1. Основные положения и основное уравнение молекулярно-кинетической теории газов.

Молекуляр физика основ-ся на том, что все тела состоят из огромного кол-ва атомов и молекул, к-е непрерывно движутся и их скорость зависит от темп-ры. Напр, в 1 см куб. воздуха содерж-ся 2,7*10¹⁹ молекул при нормал усл-ях. Они дв-ся с огром скоростями – 500-1000 м/с. Задача мкт состоит в том, чтобы установить связь между микроскопическими (масса, скорость, кинетическая энергия молекул) и макроскопическими параметрами (давление, объем, температура). В основе мкт лежат три осн положения:

1)Все вещества – жидкие, твердые и газообразные – образованы из мельчайших частиц – молекул, которые сами состоят из атомов. Молекулы и атомы представляют собой электрически нейтральные частицы. При определенных условиях молекулы и атомы могут приобретать дополнительный электрический заряд и превращаться в положительные или отрицательные ионы.

2)Атомы и молекулы находятся в непрерывном хаотическом движении.

3)Частицы взаимодействуют друг с другом силами, имеющими электрическую природу. Гравитационное взаимодействие между частицами пренебрежимо мало.

Осн. ур-е мкт для давления имеет вид p= 1/3nm₀v²=2/3nW=nkT, где n=N/V – концентрация молекул, v – сред квадратич скорость дв-я молекулы, W = mv²/2 = 3/2kT – сред кинет энергия одной молекулы; k = 1,38*10^-23 Дж/К – пост Больцмана.

2. Уравнение Клапейрона-Менделеева. Изотермический, изохорический, изобарический процессы.

Если не учитывать собств объем молекул, взаим-вие м/у молекулами, а удары считать абсолютно-упругими, то такой газ наз-ся идеальным. Ур-е сост идеального газа: PV= m/µ*RT = νRT – ур-е Менделеева-Клапейрона, где m – масса газа; ν= m/µ=N/N_A – число молей; R = 8,31 Дж/моль*К – универсал газовая постоянная. Экспериментально были установлены след газовые з-ны:

1)З-н Бойля-Мариотта: Для данной массы газа при Т=const => PV=const. Процесс изотермич.

2)З-ны Гей-Люссака: а) Для данной массы газа при P=const, V линейно меняется с Т. V =V₀(1+αt). б) Для данной массы газа при V=const, P линейно меняется с Т. P = P₀(1+αt). P₀, V₀ при t=0°C. α= 1/273 K^-1. З-ны можно представить в виде: V₁/V₂=T₁/T₂; P₁/P₂=T₁/T₂.

3)З-н Авогадро: 1 моль любого газа при номал усл-ях занимает один и тот же V₀ = 22,4 л/моль и содержит одно и то же кол-во атомов и молекул N_A=6,023*10²³.

4)З-н Дальтона: Давл-е смеси газов равно сумме парциал давл-й, к-е оказывали бы газы при данном V и Т. Р=Р₁+Р₂+Р₃+…

3. Уравнение переноса. Диффузия. Закон Фика.

Если в термодинамич сист нарушается равновесие, с этим связано ряд необратимых процессов, называемых явлениями переноса, в рез-те к-х происходит пространств перенос энергии, массы, импульса. Общ ур-е переноса: ∆(Nφ) = -1/3 v_срλ_ср*[∆(n₀φ) / ∆x]*∆S*∆t; ∆(n₀φ)/∆x = - grad (n₀φ). Если переносимой хар-кой явл-ся масса происходит диффузия (самопроизвол проникновение и перемешивание частиц двух соприкасающихся газов, жидкостей и даже твер тел). ∆(Nm) = -1/3 v_срλ_ср*[∆ρ / ∆x]*∆S*∆t; ∆M = -D*[∆ρ / ∆x]*∆S*∆t –з-н Фика. ∆М – масса газа, переносимая через ед площади в ед времени. D= 1/3 v_срλ_ср – коэф-т диффузии; ∆ρ / ∆x – градиент плотности. Диффузия сводится к обмену масс частиц двух соприкас тел, возникает и продолжается пока существует градиент плотности.