- •Молекулярна фізика. Лабораторний практикум
- •Перелік лабораторних робіт
- •Список рекомендованої літератури
- •Частина і. Молекулярна фізика. Розділ 1. Будова речовини
- •1.1. Модель речовини. Маси атомів і молекул
- •1.2. Сили міжмолекулярної взаємодії. Агрегатні стани речовини
- •1.3. Енергія міжмолекулярної взаємодії. Потенціал Ленарда–Джонса
- •1.4. Структура речовини
- •1.4.1. Газоподібний стан
- •1.4.2. Рідини
- •1.4.3. Тверді тіла
- •Розділ 2. Основи молекулярно-кінетичної теорії газів
- •2.1. Ідеальний газ. Ізопроцеси. Рівняння стану ідеального газу
- •2.2. Тиск і температура ідеального газу. Основне рівняння молекулярно-кінетичної теорії
- •2.3. Поняття про статистичний розподіл. Функції розподілу
- •2.3.1. Закони розподілу молекул ідеального газу за швидкостями й енергіями теплового руху (розподіл Максвелла)
- •2.3.2. Барометрична формула. Розподіл Больцмана
- •2.3.3. Розподіл Максвелла–Больцмана
- •2.3.4. Квантові аспекти розподілів. Розподіли Бозе–Айнштайна і Фермі–Дірака
- •2.4. Середня кількість зіткнень молекул. Середня довжина вільного пробігу
- •Розділ 3. Основи термодинаміки
- •3.1. Головні поняття й означення
- •3.2. Внутрішня енергія ідеального газу Молекули ідеального газу не взаємодіють на відстані, тому
- •Вище доведено, що середня кінетична енергія теплового руху молекули ідеального газу
- •3.3. Теплоємність ідеального газу
- •Для ізобарного процесу
- •3.4. Теплоємність рідин
- •3.5. Теплоємність твердих тіл
- •3.5.1. Класична теорія теплоємності твердих тіл
- •3.5.2. Квантові теорії теплоємності твердих тіл.
- •3.6. Адіабатний процес
- •3.7. Політропні процеси
- •3.8. Робота в термодинамічних процесах
- •3.9. Стисливість газів
- •3.10. Ентропія
- •3.11. Циклічні процеси. Теплові машини
- •Розділ 4. Реальні гази
- •4.1. Рівняння стану реального газу. Рівняння Ван-дер-Ваальса
- •4.2. Внутрішня енергія і теплоємність реального газу
- •Розділ 5. Поверхневий натяг. Капілярні явища
- •На підставі (5.3) рівняння (5.4) запишемо у вигляді
- •Розділ 6. Фазові переходи
- •6.1. Агрегатні стани і фази речовини
- •6.2. Фазові переходи першого і другого роду
- •Розділ 7. Явища перенесення
- •7.1. Самодифузія і взаємна дифузія
- •7.2. Теплопровідність
- •7.4. Розріджені гази. Вакуум
- •Частина іі. Молекулярна фізика. Лабораторний практикум. Лабораторна робота № 201. Визначення коефіцієнта в’язкості рідини методом стокса
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Лабораторна робота № 202. Дослідження залежності коефіцієнта в’язкості рідини від температури
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Лабораторна робота № 203. Визначення коефіцієнта в’язкості рідини за допомогою капілярного віскозиметра оствальда
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Лабораторна робота №205. Визначення коефіцієнта поверхневого натягу рідини методом відривання кільця
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Лабораторна робота № 206. Дослідження залежності коефіцієнта поверхневого натягу рідини від температури методом максимального тиску в бульбашці
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Лабораторна робота №208. Дослідження теплового розширення металів
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Лабораторна робота №209. Визначення питомої теплоємності металів методом охолодження
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Лабораторна робота № 210. Визначення сталої больцмана та універсальної газової сталої
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Лабораторна робота №211. Визначення середньої довжини вільного пробігу та ефективного діаметра молекул повітря
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Лабораторна робота № 212 визначення співвідношення теплоємностей повітря сp/сv методом клемана–дезорма
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Лабораторна робота № 213. Визначення співвідношення теплоємностей повітря ср / сv методом стоячої хвилі
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Лабораторна робота № 214. Вимірювання вологості повітря психрометром
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Лабораторна робота № 215. Дослідження критичного стану речовини
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Лабораторна робота №216. Дослідження процесу плавлення кристалічних речовин
- •Порядок виконання роботи
- •Контрольні запитання
- •Додатки Головні фізичні сталі
- •Густина твердих тіл . За температури 20ºС
- •Густина рідин за температури 20ºС
- •Густина газів
- •Додаток 4 Теплофізичні коефіцієнти твердих тіл
- •Додаток 5 Пружні властивості твердих тіл
- •Додаток 6 Коефіцієнти лінійного теплового розширення твердих тіл в інтервалі 0–100 ºС
- •Додаток 7 Швидкість поширення звуку в різних середовищах
- •Додаток 8 Деякі фізичні характеристики рідин
- •Додаток 11 Коефіцієнт об’ємного теплового розширення деяких рідин
Додаток 5 Пружні властивості твердих тіл
Матеріал |
Е, 1010 Па |
G, 1010 Па |
, 108 Па |
|
Алюміній Залізо Сталь Латунь Мідь Свинець |
6,1–7,4 20–22 20–22 7,8–9,8 10–13 1,5–1,7 |
2,2–2,6 6,9–8,3 7,8–8,1 2,6–3,6 3,8–4,7 0,54 |
0,98–3,90 3,9–5,9 4,9–15,7 0,98–4,90 1,56–4,41 0,0196 |
0,33 0,28 0,28 0,3–0,4 0,31–0,40 0,44 |
Примітка: Е – модуль Юнга; G – модуль зсуву; – межа міцності;
– коефіцієнт Пуассона.
Додаток 6 Коефіцієнти лінійного теплового розширення твердих тіл в інтервалі 0–100 ºС
-
Речовина
, 10-6 К-1
Речовина
, 10-6 К-1
Алмаз
1,3
Ніхром
18
Алюміній
23,8
Олово
26,7
Бронза
17,5
Платина
9,0
Вольфрам
4,5
Полістирол
75
Залізо
12,2
Поліетилен
200
Золото
14,2
Свинець
29,0
Кварцове скло
0,6
Срібло
19,5
Латунь
18,4
Сталь
11,7
Мідь
16,5
Цинк
29
Молібден
5,2
Нікель
13,0
Додаток 7 Швидкість поширення звуку в різних середовищах
Середовище |
V, м/c |
Середовище |
V, м/c |
Азот (0ºС) Водень(0ºС) Вуглекислий газ (0ºС) Гелій (0ºС) Кисень (0ºС) Повітря (сухе; 0ºС) |
333 1 286 260 970 314 331 |
Вода (0ºС) Вода (20ºС) Алюміній (20ºС) Залізо (20ºС) Латунь (20ºС) Мідь (20ºС) Скло (20ºС) |
1 407 1 482 6 400 5 930 4 600 4 950 5 800 |
Додаток 8 Деякі фізичні характеристики рідин
-
Рідина
tk, C
r, 105 Дж/кг
c, Дж/(кг.K)
Бензол
Вода
Гліцерин
Ртуть
Спирт етиловий
80,2
100
290
356,7
78,3
3,94
22,6
-
2,85
8,57
2 090
4 190
2 390
138
2 390
Примітка: t k – точка кипіння при р0=1.01.105 Па; r – питома теплота пароутворення за температури кипіння; c – питома теплоємність за температури 20ºС.
Додаток 9
Коефіцієнт поверхневого натягу на межі рідина–повітря за температури 20 ºС
-
Рідина
, 10-3 Н/м
Рідина
, 10-3 Н/м
Ацетон
Бензол
Вода
Гас
23,3
28,9
72,7
28,9
Гліцерин
Ефір
Етиловий спирт
Ртуть
65,7
17,1
22,3
465
Додаток 10
Коефіцієнт внутрішнього тертя деяких рідин та газів
-
Рідина (при 20 ºС)
.103, Па.с
Газ (при 0ºС)
.106, Па.с
Ацетон
Бензол
Вода
Етиловий спирт
Гліцерин
Олія рицинова
Ртуть
0,322
0,673
1,005
1,2
1 480
970
1 590
Азот
Водень
Гелій
Кисень
Метан
Повітря (сухе)
Вуглекислий газ
17,5
8,8
19,6
20,2
10,8
18,2
14,7