5. Идеальный газ. Давление газа. Длина свободного пробега в газе. Понятие вакуума. Межзвездный газ.

Идеальным газом называют такой газ, для которого можно пренебречь размерами молекул, силами молекулярного взаимодействия; соударения молекул в таком газе происходят по закону соударения упругих шаров.

Давление – это физическая величина, равная соотношению силы F, действующей на элемент поверхности нормально к ней, к площади S этого элемента.

Чтобы оценить скорости диффузии молекул, вводится понятие средней длины свободного пробега <y>.

Состояние газа, при котором средняя длина свободного пробега молекул <y> сравнима с размерами сосуда, в котором заключен газ, называют вакуумом.

Межзвездный газ – это пространство наполненное не только тяготения (электромагнитами) но и мельчайшими пылинками, молекулами и атомами газа.

6. Основное уравнение МКТ идеального газа (без вывода). Температура, как мера средней кинетической энергии хаотична кинетической энергии хаотического движения молекул.

P = 2/3n, Eпост. = 1/3n0mU² = n0KT

Чем выше температура, тем быстрее движутся молекулы. Из основного уравнения МКТ и определения температуры важнейшее следствие: абсолютная температура есть мера средней кинетической энергии движения молекул

7. Уравнение Менделеева-Клаперова (Вывод)

Термодинамические параметры, характеризующие идеальный газ, связаны меду собой уравнением Менделеева-Клаперова.

pV = m/M RT

При T = const pV = const – закон Бойля-Мариотта

При p = const V/T = const – закон Гей-Люссака

При V=const p/T = const – закон Шарля

8. Изопроцессы и их графики . Термодинамическая шкала температур. Абсолютный нуль.

Изобарный процесс — процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянном давлении. V/T = const

Изохорный процесс — процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянном объёме. P/T = const

Изотермический процесс — процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянной температуре. P x V = const

Изоэнтропийный процесс — процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянной энтропии ( ). Изоэнтропийным является, например, обратимый адиабатический процесс: в таком процессе не происходит теплообмена с окружающей средой. Идеальный газ в таком процессе описывается следующим уравнением:

где   — показатель адиабаты, определяемый типом газа.

Открытие второго закона термодинамики позволило построить термодинамическую шкалу температур, не зависящую от термодинамического тепла и температурного параметра.

Измерив работу А и израсходованное количество теплоты Q, можно вычислить n = A / Q

n=Tн- Tх/Tx = T_x/ T_H, n= Qн- Qх/Qx = Q_x/ Q_H

Отсюда получаем

Qx/Q_H = Tx/T_H

Абсолютный нуль температуры — минимальный предел температуры, которую может иметь физическое тело во Вселенной. Абсолютный нуль служит началом отсчёта абсолютной температурной шкалы, например, шкалы Кельвина.

9. Изменение внутренней энергии газа в процессе теплообмена и совершения работ. Первое начало термодинамики.

Изменение внутренней энергии тела равно разности сообщенного телу количества теплоты и произведенной над ним механической работы.

Количество теплоты, сообщенное телу, идет на увеличение его внутренней энергии и на совершение телом работы над внешними телами:

dQ = dU + dA

Первое начало термодинамики — один из трёх основных законов термодинамики, представляет собой закон сохранения энергии для термодинамических систем.

Формулировка:

В любой изолированной системе запас энергии остаётся постоянным.[2] Это — формулировка Дж. П. Джоуля (1842 г.).

Количество теплоты, полученное системой, идёт на изменение её внутренней энергии и совершение работы против внешних сил