49.Закон равномерного распределения энергии по степеням свободы.

На каждую степень свободы молекулы в среднем приходите» одинаковая кинетическая энергия, равная:

Средняя кинетическая энергия молекулы, имеющей i степеней сво­боды, равна :

Если учитывать возможность относительных смещений атомов в мо­лекуле, то приходится учитывать колебательные степени свободы. Нежё­сткая двухатомная молекула имеет одну колебательную степень свободы, трёхатомная - три колебательные степени свободы

При колебательном движении молекула имеет и кинетическую и потенциальную энергии. В среднем, если колебания гармониче­ские, то кинетическая и потенциальная энергия равны друг другу. Тогда средняя полная энергия, приходящаяся на одну колебательную степень свобода молекулы, рвана

Таким образом, средняя энергия одной молекулы:

50.Средняя арифметическая скорость, средняя квадратичная скорость, наиболее вероятная скорость поступательного движения молекул идеального газа.

наиболее вероятная скорость –скорость при кот.функ. распределения мах.

Средняя арифметическая скорость поступат.движ.молекул идеал.газа:

=

Средняя квадратическая скорость молекул газа - среднее квадратическое значение модулей скоростей всех молекул рассматриваемого количества газа

51.Распределение Максвелла. Опыт Штерна.

Распределение Максвелла

1.Предположим, что па идеальный газ не действует силовое поле.

2.Газ состоит из очень большого числа молекул N. каждая из кото­рых имеет массу

3.Идеальный газ находится а состоянии термодинамич/равновесия т.к. T=const то среднеквадратич.скорость следовательно существует не меняющ.по времени распредел.молекул по модулям скоростей.

Опыт Штерна

График

Рис.57 стр.90

С увеличением Т максимум кривой смещается в сторону больших скоростей и уменьш.

- относит. число молекул, скорости кот. Лежат в мнтервале от v до v+dv

Вся площадь под кривой равна: l

52.Барометрическая формула. Закон Больцмана для распределения частиц во внешнем потенциальном поле.

Барометрическая формула

представляет собой Закон Больцмана для распределения частиц во внешнем потенциальном поле.

53.Реальные газы. Уравнение Ван – дер– Ваальса.

Реальным газом назыв.газ между молекулами кот.существуют заметные силы межмолекуляр.воздействия – притяжения и отталкивания.

Уравнение Ван – дер– Ваальса для произвол. Массы газа:

54.Явление переноса. Законы Ньютона, Фурье, Фика.

В термодинамически неравновесных системах происходят особые необратимые процессы, называемые явлениями переноса, в результате кот. Осущ. пространственный перенос массы, импульса, энергии. К явлениям переноса относятся теплопроводность (перенос энергии), диффузия (перенос массы) и внутреннее трение (перенос импульса)

1. Теплопроводность. Если в первой области газа средняя кинетическая энергия молекул больше, чем во второй, то вследствие постоянных столкновений молекул с течением времени происходит процесс выравнивания средних кинетических энергий молекул, т. е., выравнивание температур. Перенос энергии в форме теплоты подчиняется закону Фурье:

2. Диффузия. При происходит самопроизвольное проникновение и перемешивание частиц двух соприкасающихся газов, жидкостей и даже твердых тел; диффузия есть обмен масс частиц этих тел, при этом явление возникает и продолжается, пока существует градиент плотности.

Явление диффузии для химически однородного газа подчиняется закону Фика:

3. Внутреннее трение (вязкость). Суть механизма возникновения внутреннего трения между параллельными слоями газа (жидкости), которые движущутся с различными скоростями, есть в том, что из-за хаотического теплового движения осуществляется обмен молекулами между слоями, в результате чего импульс слоя, который движется быстрее, уменьшается, который движется медленнее — увеличивается, что приводит к торможению слоя, который движется быстрее, и ускорению слоя, который движется медленнее.

Как известно, сила внутреннего трения между двумя слоями газа (жидкости) подчиняется закону Ньютона

1 закон Ньютона: м.т. сохраняет состояние покоя или прямолинейного равномерного движения, пока внешняя сила не выведет ее из этого состояния. Сила – векторная физическая величина, являющаяся мерой механического воздействия других тел или полей, в результате которого тело приобретает ускорение или деформируется. Масса – скалярная величина, которая является мерой инертности тела. Масса – величина аддитивная, те масса всего тела равна сумме масс частей этого тела Ускорение – первая производная от скорости по времени или вторая производная от пути по времени.

2закон Ньютона: скорость изменения импульса м.т. равна действующей на нее силе.

3закон Ньютона: две м.т. действуют друг на друга с силами равными по модулю, и направленными в противоположные стороны, вдоль прямой, соединяющей эти точки.