Безруков Л.В. ФИЗИКА -- 1

191

или молекул и линейным размером сосуда различают сверхвысокий, высокий, средний и низкий вакуум.

ВЕРОЯТНОСТЬ МАТЕМАТИЧЕСКАЯ. Численная мера степени объективной возможности появления какого-либо определѐнного события в тех или иных определѐнных, могущих повторяться неограниченное число раз условиях. Категория В. лежит в основе особого класса закономерностей – вероятностных или статистических закономерностей.

В. является выражением своеобразной связи между случайным и необходимым.

Статистическое определение вероятности. Пусть опыт проведен n раз и при этом рассматриваемое событие A наступило m раз. Частотой события A в данной серии опытов

называется отношение m/n. Вероятностью P(A) события A называется число, около которого колеблется частота события A в длинных сериях испытаний. Другими словами, оценкой вероятности события может служить частота его наступления в длительной серии независимых повторений случайного эксперимента.

Чем больше число повторений n, тем реже встречаются сколько-либо значительные отклонения частоты m/n от вероятности P. Рассмотрим пример бросания монеты, в котором В. появления «герба» и «надписи» одинаковы и равны. При десяти бросаниях (n = 10) появление десяти «гербов» или десяти «надписей» подряд очень маловероятно. Но и утверждать, что «герб» выпадает ровно пять раз, нет достаточных оснований; более того, утверждая, что «герб» выпадает 4 или 5, или 6 раз, мы ещѐ довольно сильно рисковали бы ошибиться. Но при ста бросаниях монеты можно уже практически без риска заранее утверждать, что число выпавших «гербов» будет лежать между 40 и 60.

Свойства вероятности. 1) Вероятность любого события A не может быть больше единицы и является неотрицательным числом: 0 P(A) 1.

2)Вероятность достоверного события Ω равна единице: P(Ω) = 1.

3)Вероятность невозможного события Ø равна нулю: P(Ø) = 0.

Далеко не всякое событие, наступление которого при заданных условиях не является однозначно определѐнным, имеет определѐнную В. Предположение, что при данных условиях для данного события В. существует, является гипотезой, которая в каждом отдельном вопросе требует специальной проверки или обоснования. Например, имеет смысл говорить о В. попадания в цель заданных размеров, с заданного расстояния из винтовки известного образца стрелком, вызванным наудачу из определѐнного воинского подразделения. Однако было бы бессмысленно говорить о В. попадания в цель, если об условиях стрельбы ничего не известно.

ВЕРОЯТНОСТЬ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ, статистический вес. Число способов,

которыми может быть реализовано состояние физической системы. В термодинамике состояние физической системы характеризуется определѐнными значениями плотности, давления, температуры и др. измеримых величин. Перечисленные величины определяют состояние системы в целом (еѐ макросостояние). Однако при одной и той же плотности, температуре и т.д. частицы системы могут различными способами распределиться в пространстве и иметь различные импульсы. Каждое данное распределение частиц называется микросостоянием системы. В.т. (обозначается Ω) равна числу микросостояний, реализующих данное макросостояние, из чего следует, что Ω 1. В.т. связана с одной из основных макроскопических характеристик системы энтропией S соотношением Больцмана: S = k·lnΩ, где k – постоянная Больцмана. В.т. не является вероятностью в математическом смысле. Она применяется в статистической физике для определения свойств систем, находящихся в термодинамическом равновесии (для них В.т. имеет максимальное значение). Для расчѐта В.т. существенно, считаются ли частицы системы различимыми или неразличимыми. Поэтому классическая и квантовая механика приводят к разным выражениям для В.т.

ВЕЧНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ВТОРОГО РОДА. Воображаемая периодически действующая машина, которая всю полученную энергию целиком превращает в работу без каких-либо

192

изменений в окружающей среде. В основе проектов В.д.в.р. лежит ошибочная идея о возможности создания периодически действующей тепловой машины, превращающей внутреннюю энергию какого-либо одного природного резервуара (океан, атмосфера, недра Земли) в работу. Идея В.д.в.р. не противоречит универсальному закону сохранения и превращения энергии. Однако она противоречит второму началу термодинамики, т. к. В.д.в.р. уменьшает энтропию, а это в адиабатной системе невозможно. Для работы тепловой машины необходимы, как минимум, два тепловых резервуара с различными температурами.

ВЕЧНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ПЕРВОГО РОДА. Воображаемая периодически действующая машина, способная совершать работу, не получая энергию извне. В.д.п.р. принципиально невозможен, т. к. противоречит универсальному закону сохранения и превращения энергии. В частности, его реализация запрещена первым началом термодинамики, которому обязана подчиняться любая макроскопическая (термодинамическая) система.

ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ, U. Энергия тела, зависящая только от его внутреннего состояния; складывается из кинетической энергии беспорядочного (теплового) движения атомов, молекул или других частиц, энергии внутриатомных и межмолекулярных движений и потенциальной энергии взаимодействия частиц. В МКТ идеального газа энергия внутриатомных частиц и их взаимодействий не учитывается. Внутренняя энергия идеального газа состоит только из кинетической энергии частиц.

Внутренняя энергия U – функция состояния закрытой термодинамической системы, определяемая тем, что ее приращение в любом процессе, происходящем в этой системе, равно сумме теплоты, сообщенной системе, и работы, совершенной над ней (см. первый закон термодинамики):

U Q A.

В.э. является характеристической функцией, если энтропия и объем являются независимыми переменными. Внутренняя энергия, как и любая другая энергия, имеет

размерность L2MT 2 и выражается в джоулях.

ВТОРОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ, второй закон термодинамики. Один из двух фундаментальных законов термодинамики. В. н. т. устанавливает необратимость всех реальных макроскопических процессов. Процессы, сопровождающиеся теплопроводностью, неравновесным тепловым излучением, трением, диффузией, выделением джоулевой теплоты и др., необратимы, т. е. могут самопроизвольно протекать только в одном направлении. Существует несколько равноправных формулировок В. н. т.

Формулировка Р. Клаузиуса: невозможен процесс, при котором теплота самопроизвольно переходила бы от холодных тел к горячим (т. е., единственным результатом которого является передача энергии в форме теплоты от менее нагретого тела к более нагретому).

Формулировка В. Оствальда: невозможно создание вечного двигателя второго рода, совершающего работу за счѐт внутренней энергии теплового резервуара и при этом не изменяющего термодинамического состояния окружающих тел.

Формулировка Планка и Томсона: невозможен периодический процесс, единственным результатом которого является совершение работы, эквивалентной количеству теплоты, полученному от нагревателя.

В современной термодинамике В.н.т. формулируется как закон возрастания энтропии S: в адиабатной системе энтропия в любом реальном процессе либо возрастает, либо

остаѐтся неизменной (dS ≥ 0).

Следовательно, В.н.т. указывает направление реальных природных процессов. В состоянии равновесия энтропия замкнутой системы достигает максимума, и никакие макроскопические процессы в ней невозможны. Согласно В.н.т., в необратимых процессах

всегда выполняется неравенство Q TdS , и объединѐнное уравнение термодинамики

приобретает вид неравенства

193

TdS dU A.

В отличие от первого начала термодинамики, В.н.т. является не абсолютным, а лишь статистическим законом. В.н.т. выражает стремление системы, состоящей из большого количества хаотически движущихся частиц, к самопроизвольному переходу из состояний менее вероятных в состояния более вероятные. Статистическая физика допускает случайные малые отклонения (флуктуации) системы от равновесного состояния. Флуктуации в принципе способны временно незначительно нарушать В.н.т., однако в макрофизических системах, содержащих обычно огромное число микрочастиц, они не наблюдаются ввиду чрезвычайной малости.

ВЯЗКОСТЬ, внутреннее трение. Одно из явлений переноса, свойство текучих тел

(жидкостей и газов) оказывать сопротивление перемещению одной их части относительно другой. Механизм внутреннего трения в жидкостях и газах заключается в том, что хаотически движущиеся молекулы переносят импульс из одного слоя в другой, что приводит к выравниванию скоростей – это описывается введением силы внутреннего трения. Вязкость твѐрдых тел обладает рядом специфических особенностей и рассматривается обычно отдельно. Величину ν, равную отношению вязкости η вещества к его плотности ρ, наз. кинематич. вязкостью, обратную вязкость величину – текучестью.

В СИ значения вязкости η выражают в Па·с. Для газов η составляет обычно от 1 до 100 мкПа·с, для воды при 20 °С 1 мПа·с, для большинства низкомол. жидкостей до 10 Па·с. Расплавленные металлы по порядку величины η близки к обычным жидкостям. С повышением т-ры вязкость газов увеличивается, поскольку она обусловлена интенсивностью теплового движения.

ГАЗ. Одно из агрегатных состояний вещества, в котором его частицы слабо связаны между собой силами молекулярного притяжения и движутся хаотически, заполняя весь возможный объем, поэтому газы легко сжимаемы, летучи. Для описания свойств газа используются модели с различной степенью приближения к реальности. Так при малых плотностях Г. практически можно считать идеальным газом.

ГАЗОВАЯ ПОСТОЯННАЯ УНИВЕРСАЛЬНАЯ (R). Одна из основных физических постоянных, входящая в уравнение состояния идеального газа. R = (8,31441 ± 0,00026) Дж/(моль·К). Физический смысл: работа расширения одного моля идеального газа в изобарном процессе при увеличении температуры на 1 К.

ГЕЙ-ЛЮССАКА ЗАКОН. Один из законов идеального газа: для данной массы данного газа при постоянном давлении отношение объема к абсолютной температуре есть величина постоянная: VT const (или: давление прямо пропорционально абсолютной

температуре: P P0 T , где α – температурный коэффициент давления). Описывает

изобарный процесс.

ДАЛЬНИЙ ПОРЯДОК И БЛИЖНИЙ ПОРЯДОК. Упорядоченность во взаимном расположении атомов или молекул в твѐрдых телах и жидкостях. Упорядоченность на расстояниях, сравнимых с межатомными, называется ближним порядком, а упорядоченность, повторяющаяся на неограниченно больших расстояниях,– дальним порядком. В идеальном газе расположение атома в какой-либо точке пространства не зависит от расположения других атомов. Таким образом, в идеальном газе отсутствует Д.п.

иб.п., но уже в жидкостях и аморфных телах существует ближний порядок – некоторая закономерность в расположении соседних атомов. На больших расстояниях порядок «размывается» и постепенно переходит в «беспорядок», т. е. дальнего порядка в жидкостях

иаморфных телах нет (см. аморфное состояние). В кристаллах атомы расположены правильными рядами, сетками (пространственными решѐтками) и правильное чередование атомов на одних и тех же расстояниях друг относительно друга повторяется для сколь угодно отдалѐнных атомов, т. е. существует Д.п. и б.п. Основные признаки дальнего порядка – симметрия и закономерность в расположении частиц, повторяющаяся на любом

194

расстоянии от данного атома. Наличие Д.п. и б.п. обусловлено взаимодействием между частицами. Полностью упорядоченное состояние возможно только при абсолютном нуле, т. к. тепловое движение нарушает порядок.

ДАЛЬТОНА ЗАКОН. Один из основных законов идеального газа: давление смеси химически не взаимодействующих газов равно сумме парциальных давлений этих газов:

ДИССИПАЦИЯ ЭНЕРГИИ. Необратимое преобразование механической (например, кинетической) энергии в теплоту, обусловленную работой неконсервативных сил (сил трения, сопротивления и т. п.).

ДИССОЦИАЦИЯ. Процесс распада молекул на более простые части – атомы, группы атомов или ионы. Может происходить при повышении температуры (термическая Д.), в растворе электролитов (электролитическая Д.) и под действием света (фотохимическая Д.).

ДИФФУЗИЯ. Взаимное проникновение соприкасающихся веществ друг в друга вследствие теплового движения частиц вещества. Перенос частиц разной природы, обусловленный хаотич. тепловым движением молекул (атомов) в одноили многокомпонентных газовых либо конденсированных средах. Д. происходит в направлении падения концентрации вещества и ведѐт к равномерному распределению вещества по всему занимаемому им объѐму. Такой перенос осуществляется при наличии градиента концентрации частиц или при его отсутствии; в последнем случае процесс называется самодиффузией.

Главной характеристикой диффузии служит плотность диффузионного потока J – кол-во в-ва, переносимого в единицу времени через единицу площади пов-сти, перпендикулярной направлению переноса. Если в среде, где отсутствуют градиенты т-ры, давления, электрич. потенциала и др., имеется градиент концентрации n(х, t) или градиент плотности ρ(х, t), характеризующий ее изменение на единицу длины в направлении х (одномерный случай) в момент времени t, то в изотропной покоящейся среде

где D – коэффициент диффузии (м2/с); знак "минус" указывает на направление потока от больших концентраций к меньшим.

ЖИДКОСТЬ. Одно из агрегатных состояний вещества, промежуточное между твердым и газообразным состоянием. Ж., как и твердое тело, обладает малой сжимаемостью, большой плотностью и в то же время, подобно газу, характеризуется изменчивостью формы (легко течет). Молекулы Ж., как и частицы твердого тела, совершают тепловые колебания, однако их положение равновесия время от времени меняется, что и обеспечивает текучесть жидкости.

ЗАКОН ВАНТ-ГОФФА. Закон, устанавливающий величину осмотического давления в разбавленных растворах. Согласно 3.В.-Г., осмотическое давление Pосм вещества растворѐнного в слабом растворе, совпадает с давлением, которое имел бы идеальный газ этого вещества, заключѐнный в объѐме раствора V,

Pîñì V RT ,

где ν – число молей растворѐнного вещества; Т – термодинамическая температура раствора; R – универсальная газовая постоянная.

3.В.-Г. был установлен в 1887 г. голландским химиком Я. X. Вант-Гоффом на основе опытов, проведѐнных немецким ботаником В. Пфеффером в 1877 г., и объясняет многие стороны явления осмоса. Полупроницаемые мембраны (перегородки), способные свободно пропускать через свои поры молекулы растворителя, позволяют выявлять осмотическое давление и использовать его в технических целях. Особенно большую роль осмотическое давление играет в животном и растительном мире, т. к. все биоклетки являются

195

прекрасными полупроницаемыми мембранами и регулируют многие жизненно важные процессы. См. осмос, уравнение состояния идеального газа.

ЗАКОН ВЯЗКОСТИ. Закон вязкого течения жидкостей и газов был впервые экспериментально установлен в 1687 г. И. Ньютоном. Является разновидностью законов

где gradu – градиент скорости u относительного перемещения слоев жидкости (газа); f – удельная поверхностная сила трения; η – коэффициент динамической вязкости жидкости (газа). В одномерном случае з.в. Ньютона

где S – площадь соприкасающихся слоев. См. вязкость.

ЗАКОН ДЮЛОНГА-ПТИ. Эмпирическое правило, согласно которому изохорная молярная теплоѐмкость всех твѐрдых тел в области умеренных температур является постоянной

величиной: СμV = 3R 25 Дж/моль·К), где R – универсальная газовая постоянная. Экспериментально закон был открыт в 1819 г. французскими учѐными П. Дюлонгом и А. Пти. Позднее 3.Д.-П. нашѐл объяснение в рамках молекулярно-кинетической теории, в соответствии с основными положениями которой каждый узел кристаллической решѐтки тела имеет три степени свободы колебательного движения, причѐм на каждую колебательную степень свободы в среднем приходится энергия, равная kT, где k – постоянная Больцмана; Т – термодинамическая температура. Поэтому молярная изохорная

теплоѐмкость Cv кристалла должна быть СμV = 3R. 3.Д.-П. является приближѐнным. Более полное представление о теплоѐмкости твѐрдых тел даѐт квантовая теория Дебая, объясняющая закономерности изменения теплоѐмкости в широкой области температур.

ИДЕАЛЬНЫЙ ГАЗ. Модель газа, в которой силами взаимодействия между частицами и размерами этих частиц можно пренебречь. Т.е. частицы принимаются за материальные точки, а все взаимодействие сводится к их абсолютно упругим ударам. Разреженные газы при температурах, далеких от температуры конденсации, близки по своим свойствам к И.г. Уравнением состояния служит Клапейрона-Менделеева уравнение.

ИЗОБАРА. Линия постоянного давления, изображающая на термодинамической диаграмме состояния равновесный изобарный процесс.

ИЗОБАРНЫЙ ПРОЦЕСС. Мысленная модель термодинамического процесса, протекающего при постоянном давлении. Для идеальных газов описывается законом Гей-

Люссака.

ИЗОПРОЦЕССЫ. Физические процессы, протекающие при постоянстве какого-либо из описывающих состояние системы параметров (см. изобарный, изотермический, изохорный процесс).

ИЗОТЕРМА. Линия постоянной температуры, изображающая на термодинамической диаграмме состояния равновесный изотермический процесс.

ИЗОТЕРМИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС. Модель термодинамического процесса, протекающего при постоянной температуре. Например, кипение химически однородной жидкости, плавление химически однородного кристалла при постоянном внешнем давлении. Для идеальных газов описывается Бойля-Мариотта законом.

ИЗОТРОПИЯ, ИЗОТРОПНОСТЬ. Одинаковость физических свойств во всех направлениях. Связано с отсутствием упорядоченного внутреннего строения сред и присуща газам, жидкостям (кроме жидких кристаллов) и аморфным телам.

ИЗОХОРА. Линия постоянного объема, изображающая на термодинамической диаграмме состояния равновесный изохорный процесс.

196

ИЗОХОРНЫЙ ПРОЦЕСС. Модель термодинамического процесса, происходящего при постоянном объеме системы. Для идеальных газов описывается законом Шарля.

ИСПАРЕНИЕ. Процесс парообразования со свободной поверхности жидкости при температуре ниже температуры кипения, а также с поверхности твердых тел. И. с поверхности твердых тел называют возгонкой. См. кипение.

КАРНО ЦИКЛ. Мысленная модель обратимого кругового процесса, состоящего из двух изотермических и двух адиабатных процессов. При изотермическом расширении (температура нагревателя T1) рабочему телу (идеальному газу) сообщается количество теплоты Q1, а при изотермическом сжатии (температура холодильника T2) – отводится количество теплоты Q2. Кпд К.ц. не зависит от природы рабочего тела и равен:

КИПЕНИЕ. Процесс интенсивного парообразования не только со свободной поверхности жидкости, но и по всему ее объему внутрь образующихся при этом пузырьков пара. Температура К. зависит от природы жидкости и внешнего давления и находится между

тройной точкой и критической температурой (см. критическое состояние).

КЛАПЕЙРОНА-МЕНДЕЛЕЕВА УРАВНЕНИЕ. Уравнение состояния идеального газа:

PV Mm R T ,

где P – давление, V – объем, T – абсолютная температура, m – масса, M – молярная масса газа, R – универсальная газовая постоянная. Из К.-М. у. вытекают законы Авогадро, Бойля-

Мариотта, Шарля и Гей-Люссака.

КОЛИЧЕСТВО ВЕЩЕСТВА, количество молей. Физ. вел., равная отношению числа структурных элементов (напр., атомов, молекул и т.д.) к Авогадро числу. Единица в СИ – моль (моль).

КОЛИЧЕСТВО ТЕПЛОТЫ. Физ. вел., равная части внутренней энергии, переданной в процессе теплообмена от одного макроскопического тела к другому без совершения работы. Единица в СИ – джоуль (Дж).

КОНДЕНСАЦИЯ. Процесс перехода вещества из газообразного состояния в жидкое или кристаллическое. Сопровождается выделением теплоты. Процесс, обратный парообразованию (испарению, кипению). Играет важную роль в природе (образование облаков, тумана, росы, инея).

КОЭФФИЦИЕНТ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ, теплопроводность χ. Физ. вел.,

характеризующая интенсивность процесса теплопроводности в веществе и численно равная плотности теплового потока вследствие теплопроводности при градиенте температуры,

КОЭФФИЦИЕНТ ТЕПЛОПЕРЕДАЧИ k . Физ. вел., характеризующая интенсивность теплопередачи и равная отношению плотности теплового потока на стенке (поверхности раздела) к температурному напору между теплоносителями. Единица коэффициента

теплопередачи: kq T 1Âò ì 2Ê .

КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ. Процесс образования кристаллов из паров, растворов, расплавов в специальных установках или при химических реакциях. Играет важную роль в природе (напр., образование минералов) и технике (выплавка металлов, получение полупроводниковых, оптических и др. материалов, нанесение тонкопленочных покрытий и т.д.) В курсе физики часто используется как синоним отвердевания, т.е. процесс, обратный

плавлению.

197

КРИСТАЛЛИЧЕСКАЯ РЕШЕТКА. Модель, дающая возможность представить расположение атомов, ионов и молекул, характеризующееся периодической повторяемостью в пространстве и присущее твердым телам (кристаллам). Период К.р. составляет 0,1 – 0,5 нм для простых соединений, 1 – 2 нм для сложных неорганических и органических соединений, 10 нм для белков и вирусов.

КРИСТАЛЛЫ. Твердые тела с упорядоченным взаимным расположением образующих их частиц – атомов, ионов, молекул. См. монокристаллы.

КРУГОВОЙ ПРОЦЕСС, цикл. Модель термодинамического процесса, в результате которого рабочее тело возвращается в первоначальное состояние.

МАКРОСИСТЕМА, макрофизическая система, макроскопическая система. Система,

состоящая из очень большого числа микрочастиц (молекул, атомов, ионов), поведение которых в совокупности достаточно строго подчиняется статистическим законам. В качестве М. может выступать любой макрообъект, выбранный для исследования.

МАКРОСОСТОЯНИЕ. Состояние макроскопической системы, которое определяется макроскопическими (термодинамическими) значениями параметров состояния: массой, объемом, давлением, температурой энтропией, концентрацией компонентов и др. для описания М. не требуется знать характеристики каждой частицы системы. Любое М. обычно образуется совокупностью огромного числа микросостояний с одинаковыми средними значениями всех определяющих (значимых) термодинамических параметров состояния. Число микросостояний, из которых образуется одно М., определяет термодинамическую вероятность данного М. Чем ближе М. к равновесному, тем выше его вероятность.

МИКРОСОСТОЯНИЕ. Состояние макроскопической (термодинамической) системы, которое описывается конкретными значениями параметров состояния (координаты, импульса, энергии каждой частицы системы (молекулы, атома, иона). Макроскопическая система состоит из большого числа частиц, параметры состояния которых быстро изменяются, и поэтому М. в принципе не поддается непосредственной регистрации. Совокупность М., у которых средние значения параметров одинаковы, образуют макросостояние. Имеется возможность лишь оценивать, из какого числа М. образуется то или иное макросостояние системы. См.

макросостояние.

МИКРОЧАСТИЦА. Сокращѐнное название мельчайших дискретных частиц материи: молекул, атомов, электронов, нуклонов, фотонов и т. д. Если механическое движение М. не ограничено в пространстве силовыми полями, то она проявляет свойства классической частицы. Если же механическое движение М. ограничено размерами атома или кристалла, то проявляет свойства

квантовой частицы. См. макрочастица.

МОЛЕКУЛА. Наименьшая устойчивая частица вещества, обладающая всеми химическими свойствами и состоящая из одинаковых (простое вещество) или разных (сложное вещество) атомов, объединенных химическими связями.

МОЛЕКУЛЯРНАЯ МАССА. Масса молекулы, выраженная в атомных единицах массы. См.

молярная масса.

МОЛЯРНАЯ МАССА. Масса одного моля вещества; скалярная величина, равная отношению массы тела к количеству вещества (числу молей), которое в нем содержится. В СИ м.м. равна молекулярной массе вещества, умноженной на 10–3, единица измерения – кг/моль.

МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА. Раздел физики, в котором изучаются макрофизические свойства тел в различных агрегатных состояниях на основе рассмотрения их микроскопического (молекулярного) строения. Задачи М.ф. решаются методами физической статистики, термодинамики и кинетики. Все они связаны с изучением движения и взаимодействия микрочастиц, составляющих физические тела. Круг вопросов, охватываемых М.ф., очень широк. В ней рассматриваются самые разные задачи: строение веществ и его изменение под влиянием внешних факторов (давление, температура, электромагнитное поле и др.), явления переноса внутри вещества (диффузия, внутреннее трение, теплопроводность),

199

МОЛЯРНАЯ ИЗОХОРНАЯ ТЕПЛОЁКОСТЬ. Молярная теплоѐмкость постоянном объѐме, т. е. в изохорном процессе. М.и.т. идеального газа

где i – сумма поступательных, вращательных и удвоенного числа колебательных степеней свободы молекулы газа; R – универсальная газовая постоянная. Единицей М.и.т. в СИ является джоуль на моль-кельвин (Дж/(моль·К)).

МОЛЯРНАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ, молярность. Величина равная отношению числа молей

компонента к объѐму всей системы. Единицей М.к. в СИ является моль на кубический метр (моль/м3).

МОЛЯРНАЯ МАССА, мольная масса. Физ. вел., равная массе одного моля вещества. М.м. связана с числом Авогадро NA и массой т0 одного структурного элемента (молекулы, атома, иона) соотношением: M = m0NA. Число молей ν вещества, масса которого m, составляет: mM . Единицей М. м. в СИ является килограмм на моль (кг/моль). Ср. молекулярная

масса.

МОЛЯРНАЯ ПЛОТНОСТЬ. Физ. вел. ρM , равная отношению числа молей вещества к объѐму V, который занимает это вещество, т. е. равная числу молей вещества, находящегося в единичном объѐме вещества,

M V ,

где ν – число молей вещества, mM (т – масса; M – молярная масса). М.п. – величина, обратная молярному объѐму вещества: M 1 VM . Единицей М.п. в СИ является моль на кубический метр (моль/м3).

МОЛЯРНАЯ ТЕПЛОЁМКОСТЬ, мольная теплоѐмкость. Физ. вел., равная теплоѐмкости

одного моля вещества. М.т. зависит от характера термодинамических процессов, в которых участвует вещество. Особое место среди них занимают изохорный процесс и изобарный

колебательных степеней свободы молекулы газа; R – универсальная газовая постоянная. Единицей М. т. в СИ является джоуль на моль-кельвин (Дж/(моль·К)).

МОЛЯРНЫЙ ОБЪЁМ, мольный объѐм. Физ. вел., равная объѐму VM одного моля вещества,

= 273,15 К, P = 101,325 кПа) М. о. всех идеальных газов одинаковы: VM = 22,4·10–3 м3/моль. Единицей М. о. в СИ является кубический метр на моль (м3/моль). См. удельный объѐм.

МОНОКРИСТАЛЛЫ. Кристаллы, имеющие по всему объему единую кристаллическую решетку. Образуются в природных условиях или искусственно выращиваются из расплавов, растворов, парообразной или твердой фазы.

НАСЫЩЕННЫЙ ПАР. Пар, находящийся в динамическом равновесии с жидкой или твердой фазой. Под динамическим равновесием понимают такое состояние, при котором среднее число молекул, покидающих жидкость (твердое тело), равно среднему числу молекул пара, возвращающихся в жидкость (твердое тело) за то же время.

НЕОБРАТИМЫЙ ПРОЦЕСС. Термодинамический процесс, после которого система и взаимодействующие с ней системы (окружающая среда) не могут возвратиться в начальное

200

состояние без возникновения остаточных изменений в системе или окружающей среде. Н.п. может самопроизвольно протекать только в одном направлении. Все реальные процессы являются Н.п. и в замкнутых системах сопровождаются возрастанием энтропии.

См. обратимый процесс, второй закон термодинамики.

НЕРАВНОВЕСНЫЙ ПРОЦЕСС. Термодинамический процесс, представляющий собой последовательность состояний, среди которых не все являются равновесными состояниями.

НЕСТАЦИОНАРНОЕ СОСТОЯНИЕ. Состояние термодинамической системы, при котором значения параметров изменяются во времени.

НОРМАЛЬНЫЕ УСЛОВИЯ. Стандартные физические условия, определяемые давлением P= 101325 Па (760 мм рт.ст.) и абсолютной температурой T = 273,15 К.

НУЛЕВОЕ НАЧАЛО ТЕРМОДИНАМИКИ. Фундаментальный закон термодинамики, согласно которому в любой полностью изолированной от среды макроскопической системе вследствие теплового движения входящих в неѐ микрочастиц (молекул, атомов, ионов) с течением времени неизбежно устанавливается равновесное состояние. Длительность установления равновесного состояния характеризуется временем релаксации

ОБРАТИМЫЙ ПРОЦЕСС. Модель термодинамического процесса, для которого возможен обратный процесс, последовательно повторяющий все промежуточные состояния рассматриваемого процесса. После О.п. система и взаимодействующие с ней системы (окружающая среда) могут возвратиться в начальное состояние без того, чтобы в системе и окружающей среде возникали какие-либо остаточные изменения. Обратимым является лишь равновесный процесс. Пример – Карно цикл.

ОСНОВНОЕ УРАВНЕНИЕ МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ ГАЗА.

Уравнение, связывающее давление идеального газа с кинетической энергией поступательного движения молекул

молекулы; vкв – средняя квадратическая скорость молекул.

ОСМОС, явление осмоса. Процесс переноса растворителя из менее концентрированного раствора в более концентрированный раствор через полупроницаемую мембрану. В основе О. лежит явление сольватации растворѐнного вещества. Перенос молекул растворителя обусловлен осмотическим давлением. Выравнивание концентраций раствора по обе стороны от мембраны возможно лишь при односторонней диффузии растворителя, молекулу которого способны проникать через мембрану, тогда как молекулы растворенного вещества она задерживает. О. играет очень важную роль в биологических процессах (как у растений, так и у животных). В настоящее время О.широко используют в разнообразных технологических процессах. См. закон Вант-Гоффа.

ПАР. Вещество в газообразном состоянии в условиях, когда путем изотермического сжатия можно добиться равновесия с тем же веществом в жидком или твердом состоянии, т.е. при температурах и давлениях ниже критических. При низких давлениях и высоких температурах свойства пара приближаются к свойствам идеального газа.

ПАРООБРАЗОВАНИЕ. Процесс перехода вещества из жидкого или твердого состояния в газообразное. В замкнутом объеме идет до тех пор, пока не образуется насыщенный пар. Различают два вида П.: испарение и кипение.

ПАРЦИАЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ. Давление газа, входящего в состав газовой смеси, которое он оказывал бы, занимая один весь объем смеси и находясь при температуре смеси.