Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Шпора по физике [1 семестр]2 / Реш.задач (молек.физики).doc
Скачиваний:
26
Добавлен:
02.05.2014
Размер:
1.01 Mб
Скачать

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АВИАЦИОННЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ОСНОВЫ МОЛЕКУЛЯРНОЙ ФИЗИКИ

И ТЕРМОДИНАМИКИ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к практическим занятиям

по курсу общей физики

Уфа 2005

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АВИАЦИОННЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ОСНОВЫ МОЛЕКУЛЯРНОЙ ФИЗИКИ

И ТЕРМОДИНАМИКИ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к практическим занятиям

по курсу общей физики

Уфа 2005

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АВИАЦИОННЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра физики

ОСНОВЫ МОЛЕКУЛЯРНОЙ ФИЗИКИ

И ТЕРМОДИНАМИКИ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к практическим занятиям

по курсу общей физики

Уфа 2005

Составители С.А. Шатохин, Э.В. Сагитова

УДК [539.19+536](07)

ББК [22.36+22.317](Я7)

Основы молекулярной физики и термодинамики: Методические указания к практическим занятиям по курсу общей физики. / Уфимск. гос. авиац. техн. ун-т; Сост.: С.А. Шатохин, Э.В. Сагитова -Уфа, 2005. - 32 c.

Приведены примеры решения различных типов задач по темам практических занятий раздела «Основы молекулярной физики и термодинамики». Предназначены для студентов 1 и 2 курсов.

Библиогр.: 5 назв.

Рецензенты: А.С. Краузе

Э.З. Якупов

© Уфимский государственный

авиационный

технический университет, 2005

Содержание

Введение 4 Основные формулы 5 Примеры решения задач 9

  1. Молекулярно-кинетическая теория идеальных газов 9

  2. Основы термодинамики 15

Список литературы 32

Введение

Практические занятия являются одной из важнейших компонент учебного процесса по физике. Они способствуют приобщению студентов к самостоятельной работе, учат анализировать изучаемые физические явления, использовать на практике полученные теоретические знания.

Предназначены для студентов, изучающих раздел курса общей физики «Основы молекулярной физики и термодинамики». В методических указаниях представлены примеры решения типичных задач разной степени трудности. Решения сопровождаются необходимыми примерами и комментариями. Задачи систематизированы по основным темам раздела. Приведены основные формулы, облегчающие усвоение алгоритмов решения задач.

Основы молекулярной физики и термодинамики

Основные формулы

Количество вещества ,

где

N – число молекул,

NA – постоянная Авогадро,

m – масса вещества,

M – молярная масса.

Уравнение Менделеева- Клайперона

,

где

р – давление газа,

V – его объем,

R – молярная газовая постоянная,

T – термодинамическая температура.

Уравнение молекулярно – кинетической теории газов

,

где

n0 – концентрация молекул,

<Eпост> – средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул,

m0 – масса молекулы,

<υкв> – средняя квадратичная скорость.

Средняя кинетическая энергия молекулы

,

где

i – число степеней свободы,

k – постоянная Больцмана.

Внутренняя энергия идеального газа

.

Скорости молекул:

средняя квадратичная ,

средняя арифметическая ,

наиболее вероятная .

Средняя длина свободного пробега молекулы

,

где d – эффективный диаметр молекулы.

Среднее число столкновений молекулы в единицу времени

.

Уравнение диффузии

,

где

D – коэффициент диффузии,

Ρ – плотность,

dS – элементарная площадка, перпендикулярная к оси Х.

Уравнение теплопроводности

,

где χ – коэффициент теплопроводности.

Сила внутреннего трения ,

где η – динамическая вязкость.

Коэффициент диффузии .

Вязкость (динамическая) .

Теплопроводность ,

где сV - удельная изохорная теплоемкость.

Молярная теплоемкость идеального газа:

Изохорная ,

Изобарная .

Первое начало термодинамики

Работа расширения газа при процессе:

Изобарном ,

Изотермическом ,

адиабатном

,

где .

Уравнение Пуассона (уравнение адиабатного процесса)

, ,.

Коэффициент полезного действия цикла Карно

,

где

Q и T – количество теплоты, полученное от нагревателя, и его температура,

Q0 и T0 – количество теплоты, переданное холодильнику, и его температура.

Изменение энтропии при переходе из состояния 1 в состояние 2

Уравнение Ван - дер - Ваальса:

для 1 моль газа ,

для ν моль газа ,

где a и b – постоянные Ван - дер - Ваальса,

VMобъем 1 литра газа.

Критические параметры .

Собственный объем молекулы .

Высота поднятия жидкости в капилляре радиусом r

.