20.

молекулярная физика и термодинамика – разделы физики в которых изучаются зависимости свойств тел от их строения, взаимодействия между частицами из которых состоят тела и характера движения частиц. Статист. Исслед. – метод исследования систем из большого числа частиц оперирующих статист. закономерностей и средних значений физических величин характ. Всю систему. Термоденамический метод – метод исследования систем из большого числа частиц оперирующих величинами хар-ую систему в целом при разных превращениях энергии происходит в системе не учитывая при этом внутреннее строение изученных тел и характеристик движения отдельных частиц. Термодинамика имеет дело с ТС – совокупность микроскопических тел, которые взаимодействуют и обмениваются энергией

41. Агрега́тное состоя́ние — состояние вещества, характеризующееся определёнными качественными свойствами: способностью или неспособностью сохранять объём и форму, наличием или отсутствием дальнего и ближнего порядка и другими. Изменение агрегатного состояния может сопровождаться скачкообразным изменением свободной энергии, энтропии, плотности и других основных физических свойств. Выделяют три основных агрегатных состояния: твёрдое тело, жидкость и газ. Изменения агрегатного состояния это термодинамические процессы, называемые фазовыми переходами. Выделяют след: из твёрдого в жидкое — плавление; из жидкого в газообразное — испарение и кипение; из твёрдого в газообразное — сублимация; из газообразного в жидкое или твёрдое — конденсация; из жидкого в твёрдое — кристаллизация. Для описания различных состояний в физике используется более широкое понятие термодинамической фазы. Явления, описывающие переходы от одной фазы к другой, называют критическими явлениями.

40.

Дефекты кристаллической решетки – отклонение от упорядоченного расположения частиц в узлах решетки. Делятся на макроскопические, возникшие в процессе роста и образов. кристаллов и микроскопические, обусловленные микроскопическим отклонением от упорядоченного расположения. Особое место среди дефектов занимают – дислокации – линейные дефекты нарушенное правильное чередование атомных плоскостей. Различают кривые дислокации и винтовые дислокации.

39. кристаллы Кристалл — это твердое вещество из двуокиси кремния с упорядоченным расположением атомов. Порядок, в котором атомы расположены внутри кристалла, обуславливает его гладкие внешние поверхности, которые называют гранями, и, если грани прозрачные, через кристалл можно отчетливо видеть. В зависимости от рода частиц расположенных в узлах кристаллической решетки, кристаллы подразделяются на 4 группы: ионные, атомные, He, молекул.

Ионные в узлах кристаллической решетки располагаются поочередно иона противоположно знакам. Атомные, в узлах кристаллической решетки расположены нейтральные атомы. Удерживающие ковалентными связями.

26.

Явление переноса – необратимые процессы ТС, в которых происходит пространственный перенос энергии (теплопроводность), массы (диффузии), импульса (внутреннее трение).

Внешние свойства выражений описываются явлением переноса обусловленного общностью лежащего в основе явлений теплопроводности диффузий и внутреннего строения молекулярного механизма перемешивания молекулы в процессе их хаотичного движения

23. Молекулярно-кинетическая теория рассматривавшая строение вещества, в основном газов, с точки зрения трёх основных приближенно верных положений: все тела состоят из частиц: атомов, молекул и ионов; частицы находятся в непрерывном хаотическом движении (тепловом); частицы взаимодействуют друг с другом путём абсолютно упругих столкновений. Основными доказательствами этих положений считались: Диффузия Броуновское движение, Изменение агрегатных состояний вещества , где k является постоянной Больцмана (R , N_A), i — число степеней свободы молекул (3-5), а T - абсолютная температура.

27.

Внутренняя энергия – энергия хаотического движения микрочастиц системы и энергия взаимодействия частиц. К внутренней энергии не относится кинетическая энергия движ. системы как целое и потенциальна энергия системы во внешних помех. При переходе системы из 1 в др. изменение внутренняя энергия определяется разностью значений вн. эл. этих систем и не зависит от пути перехода. Число степеней свободы – число независимых порешенных полностью опред. Полож. Системы в пространстве.

Независимо от общего числа степеней свободы молекулы 3 степени св. всегда поступательное. На каждую из них приходится 1\2 часть кинетической энергии поступательного движения молекулы.

<E>=1/2RT – энергия приходящая на 1 степ. свободы.

Средняя энергия молекулы: <E>=i/2KT, где i=iпоступ+iвращ+2iколеб.

В ИГ молекулы между собой не взаимодействуют и их потенциальная энергия =0. По этому внутренняя энергия произведения массы газа будет равно: U=1/2*m/M*KT.

28.

Первое начало термодинамики. Это закон сохранения превращения энергии термодинамических процессов. Изменив внутреннюю энергию можно 2 способами: совершить над системой работу или сообщить системе теплоту.

Первое начало термодинамики – теплота сообщаемая системе расходуется на изменение ее внутренней энергии и на совершение его работы приплыв внешних сил. Q = ∆U + A – первое начало термодинамики. Q – количество теплоты, ∆U – изменение внутренней энергии, А – работа.

Все величины входящие в 1 начало термодинамики могут быть положительные и отрицательные. Если теплота подводится, то Q>0, если отводиться, то Q<0, если работа соверш. Внешними телами, А>0, если де над системой внешних сил совершается работа, то А<0. Другая формулировка 1 начала термодинамики связана с тем, что если система периодически возвращается в первоначальное состояние и => ∆U=0, Q=T, т.е вечный двигатель 1 рода невозможен, работа совершаемая газом при изменении его объема от V1 до V2 равна: A=p∆U=p(V2-V1)

24.

Броуновское движение.

Любые частицы малых размеров взвешанные в газе или жидкости совершенно сложные загзагообразные движения.

Опыт Штерна.

2 цилиндра синхронно вращаются в вакууме. Атомы серебра исход из проволоки расположенной вдоль оси внутри цилиндра проходит через щель и оседают на внутренней стенки наружного цилиндра. Исследуя толщину осадочного слоя можно оценить распределение молекул по скорости, кот. соотв. Масловскому распределению.

Опыт Ламмерта

М/у источникам молекул пучка синхронно вращаются 2 диска. Из числа молекул проходит через 1 щель пройдет через 2 щель.

22. Изобарный процесс— процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянном далении P=const .При постоянном давлении и неизменных значениях массы газа и его молярной массы, отношение объёма газа к его абсолютной температуре остаётся постоянным: V/T = const. Изохорный процесс — процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянном объёме V = const. Для идеальных газов изохорический процесс описывается законом Шарля: для данной массы газа при постоянном объёме, давление прямо пропорционально температуре: p/t=const/ Изотермический процесс  — процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянной температуре T,PV=const. Изотермический процесс описывается законом Бойля — Мариотта: При постоянной температуре и неизменных значениях массы газа и его молярной массы, произведение объёма газа на его давление остаётся постоянным: PV = const.Уравнение состояния идеального газа PV=m/M*RT/Уравнение Менделеева-Клайперона. Если использовать постоянную Больцмана к=R/Na=1.38*1023 Дж/К, то уравнение состояния ИГ будет p=nKT, где n=R/V.Уравнение состояния ИГ – уравнение, которое связывает давление Р,V,T термодинамическая система находится в состоянии термодинамического равновесия. Уравнение состояния ИГ 1 моля имеет вид PV=RT, где R – универсальная газовая постоянная R=8,31 Дж/моль*К

33.

Приведенное количество теплоты – отношение теплоты ∆Q к t системы при бесконечно малых изменений состояний системы.

∆Q/Т приведенное количество теплоты. В любом обратном круговом процессе S*Q/T=0 Энтропия – функция состояния систем дифференцала которой является ∆Q/Т. В замкнутой системе обратим процесс ∆S>0

Энтропия замкнутой системы может возрастать или оставаться постоянной. ∆S>0

При нагревании тела ∆Q>0 и энтропия возрастает ∆S>0. При охлаждении ∆Q<0 и энтропия убывает. Адиабат является изотропийным процессом.Изменение энтропии в процессе идеального газа.

1. V=const ∆S=m/M Cv Ln T2/T1

2. P=const ∆S=m/M Cp Ln V2/V1

3. T=const ∆S=m/M ln V2/V1

4. S=const ∆S=0

31. Адиабати́ческий, или адиаба́тный проце́сс (от др.-греч. ἀδιάβατος — «непроходимый») — термодинамический процесс в макроскопической системе, при котором система не обменивается тепловой энергией с окружающим пространством . Серьёзное исследование адиабатических процессов началось в XVIII веке Адиабатический процесс является частным случаем политропного процесса, так как при нём теплоёмкость газа равна нулю и, следовательно, постоянна. Адиабатические процессы обратимы только тогда, когда в каждый момент времени система остаётся равновесной (например, изменение состояния происходит достаточно медленно) и изменения энтропии не происходит. Некоторые авторы (в частности, Л. Д. Ландау) называли адиабатическими только квазистатические адиабатические процессы.Адиабатический процесс для идеального газа описывается уравнением Пуассона. Линия, изображающая адиабатный процесс на термодинамической диаграмме, называется адиабатой. Адиабатическими можно считать процессы в целом ряде явлений природы. Так же такие процессы получили ряд применений в технике... Адиабатное расширение газа (dV>0) сопровождается положительной внешней работой, но при этом внутренняя энергия уменьшается и газ охлаждается (dT<0).Политропный процесс, политропический процесс — термодинамический процесс, во время которого удельная теплоёмкость газа остаётся неизменной.

21.Идеальный газ. Закон Авогадро. Закон Дальтона.

Идеальный газ — математическая модель газа, в которой предполагается, что потенциальной энергией взаимодействия молекул можно пренебречь по сравнению с их кинетической энергией. Между молекулами не действуют силы притяжения или отталкивания, соударения частиц между собой и со стенками сосуда абсолютно упруги, а время взаимодействия между молекулами пренебрежимо мало по сравнению со средним временем между столкновениями.

Закон Авога́дро — одно из важных основных положений химии, гласящее, что «в равных объёмах различных газов, взятых при одинаковых температуре и давлении, содержится одно и то же число молекул». Было сформулировано ещё в 1811 году Амедео Авогадро (1776—1856), профессором физики в Турине.

Законы Дальтона — два физических закона, определяющих суммарное давление и растворимость смеси газов. Сформулированы Джоном Дальтоном в начале XIX века.

32. Термодинами́ческие ци́клы — круговые процессы в термодинамике, то есть такие процессы, в которых начальные и конечные параметры, определяющие состояние рабочего тела (давление, объём, температура, энтропия), совпадают.Термодинамические циклы являются моделями процессов, происходящих в реальных тепловых машинах для превращения тепла в механическую работу.Компонентами любой тепловой машины являются рабочее тело, нагреватель и холодильник (с помощью которых меняется состояние рабочего тела). Термодинамический процесс называется обратимым, если он может осуществляться как в прямом, так и в обратном направлении, причем если такой процесс осуществляется сначала в прямом, а затем в обратном направлении и система возвращается в первоначальное состояние, то в окружающей среда и в этой системе не происходит никаких изменений. Всякий процесс, не удовлетворяющий этим условиям, является необратимым.

34. Второе начало термодинамики — физический принцип, накладывающий ограничение на направление процессов передачи тепла между телами.Второе начало термодинамики гласит, что невозможен самопроизвольный переход тепла от тела, менее нагретого, к телу, более нагретому.Второе начало термодинамики запрещает так называемые вечные двигатели второго рода, показывая что коэффициент полезного действия не может равняться единице, поскольку для кругового процесса температура холодильника не может равняться абсолютному нулю.Второе начало термодинамики является постулатом, не доказываемым в рамках термодинамики. Оно было создано на основе обобщения опытных фактов и получило многочисленные экспериментальные подтверждения.

Третье начало термодинамики (теорема Нернста) — физический принцип, определяющий поведение энтропии при приближении температуры к абсолютному нулю. Является одним из постулатов термодинамики, принимаемым на основе обобщения значительного количества экспериментальных данных. Энтропи́я (от др.-греч. ἐντροπία - поворот, превращение) — в естественных науках мера беспорядка системы, состоящей из многих элементов. В частности, в статистической физике — мера вероятности осуществления какого-либо макроскопического состояния; в теории информации — мера неопределённости какого-либо опыта (испытания), который может иметь разные исходы, а значит, и количество информации; в исторической науке, для экспликации феномена альтернативности истории (инвариантности и вариативности исторического процесса).

25.Функция распределение Максвелла по скоростям молекул. Скорости молекул газа имеют различные значения и направления, причем из-за огромного числа соударений, которые ежесекундно испытывает молекула, скорость ее постоянно изменяеться. Поэтому нельзя определить число молекул, которые обладают точно заданной скоростью v в данный момент времени, но можно подсчитать число молекул, скорости которых имеют значение, лежащие между некоторыми скоростями v₁ и v₂ . На основании теории вероятности Максвелл установил закономерность, по которой можно определить число молекул газа, скорости которых при данной температуре заключены в некотором интервале скоростей. Согласно распределению Максвелла, вероятное число молекул в единице объема; компоненты скоростей которых лежат в интервале от   до   , от   до   и от   до   , определяются функцией распределения Максвелла

БАРОМЕТРИЧЕСКАЯ ФОРМУЛА - определяет зависимость от высоты h плотности n или давления pидеального изотермического газа, находящегося в гидростатическом равновесии в однородном поле силы тяжести.     БОЛЬЦМАНА РАСПРЕДЕЛЕНИЕ - распределение по энергиям частиц (атомов, молекул) идеального газа в условиях термодинамического равновесия.. Постоянная А находится из условия, что сумма ni по всем возможным значениям i равна заданному полному числу частиц N в системе (условие нормировки):  . 29 .Теплоёмкость тела (C) — физическая величина, определяющая отношение бесконечно малого количества теплоты δQ, полученного телом, к соответствующему приращению его температуры δT: Наиболее важными видами теплоемкости являются теплоемкость CV при постоянном объеме V и теплоемкость Српри постоянном давлении р: СV=(∂U/∂T)V=T(∂S/∂T)V, Ср=(∂Н/∂Т)р=Т(∂S/∂Т)р,

При низких температурах теплоемкость одноатомных кристаллов пропорциональна кубу абсолютной температуры (закон Дебая): С_V ~ Т³. При высоких температурах С_V стремится к предельному значению 3R, определяемому классической теорией и не зависящему от природы атомов (правило Дюлонга и Пти). Значение 3R может, однако, не достигаться, если ранее происходит плавление вещества или его разложение. Методами квантовой статистики доказывается равенство нулю теплоемкости любого тела при абсолютном нуле температуры (C_V: 0 при Т: 0). Если бы это было не так, энтропия системы, согласно (2), должна была бы обращаться в — , при T: 0, что противоречит третьему началу термодинамики (см. Тепловая теорема). Предельное значение С_V=3R достигается уже при обычных температурах у металлов.