4. Ізопроцеси

Ізопроцесом називається процес, за якого один із параметрів стану (р, V або Т) залишається сталим, а два інших змінюються у разі незмінної маси.

Процес, що відбувається у фізичній системі за постійної температури, називається ізотермічним:

Т = const

pV = const

Графік ізотермічного процесу в координатах (p,V) являє собою гіперболу, що має назву ізотерма

Процес, що відбувається у фізичній системі за постійного зовнішнього тиску, називається ізобарним:

p = const

V\Т = const

Процес, що відбувається у фізичній системі за постійного об’єму, називається ізохорним:

V = const

р\Т = const

Графік ізохорного процесу в координатах (p,V) або ізохора.

Ці рівняння легко одержати з рівняння Клапейрона-Менделєєва за Т = const, p = const і

V = const відповідно.

5. Розподіл молекул за швидкостями

Молекули ідеального газу мають різні швидкості та енергії внаслідок хаотичного руху. Розподіл молекул за швидкостями залежить від температури газу. Фундаментальний вираз, одержаний Максвеллом, описує розподіл молекул за швидкостями так:

N_u = 4πV(m\2πkT)^{3\2 2}e ^–mu2\2kT,

Де m – маса молекул газу; k – стала Больцмана; Т- абсолютна температура. Тут N_u прямує до нуля у разі дуже великих та дуже малих швидкостей.

6. Середня довжина вільного пробігу молекул

Молекули газу стикаються одна з одною під час хаотичного руху. Між зіткненнями вони рухаються по прямій траєкторії. Середня відстань між зіткненнями називаються середньою довжиною вільного пробігу <λ>. Ця величина називається від розмірів молекул та густини газу:

<λ>= 1\ 2πd²n,

Де d – ефективний діаметр молекули; n - кількість молекул в одиниці об’єму (концентрація молекул).

Середнє число зіткнення <Z> за одиницю часу визначається за виразом:

<Z> = \ 2πd² <v> n,

Де <v> – середня швидкість.

7. Випаровування та конденсація

Процес переходу речовини з рідкого стану в газоподібний називається пароутворенням, а зворотній процес – тобто перехід з газоподібного стану в рідкий, - конденсацією.

Для перетворення рідини в пару потрібно надати певну кількість теплоти, що називають теплотою пароутворення, яка визначається за виразом:

Q=rm,

Де r – питома теплота пароутворення; m - маса тіла.

Пароутворення відбувається двома способами – випаровування і кипіння.

Випаровування – це пароутворення лише з поверхні рідини, під час якого рідину залишають найшвидші молекули, внаслідок чого рідина охолоджується. У відкритій місткості випаровування рідини відбувається доти, поки вся вона не перетвориться в пару. Якщо ж рідина знаходиться в закритій місткості, настає динамічна рівновага – стан, за якого число молекул, що випаровуються, дорівнює числу молекул, які конденсуються. Пару, що перебуває в динамічній рівновазі зі своєю рідиною, називають насиченою.

Пароутворення, що відбувається одночасно як з поверхні, так і з усього об’єму рідини, називають – кипінням. На відміну від випаровування, яке відбувається за будь-якої температури, кипіння починається лише за певної температури – температури кипіння.