37.Барометричні формули

До цього казали,щ о на молекули не діють силові поля і вони розподіоені по обєму рівномірно. Але насправді на молекули діють сили тяжіння, тому атмосферне повітря знаходиться біля поверхні землі і його молекули не розлітаються у всесвіт. Тепловий рух молекул завдячує тому, що молекули атмосферного повітря не падають на землю. Отже, сила тяжіння та тепловий рух молекул зумовлюють стаціонарний стан ідеального газу – тобто с підняттям на висоту тиск та концентрація молекул зменшується

(p-dp)-p=*g*dh; dp=*g*dh(1*); m=*V =>>>=m/V

Р-ня М-К:p*V=(m/M)*R*T =>> m/V=p*M/R*T (2*)

(2*)->(1*)=>>> dp=-(p*M/R*T)*g*dh

dp/p=-(M*g/R*T)*dh

ln(p/p0)=-(M*g/R*T)*h

p=p0*e^(-M*g*h/R*T); h=(R*T/M*g)*ln(p0/p)=>>Барометричні формули

Отже, з підняттям на висоту тиск зменшується за законом експонента. Тим швидше, чим важчий газ, і чим нижча абсолютна тепмература

39.Кі-сть ступенів вільності молекул

Це число незалежних зміних(координат), яке описує положення тіла в просторі.

Іn-кі-сть ступенів вільності молекул при поступальному русі.

Іо-при обертальному русі

Ік-при коливальному русі

При темп. Нижчої за кімнатну вважають, що атоми в молекулі жорстко зв’язані. Тому коливальний рух не враховується.

1. Одноатомний газ. Ік=3, іо=-,і=3

2. Двоатомний газ. Ік=3, іо=2,і=5

3. Трьохатомний або багатоатомний. Ік=3, іо=3,і=6

Ік=3*N-6 – коливальний ступень вільності

Якщо молекула лінійна(атоми розташовані вздовж однієї прямої), то коливальний ступінь вільності Ік=3*N-5

41 Вн́утрішня ене́ргія тіла (позначається як E або U) — повна енергія термодинамічної системи за винятком її кінетичної енергії як цілого і потенціальної енергії тіла в полі зовнішніх сил. Внутрішня енергія складається з кінетичної енергії хаотичного руху молекул, потенціальної енергії взаємодії між ними і внутрішньомолекулярної енергії.

Внутрішня енергія є однозначною функцією рівноважного стану системи. Це означає, що кожний раз, коли система опиняється в даному рівноважному стані, її внутрішня енергія приймає властиве цьому стану значення, незалежно від передісторії системи. Отже, зміна внутрішньої енергії при переході з одного стану в інший буде завжди дорівнювати різниці значень в цих станах, незалежно від шляху, по якому здійснювався перехід. Внутрішню енергію тіла не можна виміряти напряму. Можна визначити тільки зміну внутрішньої енергії:

,

де —кількість теплоти, передана термодинамічній системі, —робота, виконана над термодинамічною системою^[1] або:

,

де , робота виконана термодинамічною системою.

42. Перший закон термодинаміки

Зміна внутрішньої енергії закритої системи, яка відбувається в рівноважному процесі переходу системи із стану 1 в стан 2, дорівнює сумі роботи, зробленої над системою зовнішніми силами, і кількості теплоти, наданої системі: ΔU = A' + Q. Робота здійснена системою над зовнішніми тілами в процесі 1->2 (Назвемо її просто А) A=-A', тоді закон приймає вигляд:

.

Кількість теплоти, що надається системі, витрачається на зміну внутрішньої енергії системи і на здійснення системою роботи проти зовнішніх сил.

Для елементарної кількості теплоти δQ; елементарної роботи δA і малої зміни dU внутрішньої енергії перший закон термодинаміки має вигляд:

43. Теплоє́мність — фізична величина, яка визначається кількістю теплоти, яку потрібно надати тілу для зміни його температури на один градус.

Позначається здебільшого великою латинською літерою C. Питома теплоємність — теплоємність одиничної маси тіла, позначається малою латинською літерою c. Часто визначається також молярна теплоємність — теплоємність одного моля газу.

44. 1. Ізотермічний процес. Під час ізотермічного процесу (Т = const) зміна температури . Тому внутрішня енергія ідеального газу не міняється (). Відповідно до рівняння стану ідеального газу pV = const, тобто у разі підведення до газу деякої кількості теплоти (досить повільно) змінюються тільки тиск і об'єм, а внутрішня енергія залишається незмінною.

Таким чином, з виразу випливає, що

.

під час ізотермічного процесу вся підведена кількість теплоти витрачається на роботу, здійснену газом проти зовнішнього тиску.

      Якщо процес являє собою ізотермічне стискання, то А_г < 0 і Q = - A_r. Або інакше: A_r = - Q.

      Негативне значення Q вказує на те, що газ під час стискання віддає тепло, причому в кількості, що дорівнює здійсненій роботі.

45. Адіаба́тний проце́с (грец. αδιαβατος — неперехідний) — в термодинаміці зміна стану тіла без обміну теплом з навколишнім середовищем. Його можна здійснити, проводячи стискання чи розширення тіла (наприклад, газу) дуже швидко.

Так, при поширенні звукових хвиль у повітрі чи іншому тілі, у місцях згущення частинок температура підвищується, а в місцях розрідження — знижується. За дуже малий період коливання не відбувається помітного обміну теплом між місцями згущення і розрідження.

Під час адіабатного стискування тіла внутрішня енергія його збільшується, а при адіабатичному розширенні — зменшується. Виконана робота при цьому дорівнює за величиною і протилежна за знаком зміні внутрішньої енергії системи.

де P — тиск, V — об'єм, —показник адіабати,

 — молярна теплоємність за умов постійного тиску, а — молярна теплоємність за умов постійного об'єму.

46. Виразимо температуру з рівняння Менделєєва–Клапейрона і підставимо в останню формулу: , . Але, оскільки , то в остаточному підсумку одержуємо: або . Отримане рівняння називається рівнянням Пуассона.