопроводность.
- •81.Явления переноса: диффузия.
- •82.Явления переноса: вязкое трение.
- •83.Молекулярная теория явлений переноса: вывод уравнения переноса параметра .
- •84.Молекулярная теория явлений переноса: вывод уравнения коэффициента диффузии.
- •85.Молекулярная теория явлений переноса: вывод уравнения коэффициента теплопроводности.
- •86.Молекулярная теория явлений переноса: вывод уравнения коэффициента вязкости.
- •87.Силы и потенциальная энергия межмолекулярного взаимодействия.
- •88.Вывод уравнения Ван-дер-Ваальса.
- •89.Изотермы Ван-дер-Ваальса.
- •Часть 7—6 — отвечает газообразному состоянию;
- •Часть 2—1 — жидкому;
- •Часть 6—2, — горизонтальный участок, соответствующий равновесию жидкой и газообразной фаз вещества.
- •90.Фазовые переходы. Уравнения Клайперона-Клаузиуса.
- •91.Поверхностное натяжение в жидкостях.
- •92.Смачивание
- •93.Капиллярные явления. Формула Лапласса.
- •94.Строение твердых тел. Классификация элементарных ячеек.
- •95.Дефекты кристаллических решеток.
- •96.Температура. Температурные шкалы. Способы измерения.
71.72.( Не разделены!)Распределение Больцмана. (72)Барометрическая формула.
При выводе основного уравнения молекулярно-кинетической теории газов и макcсвелловского распределения молекул по скоростям предполагалось, что на молекулы газа внешние силы не действуют, поэтому молекулы равномерно распределены по объему. Однако молекулы любого газа находятся в потенциальном поле тяготения Земли. Тяготение, с одной стороны, и тепловое движение молекул — с другой, приводят к некоторому стационарному состоянию газа, при котором давление газа с высотой убывает.
Выведем закон изменения давления с высотой, предполагая, что поле тяготения однородно, температура постоянна и масса всех молекул одинакова. Если атмосферное давление на высоте А равно р (рис. 67), то на высоте h + dh оно равно p+dp (при dh>0 dp<0, так как давление с высотой убывает). Разность давлений р и p + dp равна весу газа, заключенного в объеме цилиндра высотой Ah с основанием площадью, равной единице площади:
р-(p+dp)=gh,
где — плотность газа на высоте h (dh настолько мало, что при изменении высоты в этом пределе плотность газа можно считать постоянной). Следовательно,
dр=-gdh. (45.1)
Воспользовавшись уравнением состояния идеального газа pV = (m/M)RT (т — масса газа, М—молярная масса газа),находим, что
Подставив это выражение в (45.1), получим
С изменением высоты от h1 до h2. давление изменяется от р1 до p2 (рис. 67), т. е.
Выражение (45.2) называется барометрической формулой. Она позволяет найти атмосферное давление в зависимости от высоты или, измерив давление, найти высоту. Так как высоты обозначаются относительно уровня моря, где давление считается нормальным, то выражение (45.2) может быть записано в виде
где р — давление на высоте h.
Прибор для определения высоты над земной поверхностью называется высотомером (или альтиметром). Его работа основана на использовании формулы (45.3). Из этой формулы следует, что давление с высотой убывает тем быстрее, чем тяжелее газ.
Барометрическую формулу (45.3) можно преобразовать, если воспользоваться выражением (42.6) p=nkT:
где n — концентрация молекул на высоте h, n0 — то же на высоте h=0. Так как M = m0NA (NA— постоянная Авогадро, m0 —масса одной молекулы), а R=kNA, то
где m0gh=П
— потенциальная энергия молекулы в
поле тяготения, т. е.
Выражение (45.5) называется распределением Больцмана во внешнем потенциальном поле. Из него следует, что при постоянной температуре плотность газа больше там, где меньше потенциальная энергия его молекул.
Если частицы имеют одинаковую массу и находятся в состоянии хаотического теплового движения, то распределение Больцмана (45.5) справедливо в любом внешнем потенциальном поле, а не только в поле сил тяжести.
73.Экспериментальное определение постоянной Авогадро.
Опытное определение постоянной Авогадро. Воспользовавшись идеей распределения молекул по высоте (см. формулу (45.4)), французский ученый Ж Перрен (1870—1942) экспериментально определил постоянную Авогадро. Исследуя под микроскопом броуновское движение, он убедился, что броуновские частицы распределяются по высоте подобно молекулам газа в поле тяготения. Применив к ним больцмановское распределение, можно записать
где m—масса частицы, m1 — масса вытесненной ею жидкости: m=4/3r3, m1 = 4/3r31 (r — радиус частицы, — плотность частицы, 1 — плотность жидкости).
Если n1 и n2 — концентрации частиц на уровнях h1 и h2, a k=R/NA, то
Значение Na, получаемое из работ Ж. Перрена, соответствовало значениям, полученным в других опытах, что подтверждает применимость к броуновским частицам распределения (45.4).