МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«РОСТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Утверждено

на заседании кафедры физики

08 февраля 2012 г.

Методические указания

к практическим занятиям

«Молекулярная физика и термодинамика»

для всех специальностей и

для всех профилей всех направлений бакалавриата

очной и заочной форм обучения

Ростов-на-Дону

2012

УДК 531.383

Методические указания к практическим занятиям «Молекулярная физика и термодинамика». – Ростов н/Д: Рост. гос. строит. ун-т, 2012. – 8 с.

Содержится краткая теория по молекулярной физике и термодинамике, в качестве пояснений к решению серии задач данного раздела физики. Основаны на учебном пособии «Курс физики» и на «Сборнике задач по курсу физики» Т.И. Трофимовой (изд-во «Высшая школа»), соответствующих действующей программе курса физики.

Предназначены для проведения практического занятия «Молекулярная физика и термодинамика» по программе курса физики для студентов всех специальностей и профилей всех направлений бакалавриата очной и заочной форм обучения.

УДК 531.383

Составитель: профессор В.И. Снежков

Рецензент: доцент Ю.И. Гольцов

Редактор н.Е. Гладких

Темплан 2012 г., поз. ___

Подписано в печать 16.05.12. Формат 60х84 1/16. Ризограф. Бумага писчая. Уч.-изд.л 0,3. Тираж 25 экз. Заказ

Редакционно-издательский центр

Ростовского государственного строительного университета.

334022, Ростов-на-Дону, ул. Социалистическая, 162

© Ростовский государственный

строительный университет, 2012

3

Краткая теория по теме: «Молекулярная физика и термодинамика»

□ Идеальный газ – это такая модель газа, в которой не учитывают размеры молекул, их взаимодействие, а столкновение молекул рассматривают как абсолютно упругий удар.

□ Основное уравнение молекулярно–кинетической теории газа устанавливает зависимость между давлением газа на стенки сосуда и средней кинетической энергией движения молекул: давление идеального газа зависит от концентрации молекул n и их средней кинетической энергии ‹e_к› молекул:

р = ⅔ n‹e_к› = (2/3)n∙mv²/2;

где концентрация n молекул – это отношение числа всех молекул к занимаемому ими объему V: n = N/V.

□ Средняя квадратичная скорость молекул: ‹v_кв› = = R = 8,31 Дж/(моль∙К) - универсальная (молярная) газовая постоянная; k = R/N_A = 1,38∙10^-23 Дж/К - постоянная Больцмана;

m ― масса молекулы, M ―молярная масса газа.

□ Среднее значение модуля скорости: ‹v› = . □ Наиболее вероятное значение модуля скорости: v_в =

□ Уравнение состояния газа (уравнение Менделеева-Клапейрона):

pV = (m/M)RT

Это уравнение можно преобразовать к виду:

р = nkT

□ Первое начало термодинамики: изменение внутренней энергии системы ΔU при каком-либо переходе из состояния 1 в состояние 2 равно разности переданного количества Q теплоты и работе A совершаемой системой:

4

ΔU = Q – A или Q = ΔU + A

□ Внутренняя энергия U идеального газа определяется только кинетической энергией хаотического движения его молекул: U = N‹e_к› = N kT = RT, где i – число степеней свободы ( для одноатомного газа равно 3, для двухатомного – 5).