Модуль 2 Лекция 71 Модуль 2. Молекулярная физика и термодинамика. Молекулярно-кинетическая теория Л7-10 Распределение Максвелла-Больцмана Л8-13. Явление. - презентация

1 Модуль 2 Лекция 71 Модуль 2. Молекулярная физика и термодинамика. Молекулярно-кинетическая теория Л7-10 Распределение Максвелла-Больцмана Л8-13. Явление переноса Л9-10. Первое начало термодинамики Л Изопроцессы. Энтропия Л Второе начало термодинамики. Цикл Карно Л Модуль 2: лекций 6 (12часов), 68 слайдов.

2 Модуль 2 Лекция 72 Молекулярная физика (Волькенштейн-1990 г) МКТ Распределение Максвелла Явления переноса

3 Модуль 2 Лекция 73 Молекулярная физика – это раздел физики, в котором изучаются физические свойства тел в различных агрегатных состояниях на основе рассмотрения их микроскопического (молекулярного) строения. Если классическая механика рассматривает лишь внешние взаимодействия макроскопических тел, их движение в целом, то статистическая физика и термодинамика изучают внутренние свойства макроскопических систем и те происходящие в них процессы, которые являются результатом атомных и молекулярных явлений.

4 Модуль 2 Лекция 74 Объектом исследований статистической физики и термодинамики являются макроскопические системы, состоящие из очень большого числа частиц. Статистика исходит из законов механики и теории вероятности, термодинамика – из фундаментальных опытных фактов превращения одних видов энергии в другие.

5 Модуль 2 Лекция 75 Внешние параметры V, S пов., Е эл.поля, В магн.поля зависят от взаимного расположения окружающих систему тел. Внутренние параметры Т, Р, ρ, n

6 Модуль 2 Лекция 76 Опытное обоснование молекулярно- кинетической теории 1.Высокая сжимаемость газов свидетельствует о наличии больших расстояний между молекулами. 2.Стремление газа занять весь объем говорит о независимости движения молекул. 3.Диффузия – молекулы движутся в «пустотах». 4.Смешение жидкостей (вода+спирт) – объем смешения не равен объему компонентов. 5.Рост давления газа связан с относительным увеличением ударов молекул о стенки. 6.Броуновское движение – неуравновешенность ударов молекул.

7 Модуль 2 Лекция 77 Абстракции молекулярной физики Идеальный газ – газ, частицы которого на расстоянии не взаимодействуют, а при столкновениях ведут себя как упругие шары, собственный объем частиц значительно меньше объема, занимаемого газом. 1.Идеальный газ – собрание большого числа молекул, которые рассматриваются как материальные точки. 2.Между столкновениями молекулы двигаются равномерно и прямолинейно. Скорости их равновероятны по направлениям. 3.Давление газа – результат взаимодействия молекул газа со стенками сосуда. 4.Каждая молекула обладает энергией, которая пропорциональна абсолютной температуре.

8 Модуль 2 Лекция 78 Основное уравнение МКТ для давления (Уравнение Клаузиуса) Основное уравнение МКТ для температуры Уравнение состояния ид.газа Объединенный газовый закон

9 Модуль 2 Лекция 79 Постоянная Больцмана K=1, Дж/К Моль – количество вещества, содержащего столько же структурных элементов (молекул, атомов), сколько атомов содержится в изотопе углерода 12 С массой 0,012 кг. Молярная масса М, кг/моль–масса 1 моля Число молей (m – масса газа, кг) Постоянная Авогадро N A =N 0 =6, /моль – число молекул в 1 моле, где m 0 – масса одной молекулы В 1 моле разных веществ содержится одинаковое N A число молекул.

10 Модуль 2 Лекция 710 M=m 0 N A Смесь газов – М эф.

11 Модуль 2 Лекция 711 P(V)=N 0 kT R=N 0 k R=8.31Дж/мольК R – универсальная газовая постоянная P(V)(m/M)=(m/M)RT PV=(m/M)RT Уравнение Менделеева-Клапейрона для произвольной массы газа