Лекции по физике теория газов

Основные представления молекулярно-кинетической теории вещества.

Агрегатные состояния Всякое вещество может находиться в трёх агрегатных состояниях: в твёрдом, жидком и газообразном.

Шкала Фаренгейта применяется в некоторых странах (Англия, США) до сих пор. После Фаренгейта были предложены многие другие шкалы и конструкции термометров.

Закон Дальтона До сих пор мы говорили о давлении какого-нибудь одного газа — кислорода, водорода и т. п.

Понятие теплоемкости. Когда одинаковое количество энергии передано телам равной массы, но состоящих из разных веществ, то повышение температуры этих тел неодинаково.

Изотермический процесс Первый закон термодинамики для изотермического процесса выражается соотношением Q = A.

Двигатели внутреннего сгорания.Эти двигатели различают по виду топлива на бензиновые и дизельные.

Вода Применение в теплотехнических устройствах..

Диффузия. Диффузией называется явление самопроизвольного взаимного проникновения и перемешивания частиц соприкасающихся газов, жидкостей и даже твердых тел при наличии неоднородности распределения частиц разного сорта. В смесях диффузия вызывается наличием разных концентраций молекул компонентов смеси в разных частях объема

Теплопроводность. Теплопроводностью называется явление передачи энергии от более нагретых участков тела к менее нагретым в результате теплового движения и взаимодействия частиц, из которых состоит тело.

Закон Стефана-Больцмана Закон Стефана-Больцмана устанавливает зависимость излучения от температуры.

Тепловой баланс котельного агрегата. Тепловой баланс котельного агрегата устанавливает равенство между поступающим в агрегат количеством теплоты и его расходом.

Атомные электрические станции На атомных электрических станциях тепловая энергия, служащая для производства пара, выделяется при делении ядер атомов вещества, называемого ядерным топливом (горючим).

Молекулярно-кинетическая теория (МКТ).
Идеальный газ - это газ, взаимодействием между молекулами которого (взаимодействием на расстоянии) можно пренебречь. При этом молекулы газа рассматриваются как материальные точки (имеющие массу, но не имеющие размеров). Говорят, что идеальный газ состоит из невзаимодействующих материальных точек.
Количеством степеней свободы тела i называется минимальное число координат, которые надо задать для однозначного определения положения тела.
Для материальной точки - это три координаты (x, y, z) -поэтому количество степеней свободы для материальной точки равно i=3.
Для двух материальных точек, соединенных жестким стержнем постоянной длины, необходимо задать 5 координат: 3 координаты для одной точки и 2 угла для определения положения второй точки относительно первой. Поэтому в этом случае количество степеней равно i=5.
Максимально возможно количество степеней свободы (в классической теории) равно 6.
Если пренебречь взаимодействием молекул, то реальные газы можно рассматривать как идеальные.
Вещество Химическое обозначение Молярная масса ,
Кг/моль Число степеней свободы одной молекулы i
Атомарный водород H 1 10-3 3
Молекулярный водород H2 2 10-3 5
Гелий Не 4 10-3 3
Неон Ne 20 10-3 3
Атомарный азот N 14 10-3 3
Молекулярный азот N2 28 10-3 5
Атомарный кислород О 16 10-3 3
Молекулярный кислород О2 32 10-3 5
Аргон Ar 40 10-3 3

При описании идеального газа рассматриваются только упругие столкновения молекул между собой и с окружающими телами.
Длиной свободного пробега молекул в газе называется среднее расстояние, проходимое молекулой газа между двумя последовательными столкновениями с другими молекулами газа. Если длина свободного пробега молекул соизмерима с размерами сосуда, в котором находится газ, то говорят о разреженном состоянии газа или о вакууме.
Внутренняя энергия идеального газа - это суммарная энергия всех молекул. Так как потенциальная энергия взаимодействия молекул равна нулю (нет взаимодействия), то внутренняя энергия идеального газа равна сумме кинетических энергий всех молекул.
Кинетическая энергия одной молекулы равна сумме кинетических энергий поступательного движения центра масс молекулы и кинетической энергии вращательного движения вокруг центра масс.

Русские художники