Хелпикс

Главная

Контакты

Случайная статья





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



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.