- •Основы молекулярной физики и термодинамики
- •Федеральное агентство по образованию гоу впо «Сибирский государственный технологический университет»
- •Основы молекулярной физики и термодинамики
- •Введение
- •Часть I. Общие теоретические сведения курса «основы молекулярной физики и термодинамики»
- •Глава I.1. Молекулярно-кинетическая теория
- •§I.1.1 предмет молекулярной физики
- •§I.1.2 термодинамическая система. Термодинамические параметры. Уравнение состояния
- •§I.1.4 идеальный газ. Газовые законы. Уравнение состояния идеального газа
- •§I.1.3 термодинамический процесс. Изопроцессы
- •§I.1.5 закон авогадро. Закон дальтона
- •§I.1.6 основное уравнение кинетической теории газов. Закон равномерного распределения энергии по степеням свободы
- •§I.1.7 статистическое распределение
- •§I.1.8 средняя длина свободного пробега молекул
- •§I.1.9 явления переноса в газах
- •Глава I.2. Основы термодинамики
- •§I.2.1 полная и внутренняя энергия системы. Теплота и работа
- •§I.2.2 теплоёмкость вещества
- •§I.2.3 первый закон (начало) термодинамики. Применение первого закона термодинамики к изопроцессам
- •§I.2.4 второй закон (второе начало) термодинамики
- •Глава I.3. Реальные газы, жидкости и твёрдые тела
- •§I.3.1 уравнение ван-дер-ваальса
- •§I.3.2 экспериментальные изотермы
- •§I.3.3 внутренняя энергия реального газа. Эффект джоуля - томсона
- •Область выше этой кривой соответствует отрицательному эффекту Джоуля-Томсона, ниже – положительному. При больших перепадах давления на дросселе температура газа изменяется значительно.
- •§I.3.4 взаимные превращения жидкостей и газов
- •§I.3.5 строение жидкостей. Поверхностное натяжение
- •§I.3.6 смачивание. Капиллярные явления.
- •§I.3.7 строение и некоторые свойства твёрдых тел
- •§I.3.8 дефекты в кристаллах
- •§I.3.9 тепловые явления в средах при механическом воздействии
- •Часть II. Примеры решения задач
- •Глава II.1. Молекулярно-кинетическая теория
- •§II.1.1 идеальные газы. Газовые законы.
- •§II.1.2 основы молекулярно - кинетической теории газов
- •§II.1.3 статистическая физика
- •§II.1.4 физическая кинетика
- •Глава II. 2. Основы термодинамики
- •§II.2.1 первый закон термодинамики
- •§II.2.2 второй закон термодинамики
- •§II.2.3 реальные газы
- •Решение
- •Решение Из уравнения Ван-дер-Ваальса следует, что
- •Для идеального газа
- •§II.2.4 жидкости
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •§II.2.5 твёрдые тела
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Решение
- •Работа упругих сил, имеющих вид
- •Решение
- •Часть III. Вопросы и задачи для самопроверки
- •Глава III.1. Молекулярно-кинетическая теория
- •§ III.1.1 идеальные газы. Газовые законы.
- •§III.1.2 основы молекулярно - кинетической теории газов
- •Микроскопическая пылинка углерода обладает массой 0,1 нг. Определить, из скольких атомов она состоит.
- •§III.1.3 статистическая физика
- •§III.1.4 физическая кинетика
- •Явления переноса
- •Глава III. 2. Основы термодинамики
- •§III.2.1 первый закон термодинамики
- •§III.2.2 второй закон термодинамики
- •§III.2.3 реальные газы
- •§III.2.4 жидкости
- •§III.2.5 твёрдые тела
- •Сводные данные о характеристиках изопроцессов в газах.
- •Единицы измерения важнейших физических величин
- •Универсальные физические постоянные
- •Плотности
- •Эффективные диаметры молекул и атомов
- •Постоянные Ван –дер –Ваальса
- •Критические значения температуры и давления
- •Коэффициенты поверхностного натяжения жидкостей
- •Перечень ключевых слов
- •Библиографический список Основная литература
- •Дополнительная литература
- •Оглавление
- •Основы молекулярной физики и термодинамики
- •Федеральное агентство по образованию гоу впо «Сибирский государственный технологический университет»
- •Основы молекулярной физики и термодинамики
§III.1.4 физическая кинетика
Что понимают под такими физическими величинами как:
средняя длина свободного пробега;
среднее число соударений;
среднее время свободного пробега?
Что такое эффективный диаметр молекулы, эффективное сечение? Свяжите физические величины, указанные в вопросе 1 с эффективным диаметром молекул.
Найти, как зависят от давления средняя длина свободного пробега l, и число z столкновений в 1 сек молекул идеального газа, если масса газа постоянна и газ совершает процесс:
изохорный;
изобарный;
адиабатный.
Эффективный диаметр молекул считать постоянным.
Рассчитать, во сколько раз изменится число ударов, которые испытывает 1 см2 стенки сосуда за 1 сек при двукратном увеличении объема сосуда, если он заполнен двухатомным газом в случаях расширения:
изобарического;
изотермического;
адиабатического.
Как изменяются средняя квадратичная скорость молекул, средняя длина свободного пробега и число соударений молекулы в секунду в зависимости от абсолютной температуры:
при изохорическом процессе;
при изобарическом?
В сферическом сосуде объемом 2 дм3 находится водород. При какой плотности водорода молекулы не будут сталкиваться друг с другом?
Как изменится число ударов молекул двухатомного газа в 1 см2 стенки сосуда за 1 сек, если объем адиабатически увеличить в 2 раза?
Как изменяется в зависимости от давления средняя квадратичная скорость молекул, средняя длина свободного пробега и число соударений молекулы в секунду:
при изотермическом процессе;
при адиабатическом?
В межзвездном пространстве содержится 1 молекула в объеме 15 см3. Какова средняя длина свободного пробега молекул, если предположить, что окружающие молекулы являются молекулами водорода?
Какова плотность разреженного кислорода, если средняя длина свободного пробега его молекул 1,0 см?
В сферическом сосуде диаметром 0,40 м находится азот при температуре 200 С. При каком давлении молекулы азота практически не будут сталкиваться друг с другом?
Сколько столкновений за 1,0с испытывают молекулы углекислого газа, находящегося при нормальных условиях?
Средняя длина свободного пробега молекул водорода при некотором давлении и температуре 210С равна 90 нм. В результате изотермического процесса давление газа увеличилось в 3 раза. Найти среднее число столкновений молекул водорода за 1 с в конце процесса.
Как изменится число ударов молекул одноатомного газа о стенку баллона площадью 1 м2 за 1 с, если давление газа увеличится в 4 раза, в случае изотермического и изохорного процессов?
Средняя длина свободного пробега молекул воздуха при нормальном давлении 62,1 нм. Определить среднюю длину свободного пробега молекул воздуха при сверхвысоком вакууме (1,33 нПа). Температуру считать одной и той же.
Средняя длина свободного пробега молекул гелия при нормальных условиях 230 нм. Найти среднюю продолжительность свободного пробега молекул гелия при давлении 1,0 мПа и температуре 170 С.