38Распределение частиц по скоростям. Распределение Масквела

В газе молекулы при соударении обмениваются скоростями случайным образом, в результате огромного числа соударений устанавливается стационарное состояние, когда число молекул в заданном интервале скоростей сохраняются постоянными (с точностью до флуктуации). Квадратичная скорость молекул массой остается постоянной и равной: .

Если разбить диапазон скоростей молекул на малые интервалы, равные , то на каждый интервал скорости будет приходиться некоторое число молекул , имеющих скорость заключенных в этом интервале. Функция определяет относительное число молекул , скорости которых лежат в интервале от до , т. е. .

Применяя методы теории вероятностей, Максвелл нашел функцию − закон распределения молекул идеального газа по скоростям:. Средняя скорость молекулы определяется по формуле:

.Скорости, характеризующие состояние газа:

верояная; 2. средняя ;

3. средняя квадратичная .

39.Распределение Больцмана. Барометрическая формула Распределение Больцмана: молекулы любого газа находятся в потенциальном поле тяготения Земли. Тяготение и тепловое движение молекул приводят к некоторому стационарному состоянию газа, при котором давление газа с высотой убывает. Больцман обобщил распределение Максвелла на случай поведения частиц в произвольном силовом поле. − распределение Больцмана во внешнем потенциальном поле.

40Газовые законы и их изображение в 3 коар

Начнем с рассмотрения изохорного процесса (V= const). На рисунке показаны процессы изохорного нагревания (прямая /—2) и ох­лаждения (прямая /—3). Практически изохорный процесс осуществляется при изме­нении температуры газа, находящегося в толстостенном сосуде V = const. В изохорном процессе газ не со­вершает работы: А =р dV = 0. По первому началу термодинамики вся теплота, сообщаемая газу в изохорном процессе, идет на изменение его внутренней энер­гии: , т. е. ,

, Изобарный процесс (p = const). Практически он осуществляется, например, при нагревании или охлаждении газа, находящегося в цилиндре с подвижным поршнем, на который действу­ет постоянное внешнее давление. , Изотермический процесс (кипение, конденсация, плавление и кристаллизация химически чистых ве­ществ, происходящие при) изменения V газа может происходить в усло­виях, когда теплообмен между газом и внешней средой осуществляется при . Адиабатный процесс происходит при Q = 0. Это может быть обеспечено хорошей теплоизоля­цией газа. Примеры адиабатных про­цессов – сжатия воздуха в цилиндре воз­душного огнива, в цилиндре двигателя внутреннего сгорания. В соответствии с первым зако­ном термодинамики, при адиа­батном сжатии изменение внут­ренней энергии газа равно работе внешних сил А.

41Теплоемкость идеального газа. Адиабат процесс. Ур-ие Майера теплоемкость-величина =количеству тепла , которое нужно сообщить телу чтобы повысить его темпер на один кельвин Дж/К Адиабатный процесс происходит при Q = 0. Это может быть обеспечено хорошей теплоизоля­цией газа. Примеры адиабатных про­цессов – сжатия воздуха в цилиндре воз­душного огнива, в цилиндре двигателя внутреннего сгорания. В соответствии с первым зако­ном термодинамики, при адиа­батном сжатии изменение внут­ренней энергии газа равно работе внешних сил А.

[ Cp=((i+2)/2)*R],Cv=(i/2)*R, Cp>Cv, Cp-Cv=R

42Первое начало термодинамики и его применение к изорпроцессам1 зак.: невозможен вечный двигатель первого рода, т.е. такой периодически действующий двигатель, который совершал бы работу в большем количестве, чем получаемая им извне энергия.

Начнем с рассмотрения изохорного процесса (V= const). На рисунке показаны процессы изохорного нагревания (прямая /—2) и ох­лаждения (прямая /—3). Практически изохорный процесс осуществляется при изме­нении температуры газа, находящегося в толстостенном сосуде V = const. В изохорном процессе газ не со­вершает работы: А =р dV = 0. По первому началу термодинамики вся теплота, сообщаемая газу в изохорном процессе, идет на изменение его внутренней энер­гии:

, т. е. ,

, Изобарный процесс (p = const). Практически он осуществляется, например, при нагревании или охлаждении газа, находящегося в цилиндре с подвижным поршнем, на который действу­ет постоянное внешнее давление. , Изотермический процесс (кипение, конденсация, плавление и кристаллизация химически чистых ве­ществ, происходящие при) изменения V газа может происходить в усло­виях, когда теплообмен между газом и внешней средой осуществляется при . Адиабатный процесс происходит при Q = 0. Это может быть обеспечено хорошей теплоизоля­цией газа. Примеры адиабатных про­цессов – сжатия воздуха в цилиндре воз­душного огнива, в цилиндре двигателя внутреннего сгорания. В соответствии с первым зако­ном термодинамики, при адиа­батном сжатии изменение внут­ренней энергии газа равно работе внешних сил А.

43.Обратимые и необратимые процессы обратимые-если в результате какго-нибудь процесса система переходит из одного состояния в другие и существует возможность ее возврата в исходное состаяние таким образом, что во всех материальных объектах, окруж эту систему не происходит никаких изменений Необратимые-если после его завершения систему нельзя вернуть в исходное состояние так чтобыс мат объектами окружающими ее не произошло никаких изменений. Все процессы теплообмена между телами термодин системы , температура которыхнеодинакова, явл необратимыми.

44Энтропия .Второе начало термодинамики Пусть — элементарное количество теплоты, сообщаемое нагревателем системе при малом изменении ее состояния, а Т – температура нагревателя. Если процесс об­ратимый, то температура системы тоже рав­на Т. Можно показать, что в отличие от отношение в обратимом процессе – полный дифференциал функции состояния системы, называемой энтропией S системы:. Таким образом, в обратимом процессе температура Т является интегрирующим делителем, который обращает элементар­ную теплоту в полный дифференци­ал dS. Если процесс круговой, то для и.г. справедливо тождество:. При на­гревании тела и его энтропия возра­стает (dS > 0), при охлаждении и энтропия тела убывает (dS < 0). В обратимом адиабатном процессе = Т dS = 0, так что dS = 0 и . Та­ким образом, обратимый адиабатный про­цесс представляет собой изоэнтропийный процесс. 2зак.:Неосуществим термодинами­ческий процесс, в результате ко­торого происходила бы передача тепла от одного тела к другому, более горячему, без каких-либо других изменений в природе.

Невозможно построить перио­дически действующую машину, которая непрерывно превращала бы теплоту в работу только за счет охлаждения одного тела, без того чтобы в окружающих телах не произошло одновременно ка­ких-либо изменений.

45Круговые цыклы .КПД Круговые процессы (циклы) – такая совокупность термодинамиче­ских процессов, в результате которых систе­ма возвращается в исходное состояние.

Круговые про­цессы лежат в основе всех тепловых ма­шин — двигателей внутреннего сгорания, паровых турбин, холодильных машин и др.

Рассмотрим обратимый круговой про­цесс, впервые изученный С. Карно (1824) и потому называемый циклом Карно. Он состоит из четырех обратимых процес­сов: двух изотермических и двух адиабат­ныхРабо­та A, совершаемая за прямой цикл, всегда меньше количества теплоты Qподв, подво­димого к рабочему телу всеми нагрева­телями (справедливо для всех прямых круговых процессов). Термический коэффициент полезного действия цикла: ^.

Максимальный КПД тепловой машины. Независимо от конструкции и выбора ра­бочего тела max зна­чение КПД тепловой машины определяется выражением: .

Любая реальная тепловая ма­шина может иметь КПД, не превышающий это max значение: . существует два пути — повыше­ние температуры Т₁ нагревателя и понижение температуры Т₂ хо­лодильника.

47.Диффузия.Коэфф диффузии.Дифф в газахДиффузия-явление проникновения молекул одного вещества в межмрлекулярные промежутки другого. Д-коэф диффузии самый главный параметр

D=1/3(v) в газах-перенос малекул т.е. выравнивание канц молекул разного сорта взаимное проникновение молекул 1-го сорта в среду2

48.Теплопроводность. Коэф. теплопров.теплопров-непосредственный обме энергией между хаотически движущимися частицами взаимодейств. тел или частей одного и того же тела.

49 Вязкость. вязкость газов вязк-внутрение трение,вязк газов зависит от хим.состава, примесей,и температуры

50.Фазы и фаз превращения фаза-термодин равновесноесостояние вещества которое отлич своими физ cвойствами от других возможных равнов фазовых состояний данного вещетва.термодин равнов означает , что данное вещество нах в таком состаянии ,что количество тепла получ и отдав равно. Под фазовым превращением понимают переходы из одного состояния в 2-ое.любой фазовый переход сопровождается поглащением или отдачей энергии,при неизменном внешнем условии т.е. состоянии равновесия при постоянной температуре