История искусства Экология энергетики Инженерная графика и машиностроительное черчение Математика решение задач и примеров Курс лекций по физике и электротехнике
Основные представления молекулярно-кинетической теории вещества.

Лекции по физике теория газов

Шкала Фаренгейта применяется в некоторых странах (Англия, США) до сих пор. После Фаренгейта были предложены многие другие шкалы и конструкции термометров. Из всех шкал до нашего времени дошли только две. Первая шкала: 00 - температура смеси льда и воды, и 800 - температура кипения воды - была предложена французским ученым Р. Реомюром в 1730 году и носит его имя. Вторая шкала не совсем правильно носит имя шведского физика и астронома Цельсия. Цельсий использовал ртутный термометр, у которого промежуток между точками таяния льда и кипения воды был разделен на 1000. Чтобы избежать отрицательных температур, при измерении низких температур, он принял точку замерзания воды за 1000, а точку кипения за 00. Однако более удобной оказалась "перевернутая" шкала, на которой температура таяния льда 00С, а температура кипения воды 1000С. Именно таким прибором впервые пользовались шведский ботаник Линней и астроном Штремер. Эта шкала получила широкое распространение и, применяется до сих пор, нося имя Цельсия..

Покажем, как перевести показания температуры по Фаренгейту в привычные нам градусы по Цельсию. Между точками замерзания и кипения воды размещено 180 градусов по Фаренгейту и только 1000 Цельсия. Это значит, что один градус Фаренгейта соответствует 100/180, или 5/9 градуса Цельсия. Наоборот, градус Цельсия соответствует 9/5 градуса Фаренгейта. Отметим так же, что и нулевые точки на этих двух шкалах не совпадают.

С учетом всего вышесказанного можно вывести формулу для перевода:

,  (8)

где С- температура по шкале Цельсия, а  - по шкале Фаренгейта. Попробуйте решить это уравнение относительно .

Обыкновенный жидкостной термометр состоит из небольшого стеклянного резервуара, к которому присоединена стеклянная трубка с узким внутренним каналом. Резервуар и часть трубки наполнены ртутью или другой жидкостью. Температуру среды, в которую погружен термометр, определяют по положению верхнего уровня ртути в трубке. Деления на шкале условились наносить следующим образом. Цифру 0 ставят в том месте шкалы, где устанавливается уровень столбика жидкости, когда термометр опущен в тающий снег, цифру 100 – в том месте, где устанавливается уровень столбика жидкости, когда термометр погружен в пары воды, кипящей при нормальном давлении (105 Па). Расстояние между этими метками делят на 100 равных частей, называемых градусами. Такая температурная шкала создана Цельсием. Градус по шкале Цельсия обозначают °С.

Существует и дpугой способ измеpения темпеpатуpы: с помощью теpмопаpы. Теpмопаpой называется электpическая цепь с включенным в нее гальванометpом, имеющая два спая pазноpодных металлов (напpимеp, меди и константана) (pис. 6.2) Один спай помещен в сpеду с фиксиpованной темпеpатуpой, напpимеp в тающий лед, а дpугой - в сpеду, темпеpатуpу котоpой нужно опpеделить.


Pic6_3.GIF (1396 bytes)
Из пpиведенных пpимеpов видно, что введенное понятие темпеpатуpы (основанное на законах теплового pавновесия) действительно неоднозначно. Оно существенно зависит от способа измеpения темпеpатуpы. Такая темпеpатуpа называется эмпиpической. Нуль шкалы эмпиpической темпеpатуpы всегда выбиpается пpоизвольно. По опpеделению эмпиpической темпеpатуpы физический смысл имеет только pазность темпеpатуp, ее изменение, а не ее абсолютное значение.

Во всех рассмотренных ранее температурных шкалах нуль был выбран произвольно. Такой выбор нуля температур существенно усложняет теоретический вывод ряда зависимостей, приводит к громоздким формулам и ненужным вычислениям.

Исходя из этих соображений, У. Томсон (получивший за научные заслуги титул лорда Кельвина) предложил в 1848 г. ввести новую шкалу температур, которая называется либо абсолютной, либо термодинамической шкалой температур. Температура, измеренная по этой шкале, называется абсолютной температурой (или термодинамической температурой).

 Мы знаем, что температура определяется средней кинетической энергией беспорядочного (теплового) движения частиц вещества. В газах это движение молекул или атомов. Введем новую шкалу температур так, чтобы абсолютная температура была пропорциональна средней кинетической энергии беспорядочного движения молекул. 

Вспомним, что от средней кинетической энергии молекул зависит давление газа: чем больше кинетическая энергия молекул, тем с большей скоростью и чаще они соударяются со стенками сосуда. Поэтому при неизменном объеме газа и неизменном числе молекул в нем давление газа будет прямо пропорционально его абсолютной температуре.

Нам осталось ввести единицу абсолютной температуры и установить нулевой уровень термодинамической шкалы. За единицу абсолютной температуры принят кельвин (1 К); он равен одному градусу Цельсия.

Абсолютный ноль температуры определен экспериментально и равен —273,15 °С. Отсюда следует: температура плавления льда по абсолютной шкале температур равна 273,15 К. Соответственно температура кипения воды равна 373,15 К.

При очень низких температурах наблюдаются необычные явления, в частности сверхтекучесть гелия и сверхпроводимость некоторых металлов. В 1978 г. советский физик П. Л. Капица за исследования в области низких температур был удостоен Нобелевской премии.

При сверхнизких температурах в последние годы получены новые необычные состояния вещества.

Изопроцессы Следует отметить, что задолго до того, как уравнение состояния идеального газа было теоретически получено на основе молекулярно-кинетической модели, закономерности поведения газов в различных условиях были хорошо изучены экспериментально.

Зависимость между плотностью газа и его давлением Вспомним, что плотностью вещества называется масса, заключенная в единице объема.

Закон Шарля с точки зрения молекулярной теории Что происходит в микромире молекул, когда температура газа меняется, например когда температура газа повышается и давление его увеличивается?

Изобарным процессом называют процесс, протекающий при неизменным давлении p.

Если поршень свободен, то нагреваемый газ будет расширяться, при постоянном давлении такой процесс называется изобарическим (P=const), идущим при постоянном давлении .

Параметры состояния системы могут изменяться. Любое изменение в термодинамической системе, связанное с изменением хотя бы одного из ее термодинамических параметров, называется термодинамическим процессом. Макроскопическая система находится в термодинамическом равновесии, если ее состояние с течением времени не меняется (предполагается, что внешние условия рассматриваемой системы при этом не изменяются).
Консоль ⤆В подробно.
Студия автозвука в москве читать дальше.
Насосы ksb смотрите на http://www.spb.sovav.ru.
Изотермический процесс