|
||||||||
Определение. Учет числа молекул (п.1). Причина - удары. молекул (п.2). Удары абсолютно упругие(модель).. Подстановка. Усреднение. Давление идеального газа прямо пропорционально средней кинетической энергии поступательного движения молекул, содержащихся в ⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 2 Определение |
Учет числа молекул (п.1) |
Причина - удары молекул (п.2) |
Удары абсолютно упругие(модель). | |||||
|
|
В проекциях:
|
| |||||
Предварительный итог:
| ||||||||
f- сила удара одной молекулы | m0 - масса одной молекулы | |||||||
Учет расстояний (п.3) |
Подстановка |
Усреднение | Общий итог: | |||||
| Все направления равноправны: В среднем молекул имеет составляющую скорости, направленную к выбранной стенке: |
| ||||||
Это уравнение, выведенное впервые немецким физиком Р. Клаузиусом, называется основным уравнением молекулярно-кинетической теории идеального газа.Оно устанавливает связь между микроскопическими параметрами и макроскопическими (измеряемыми) величинами. | ||||||||
Учитывая, что - средняя кинетическая энергия молекулы газа, получим: | ||||||||
Давление идеального газа прямо пропорционально средней кинетической энергии поступательного движения молекул, содержащихся в единице объема газа. | ||||||||
Т.к. , то уравнение можно переписать в виде: | ||||||||
Температура | |
Важнейшим внутренним параметром газа является температура, чувствительность к которой заложена в живых системах, однако она субъективна («степеньнагретости тела»). | |
Основные свойства температуры Тепловое (термодинамическое) равновесие – состояние тела или системы тел, при котором его термодинамические параметры (p, V, m и др.) остаются неизменными сколь угодно долго. Температура - характеристика внутреннего состояния макроскопической системы – состояния теплового равновесия.Температура – термодинамический параметр, одинаковый во всех частях термодинамической системы, находящейся в тепловом равновесии.Температуры тел, находящихся в тепловом контакте, выравниваются. | |
Измерение температуры. 1. Тело необходимо привести в тепловой контакт с термометром. 2. Термометр должен иметь массу значительно меньше массы тела. 3. Показание термометра следует отсчитывать после наступления теплового равновесия. Термометры. 1. Жидкостный термометр (ртуть: температура от -38до 2600С; глицерин: от – 50 до 1000С) – тепловое расширение. 2. Термопара (температура от -269 до 23000 С). 3. Термисторы (зависимость сопротивления от температуры). 4. Манометрические (зависимость давления от температуры). 5. Газовые термометры – тепловое расширение. 6. Акустические, магнитные и др. | |
Температурные шкалы: 1. Шкала Цельсия. 00С – таяние люда, 1000С – кипение воды (изначально – наоборот). 2. Шкала Реомюра. 00С - 00R, 1000С - 800R. → 10R=1,250С. 3. Шкала Фаренгейта. 00С=320F, 1000С=2120F → t0C=5/9(t0F-32). Недостаток этих шкал – произвольность выборареперных точек (точек отсчета), их зависимость от внешних условий. | |
Физический смысл температуры | |
Опыт: давление газа зависит от температуры - и . Из основного уравнения МКТ идеального газа: . Следовательно . Если мы установим, как меняется это выражение при переходе от одного состояния теплового равновесия к другому, то можно будет ввести понятие температуры и изучить ее свойства. | Физическая величина, одинаковая у любых тел при тепловом равновесии. |
Опыт показывает, что для любых веществ . Заменяя знак пропорциональности на знак равенства, получим: , где k – коэффициент пропорциональности, называемый постоянная Больцмана, а Т – абсолютная термодинамическая температура. | |
Абсолютная температура. - абсолютная температура неотрицательна! Т.к. объем газа равен нулю быть не может, то температура равна нулю, если давление равно нулю, а значит, равна нулю скорость поступательного теплового движения (сохраняются т.н. нулевые колебания). | |
Единица температуры – Кельвин (К). Кельвин равен1/273,16 части термодинамической температуры тройной точки воды. Шкала строится так, что . | КЕЛЬВИН 1К |
Температура абсолютного нуля не зависит от внешних условий и одинаковадля всех веществ. | |
Связь температуры и средней кинетической энергии поступательного движения молекул. | |
Сравнивая два выражения и , получим: . Т.о. средняя кинетическая энергия прямо пропорциональна абсолютной температуре. Температура - мера средней кинетической энергии молекул. | |
Постоянная Больцмана | |
Температуру можно измерять в энергетических единицах – Джоулях. При Т=0 средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул равна нулю. При комнатной температуре (300К) энергия примерно6.10-21Дж – очень маленькая (барабанные перепонки – шум в ушах; движение частиц мозга – передача сигналов). | |
Т.к. и , то - связь давления итемпературы (еще одна форма основного уравнения МКТ идеального газа). |
|
© helpiks.su При использовании или копировании материалов прямая ссылка на сайт обязательна.
|
|