Вход через социальные сети

Молекулярно-кинетическая теория идеальных газов

Тип Название темы Ответов Автор Просмотров Последнее сообщение
scientist Glucovance | Saturday Delivery Cod


Looking for a glucovance? Not a problem!

Guaranteed Worldwide...

- whiteboxweaselkcy 36 22.02.2017 at 23:15 by whiteboxweaselkcy
Тема форума Температура пустоты

Ранее поднимался вопрос о температуре вакуума, но там спор ушел в погрешности измерителей и...

24 / - angolez 1 350 20.02.2017 at 21:15 by штирлиц
Тема форума Опыт Резерфорда

День добрый....

Столкнулся с такой ситуацией, помогите разобраться.

Есть опыт...

12 / - Студентс 578 19.02.2017 at 00:22 by zykov
scientist Bonus Bagging | Loophole Meaning Of Love

Dear Friend!

STOP!

...
- whiteboxweaselkcy 100 17.02.2017 at 22:15 by whiteboxweaselkcy
Тема форума Атом

 Доброго времени суток, тему про свет закрыли (я так понимаю), и оно впринцыпе правильно, т.к....

58 / - Студентс 1 541 16.02.2017 at 17:49 by 12d3
scientist Tretinoin | Buy Legally San Jose


Looking for a tretinoin? Not a problem!

Guaranteed Worldwide...

- whiteboxweaselkcy 64 15.02.2017 at 21:15 by whiteboxweaselkcy
scientist Accutane | Buy Pillen In Arlington


Looking for a accutane? Not a problem!

Guaranteed Worldwide...

- whiteboxweaselkcy 72 15.02.2017 at 16:03 by whiteboxweaselkcy
Тема форума Понимание света

Свет- это Волны ...

Может ли быть волна без вещества ?

38 / - Студентс 1 706 15.02.2017 at 06:35 by dust1939
scientist Robaxin | To Buy


Looking for a robaxin? Not a problem!

Guaranteed Worldwide...

- sprucewoodcheckmn 83 14.02.2017 at 19:38 by sprucewoodcheckmn
scientist Tofranil | Purchase For Adhd


Looking for a tofranil? Not a problem!

Guaranteed Worldwide...

- whiteboxweaselkcy 82 14.02.2017 at 14:32 by whiteboxweaselkcy
scientist Pyridium | Purchase


Looking for a pyridium? Not a problem!

Guaranteed Worldwide...

- whiteboxweaselkcy 175 14.02.2017 at 14:31 by whiteboxweaselkcy
scientist Levothroid | To Buy Tablets Pill


Looking for a levothroid? Not a problem!

Guaranteed Worldwide...

- whiteboxweaselkcy 78 13.02.2017 at 11:00 by whiteboxweaselkcy
scientist Celebrex | 15 Buy Shopping Bauru


Looking for a celebrex? Not a problem!

Guaranteed Worldwide...

- whiteboxweaselkcy 89 13.02.2017 at 05:16 by whiteboxweaselkcy
scientist Effexor | Western Union No Prescription


Looking for a effexor? Not a problem!

Guaranteed Worldwide...

- whiteboxweaselkcy 89 12.02.2017 at 12:38 by whiteboxweaselkcy
Тема форума Понимание атома

Что в итоге получится, если мы возьмём железный прут и пустим по нему постоянный ток, станет ли...

2 / - Студентс 233 12.02.2017 at 00:37 by Студентс
scientist Tofranil | Online Pharmacy Discount


Looking for a tofranil? Not a problem!

Guaranteed Worldwide...

- sprucewoodcheckmn 102 10.02.2017 at 21:34 by sprucewoodcheckmn
scientist Acyclovir | Buy In South Africa


Looking for a acyclovir? Not a problem!

Guaranteed Worldwide...

- sprucewoodcheckmn 118 10.02.2017 at 21:34 by sprucewoodcheckmn
scientist Skelaxin | Order 5Mg


Looking for a skelaxin? Not a problem!

Guaranteed Worldwide...

- whiteboxweaselkcy 110 10.02.2017 at 11:25 by whiteboxweaselkcy
scientist Eldepryl | Discount Dementia No Prescription


Looking for a eldepryl? Not a problem!

Guaranteed Worldwide...

- whiteboxweaselkcy 148 09.02.2017 at 23:28 by whiteboxweaselkcy
scientist Tofranil | Purchase Alternative


Looking for a tofranil? Not a problem!

Guaranteed Worldwide...

- sprucewoodcheckmn 102 09.02.2017 at 22:30 by sprucewoodcheckmn
scientist Naltrexone | Buy


Looking for a naltrexone? Not a problem!

Guaranteed Worldwide...

- whiteboxweaselkcy 108 08.02.2017 at 22:34 by whiteboxweaselkcy
scientist Naltrexone | Buy Online Canada


Looking for a naltrexone? Not a problem!

Guaranteed Worldwide...

- whiteboxweaselkcy 95 08.02.2017 at 20:28 by whiteboxweaselkcy
scientist Naltrexone | Buy Online India


Looking for a naltrexone? Not a problem!

Guaranteed Worldwide...

- whiteboxweaselkcy 118 08.02.2017 at 20:27 by whiteboxweaselkcy
scientist Orlistat | Buy Cod Pills Cheapest


Looking for a orlistat? Not a problem!

Guaranteed Worldwide...

- sprucewoodcheckmn 117 08.02.2017 at 14:46 by sprucewoodcheckmn
scientist Prednisone | Order Online Canada


Looking for a prednisone? Not a problem!

Guaranteed Worldwide...

- whiteboxweaselkcy 111 08.02.2017 at 04:13 by whiteboxweaselkcy
  • 300страниц:
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
  • 292страниц:
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
Название темы Ответов Автор Просмотров Последнее сообщение
Температура пустоты

Ранее поднимался вопрос о температуре вакуума, но там спор ушел в погрешности измерителей и...

24 / - angolez 1 350 20.02.2017 at 21:15 by штирлиц
Опыт Резерфорда

День добрый....

Столкнулся с такой ситуацией, помогите разобраться.

Есть опыт...

12 / - Студентс 578 19.02.2017 at 00:22 by zykov
Атом

 Доброго времени суток, тему про свет закрыли (я так понимаю), и оно впринцыпе правильно, т.к....

58 / - Студентс 1 541 16.02.2017 at 17:49 by 12d3
Понимание света

Свет- это Волны ...

Может ли быть волна без вещества ?

38 / - Студентс 1 706 15.02.2017 at 06:35 by dust1939
Понимание атома

Что в итоге получится, если мы возьмём железный прут и пустим по нему постоянный ток, станет ли...

2 / - Студентс 233 12.02.2017 at 00:37 by Студентс
Расчет напора для определенной температуры в трубопроводе с насосом.

Добрый день, форумчане.

Прошу помочь с вычислением

Дается труба, 100 м,...

- kheoleg 161 06.02.2017 at 13:32 by kheoleg
Сопло Лаваля

Увеличивает ли сопло Лаваля тягу реактивного движителя?

35 / - Anik 2 667 05.02.2017 at 21:42 by zykov
Парадокс Гиббса. Обоснование статистической физики

Можно ли считать операциональное объяснение парадокса Гиббса окончательным?

Каковы...

3 / - magnus-crank 962 03.02.2017 at 20:16 by peregoudov
Вопрос по СТО

В своей работе «К электродинамике движущихся тел» А. Эйнштейн.
Делал следующее...

13 / - marta4244641 1 007 02.02.2017 at 16:37 by vipakoz
Помогите понять что такое напряжение в электрике углубленно

Здравствуйте.
Я почти ничего не понимаю в электрике и решил понять наконец азы...

4 / - GuitarFan 857 30.01.2017 at 18:57 by штирлиц
Замечание к выводу преобразований Лоренца.

Свет пройдет до точки А в системе К за время t т к точка неподвижна, а система К' движется в том...

- romanov59 191 28.01.2017 at 15:17 by romanov59
Инжекторный насос

Как закачать воду в паровой котёл, используя давление пара в котле?

21 / - Anik 1 708 26.01.2017 at 06:47 by Anik
Квантовая запутанность и передача информации
Приветствую всех.
Увидев недавно в новостях очередное исследование о квантовой запутанности...
34 / - Дмитрий40 6 668 12.01.2017 at 16:15 by vipakoz
Квантовая запутанность и передача информации

Добрый день!

Прошу сразу, ссаными тряпками не гнать за орфографию или безграммотность в...

10 / - mw-rn7 1 083 12.01.2017 at 13:26 by vipakoz
Соотношения Крамерса-Кронига

Здравствуйте. У меня возникла проблема в применение на практике соотношения Крамерса-Кронига....

- igor.galushka.90 296 08.01.2017 at 17:16 by igor.galushka.90
Нужна помощь

Необходимо определить длинну пробега бета-частицы в алюминии, этиловом спирте и олово при...

1 / - yulya.baravaya 395 08.01.2017 at 01:31 by zykov
Нужная длина волны из двух ненужных.

С Новым Годом, уважаемые обитатели форума!

Подскажите пожалуйста, что будет в ...

5 / - levonti.m 706 06.01.2017 at 12:10 by folk
движение против потока

Самоходная баржа Ивана Кулибина движется против потока благодаря завезенному против течения на...

3 / - igmatsem 531 03.01.2017 at 09:59 by dust1939
скорость шарика после удара

после удара ногой со скорость 10м/сек шарик приобретает скорость 20м/сек
каким законом...

21 / - leonidzilb 2 138 25.12.2016 at 12:33 by E61
задачка по механике с другого форума

...

- w.wrobel 503 20.12.2016 at 15:21 by w.wrobel
Задачя по физики

Можно с чертижом и с дано.

3 / - RTropin00_1 683 14.12.2016 at 15:12 by GEPIDIUM
Обтекание вращающегося шара вязкой жидкостью

Твердый шар, вращающийся вокруг оси Oy с некоторой постоянной угловой скоростью,...

- avenir 358 08.12.2016 at 16:40 by avenir
Почему в тепловом потоке это происходит?

Обстоятельства.

Допустим плоский нагреватель подвешен вертикально.

От него...

9 / - sopov.48 1 351 07.12.2016 at 19:18 by dust1939
Динамика вращательного движения тела вокруг неподвижной оси

На цилиндр намотана тонкая гибкая нерастяжимая лента, массой которой по сравнению с массой...

3 / - karina_novikova_1997 752 06.12.2016 at 21:37 by zykov
КПД чайника!

Найти КПД чайника, если его P=1кВт, диаметр чайника d=150мм, высота h=200мм, нач. температура...

1 / - s.polontsov 567 06.12.2016 at 17:30 by s.polontsov
  • 292страниц:
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • 6
  • 7
  • 8
  • 9
18.08.2014, 04:14
adminus
0 up down

Молекулярно-кинетическая теория идеальных газов

Молекулярно-кинетическая теория идеальных газов

Тепловое равновесие.
Температура. Шкала температур Цельсия.

Молекулярная физика и термодинамика изучают свойства и поведение макроскопических систем, т.е. систем, состоящих из огромного числа атомов и молекул. Типичные системы, с которыми мы сталкиваемся в повседневной жизни, содержат около 1025 атомов.

При исследовании таких систем важнейшими являются макроскопические величины, непосредственно измеряемые опытным путём и характеризующие свойства всей совокупности молекул в целом. Учитывая необычайную сложность макросистем, следует начать изучение с наиболее простых объектов – систем, состояние которых не меняется со временем. Состояние макроскопической системы, в котором она может находится неопределённо долгое время, называется равновесным (о нём говорят также, как о состоянии теплового равновесия). 

Равновесное состояние системы в целом может быть описано при помощи величин, называемых макроскопическими параметрами, к числу которых относят давление, объем и т. д. Каждый из параметров характеризует некоторое свойство системы. Так объем V мера свойства системы занимать ту или иную область пространства; давление Р мера свойства системы сопротивляться внешнему изменению ее объёма.

В состоянии теплового равновесия макроскопические параметры не меняются со временем, остаются постоянным.

Одним из наиболее важных параметров, характеризующих равновесные свойства макроскопической системы, является температура. Введем этот параметр, для чего рассмотрим два тела, которые могут взаимодействовать и обмениваться энергией. Этот тип взаимодействия, который называется тепловым, приводит к тому, что в результате столкновений молекул в области контакта двух тел происходит передача энергии от быстрых молекул к медленным. Это означает, что энергия движения атомов в одном теле уменьшается, в другом – увеличивается. Тело, которое теряет энергию, называют более нагретым, а тело, к которому энергия переходит – менее нагретым. Такой переход энергии продолжается до тех пор, пока не установится состояние теплового равновесия. В состоянии теплового равновесия степени нагретости тел одинаковы. Для характеристики степени нагретости тела вводят параметр, называемый температурой.

Из опыта известно, что при изменении температуры изменяются размеры тел, электрическое сопротивление и другие свойства. Таким образом, температуру можно определить по изменению какого-либо удобного для измерения физического свойства данного вещества.

Чаще всего для измерения температур используют свойство жидкости изменять объем при нагревании и охлаждении. Прибор, с помощью которого измеряется температура, называется термометром.

 

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.

Кроме макроскопических параметров вводят параметры системы, связанные с индивидуальными характеристиками составляющих её частиц, называемые микроскопическими. К их числу относятся в первую очередь масса частиц, их скорость, кинетическая энергия.

Идеальный газ. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеального газа.

Теория создана немецким физиком Р. Клаузисом в 1957 году для модели реального газа, которая называется идеальный газ. Основные признаки модели:

bullet

расстояния между молекулами велики по сравнению с их размерами;

bullet

взаимодействие между молекулами на расстоянии отсутствует;

bullet

при столкновениях молекул действуют большие силы отталкивания;

bullet

время столкновения много меньше времени свободного движения между столкновениями.

Молекулярно-кинетическая теория (МКТ) устанавливает связи между макро- и микропараметрами идеального газа. Основное уравнение МКТ выражает выражает связь давления газа со средней кинетической энергией поступательного движения молекул. Давление газа на стенки сосуда является результатом многочисленных ударов молекул. При каждом ударе стенка получает силовой импульс, величина которого зависит от скорости молекул и, следовательно, от энергии их движения. При огромном числе ударов создается постоянное давление газа на стенку. Число ударов зависит от концентрации молекул n. Таким образом, можно ожидать, что давление газа связано с концентрацией молекул и с энергией их движения. Получим основное уравнение МКТ.

Рассмотрим сферический объём радиуса R, в котором находится N молекул идеального газа. Рассмотрим движение одной из них. Допустим, что молекула двигалась прямолинейно с импульсом ударилась о стенку под углом ψ к нормали и отскочила от неё под тем же углом, имея импульс . Найдём импульс, переданный молекулой стенке при ударе. Из закона сохранения импульса:

Т. к. удар упругий, и = 0, поэтому направлен по нормали к стенке и по модулю равен:

.

Путь, который молекула проходит от одного удара о стенку до другого, равен хорде АВ, т. е. величине 2Rcosψ.

Найдем число ударов молекулы о стенку за одну секунду. Оно равно отношению скорости молекулы к пути, проходимому молекулой от одного столкновения со стенкой до другого:

.

Сталкиваясь со стенками сосуда, одна молекула за одну секунду сообщает ей импульс

Суммарный импульс, сообщенный всеми N молекулами стенке сосуда за одну секунду будет равен

.

Из II закона Ньютона следует, что импульс, сообщённый за единицу времени стенке, численно равен силе, поэтому сила давления, действующая на поверхность сосуда, равна

.

Давление найдём, разделив силу на площадь поверхности сферического сосуда:

,

где – объём сосуда с газом.

Перепишем полученное равенство в виде:

Помножив и поделив правую часть на число молекул N в объёме V, получим:

или  (9)

Здесь введена величина – средняя квадратичная скорость, равная корню квадратному из суммы квадратов всех скоростей, делённой на число молекул:

.   (10)

Тогда

,   (11)
где n –концентрация молекул.

Это уравнение называется основным уравнением молекулярно-кинетической теории идеального газа.

Получим связь давления со средней кинетической энергией поступательного движения молекулы

.   (12)

Из формулы (11) , следовательно:

.   (13)

Таким образом, давление идеального газа пропорционально произведению концентрации молекул на среднюю кинетическую энергию поступательного движения молекулы. Это утверждение можно считать другой формулировкой основного уравнения молекулярно-кинетической теории идеального газа.

Закон Дальтона.

Рассмотрим газ, состоящий из молекул различных веществ, который находится в объёме V. Вследствие хаотического теплового движения молекулы каждой компоненты смеси будут распределены по объёму равномерно, т.е. так как если бы остальные компоненты газа отсутствовали. Из–за постоянных соударений молекул друг с другом, сопровождающихся частичным обменом между ними импульсами и энергиями, в смеси устанавливается тепловое равновесие. Всё это приводит к тому, что давление каждой из компонент смеси не будет зависеть от присутствия остальных.

Тогда результирующее давление определяется суммарным давлением всех компонентов, т.е. для смеси газов справедлив закон Дальтона: давление смеси идеальных газов равно сумме парциальных давлений входящих в нее газов.

,   (14)
где k – номер газовой компоненты в смеси, Pk – ее парциальное давление, т.е. то давление, которое имел бы k–ый газ, если бы только он один занимал весь объём, занимаемый смесью.

Средняя квадратичная скорость молекул.

Из основного уравнения молекулярно-кинетической теории можно получить формулу для расчета средней квадратичной скорости молекул

.

Произведение массы одной молекулы m0 на число молекул в единице объема n равно плотности вещества r : r = m0×n.

Таким образом, . Отсюда следует, что

.   (15)