38.Опыт Штерна по определению скорости молекул

Первое экспериментальное определение скорости молекул выполнено немецким физиком О.Штерном(1888-1970). Его опыты позволили также оценить распределение молекул по скоростям. Схема установки на рисунке . Вдоль оси внутреннего цилиндра с щелью натянута платиновая проволока, покрытая слоем серебра, которая нагревается током при откачанном воздухе. При нагревании серебро испаряется . Атомы серебра, вылетая через щель, попадают на внутреннюю поверхность второго цилиндра , давая изображение щели О.Если прибор привести во вращение вокруг общей оси цилиндров, то атомы серебра осядут не против щели, а сместятся от точки О на некоторое расстояние S. Изображение щели получается размытым

. Исследуя толщину осажденного слоя, можно оценить распределение молекул по скоростям, которое соответствует максвелловскому распределению.

Зная радиусы цилиндров, их угловую скорость вращения, а также измеряя S, можно вычислить скорости движения атомов серебра при данной температуре проволоки. Результаты опыта показали, что средняя скорость атомов серебра близка к той, которая следует из максвелловского распределения молекул по скоростям.

42. Первое начало.

Первое начало термодинамики

Теплота, переданная системе может быть усвоена системой только в виде увеличения внутренней энергии системы или потрачена на совершение работы.

Первое начало термодинамики. Количество тепла, сообщённого системы идёт на приращение внутренней энергии системы и совершение работы над внешними телами. Q=U+A. 1. При изобарном процессе Q=U+A=C_vT+RT. 2. При изохорном процессе A=0 Q=U=C_vT. 3. При изотермическом процессе U=0 Q=A=RTln(V₂/V₁). 4. При адиабатном процессе Q=0 A=-U=-C_vT.

Количество теплоты Q определяет количество энергии, переданной от тела к телу путём теплопередачи. Теплопередача - это совокупность микроскопических процессов, приводящих к передачи энергии от тела к телу. Q=U₁-U₂+A, где U₁ и U₂ - начальные и конечные значения внутренней энергии системы.

Q=U+A

Aрасширения = от А до В рdV

dQ=dU+pdV

1)изохорный процесс

dV=0

A=0

2)изобарный процесс р=const

А=р(V2-V1) VB-VA

Q=U+p(V2-V1)

3)изотермический процесс T=const

Все подводимое к газу тепло идет на работу расширения

U постоянно

dQ=dA

A=RTlnT2/T1

4)адиабатный(адиабатический) процесс – процесс при котором отсутствует теплообмен между системой и окружающей средой

Q=0

Первое начало термодинамики dQ=dU+A

dQ=const

dA=-dU

A=-Cv(T2-T1)

Cv- удельная молярная теплоемкость, т е работа моля

Cv – теплоемкость при постоянной температуре

A=cv(T1-T2)

Уравнение Пуассона

рdV=-CvdT

pV/T=сonst

p = (constT)/V

dV/V=-CvdT/T * 1/const

dV/V=dT/T

=Cp/Сv

lnV=lnT

pdV=-CvdpV