- •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
Единицы измерения важнейших физических величин
№ |
Физическая величина |
Обозначение |
Обозначение единицы измерения в системе СИ |
Связь единиц измерения в системе СИ с единицами не входящими в эту систему |
1 |
Объем |
V |
м3 |
1л = 10-3 м3 =1 дм3 |
2 |
Масса |
m |
кг |
1г = 10-3кг; 1т = 103 кг |
3 |
Плотность |
|
кг/м3 |
1 г/см3 =1кг/дм3=1т/м3=103кг/м3 |
4 |
Сила |
F |
Н |
1Н = 1 кг·м/с2; 1дин =10-5Н |
5 |
Давление |
Р |
Па |
1Па=1Н/м2=1кг/(с2·м); 1бар=105Па; 1мм.рт.ст.=133 Па 1атм.=1.01325·105 Па |
6 |
Работа |
А |
Дж |
1Дж =1Н·м = 1кг·м2/с2 |
7 |
Энергия |
W, E |
Дж |
1Эв = 1.60219·10-19 Дж |
8 |
Количество теплоты |
Q |
Дж |
1кал = 4.1868 Дж; 1эрг = 10-7Дж |
9 |
Поверхностное натяжение |
|
Н/м |
1Н/м = 1 кг/с2; 1дин/см=1Мн/м=10-3 Н/м |
10 |
Динамическая вязкость |
|
Па·с |
1 Па·с =1 Н·с/м2 =1 кг/м·с; 1П=0.1Па·с |
11 |
Кинематическая вязкость |
|
м2/с |
1Ст = 10-4 м2/с |
12 |
Теплоемкость |
С |
Дж/К |
1Дж/К=1Н·м/К =1кг·м2/(с2 ·К) |
13 |
Удельная теплоемкость |
с |
Дж/(кг·К) |
1Дж/(кг·К)=1 м2/(с2 ·К) |
14 |
Молярная теплоемкость |
Сm |
|
1
= |
15 |
Молярная масса |
М |
кг/моль |
|
16 |
Молярный объем |
Vm |
м3/моль |
|
17 |
Количество вещества |
|
моль |
|
18 |
Энтропия |
S |
Дж/К |
1ккал/(кг·К)=4186.8 Дж/(кг·К) |
19 |
Температура |
Т |
К |
|
Таблица Б.2.
Универсальные физические постоянные
№ |
Величина |
Обозначение |
Числовое значение и ед.измерения в СИ |
1 |
Число Авогадро |
NA |
6.02·1023 моль-1 |
2 |
Объем килограмм – молекулы газа при нормальных условиях |
V0 |
22.4 м3 |
3 |
Постоянная Больцмана |
k |
1.38·10-23Дж/К |
4 |
Постоянная газовая универсальная |
R |
8.31 Дж/(моль·К) |
Таблица Б.3.
Плотности
Газы при нормальных условиях
Вещество |
,103 (кг/м3) |
Вещество |
,103 (кг/м3) |
Углекислый газ |
1.977 |
Воздух |
1.293 |
Кислород |
1.429 |
Водород |
0.08988 |
Жидкости
Вещество |
,103 (кг/м3) |
Вещество |
,103 (кг/м3) |
Ртуть |
13.6 |
Керосин |
0.80 |
Касторовое масло |
0.97 |
Спирт |
0.79 |
Бензол |
0.88 |
Эфир (при 200С) |
0.714 |
Твердые тела
Вещество |
,103 (кг/м3) |
Вещество |
,103 (кг/м3) |
Вольфрам |
19.0 |
Никель |
8.8 |
Свинец |
11.3 |
Железо (сталь) |
7.8 |
Висмут |
9.7 |
Лед |
0.917 |
Медь |
8.9 |
Пробка |
0.2 |
Таблица Б.4.
