- •Тема 3 (лекции 9-17): Молекулярная физика. Термодинамика.
- •2.Модель идеального газа
- •3. Строение вещества. Жидкость, кристаллическая решётка
- •4. Молярная масса. Число Авогадро
- •5. Основное уравнение мкт идеальных газов. Физический смысл давления и температуры
- •17. Цикл Карно
- •18. Реальные газы. Уравнение Ван-дер-Ваальса.
- •19. Изотермы Ван-дер-Ваальса. Метастабильные состояние
- •20. Фазовые переходы
- •21. Формула Клапейрона-Клаузиуса
- •2. Средняя длина свободного пробела молекулы газа
17. Цикл Карно
Рассмотрим цикл, состоящий из двух изотерм и двух адиабат
18. Реальные газы. Уравнение Ван-дер-Ваальса.
(объём молекул)
;
19. Изотермы Ван-дер-Ваальса. Метастабильные состояние
3 вещественных корня низкие температуры
1 вещественный корень высокие температуры
От 2 до 6 чаще всего не встречается
2,3,5,6 – метастабильные состояния
2,3 – перегретые жидкости
5,6 – переохлаждённый газ (пересыщенный пар)
–универсальное уравнение
20. Фазовые переходы
Термодинамической фазой называется совокупность свободных, одинаковых по своим свойствам, частей системы.
Равновесие двух фаз может иметь место лишь в определённом интервале температур, причём каждому Т соответствует определённое р.
3 фазы одного и того же вещества могут находиться в равновесии только при единственном значении pиT– тройная точка.
Переход из одной фазы в другую обычно сопровождается поглощением или выделением некоторого количества тепла – фазовые переходы второго рода.
Если же переходы не связаны с поглощением или выделением тепла, то это фазовые переходы второго рода (модификации одного вещества).
21. Формула Клапейрона-Клаузиуса
;
22. Фазовые диаграммы. Тройная точка
КС – кривая сублимации
КП – кривая плавления
КП’ – кривая плавления для тел, у которых при охлаждении плотность уменьшается (вода, чугун)
КИ – кривая испарения
3т – тройная точка
К – критическая точка
23. Тепловое расширение кристаллов
24. Явления на границе раздела фаз
1. Поверхностное натяжение жидкости
Жидкость пытается принять наименьшую поверхность
(сила поверхностного натяжения)
–коэффициент поверхностного натяжения
2. Смачивание и несмачивание
жидкость | |
смачивающая |
Несмачивающая |
Сила притяжения между молекулами ж–ж < ж–т |
Сила притяжения между молекулами ж–ж > ж–т |
3. Капиллярные явления
Смачивающая:
Несмачивающая:
25 Явление переноса в сплошных средах
1. Диффузия. Теплопроводность. Вязкость
Явления, в процессе которых за счёт хаотичного движения молекул происходит выравнивание концентрации веществ, называется диффузия.
Количество частиц, пересекающих в единицу времени единицу поверхности называется диффузионной плотностью потока j.
, тогда
Поток направлен в сторону уменьшения концентрации
;
Если вещество нагрето неравномерно, то от более нагретых областей к менее нагретым будет происходить передача тепла. В изолированных системах этот процесс продолжается до тех пор, пока температура не выровняется. Это явление называется теплопроводность.
Плотность потока тела q– количество тепла, переходящего в единицу времени через единичную площадку.
; K– коэффициент теплопроводности
Внутреннее трениевозникает, если поток жидкости или газа имеет в разных местах одинаковую по направлению, но различную по модулю скорость. Поэтому между слоями возникает трение.
–вязкость;–сила трения на единицу поверхности
2. Средняя длина свободного пробела молекулы газа
–средняя длина свободного пробега молекулы
l– весь путь
N– число столкновений
Для газов:
–коэффициент диффузии
–коэффициент теплопроводности
–коэффициент внутреннего трения
Основная литература.
1. Трофимова, Т. И. Курс физики: учеб. пособие для вузов / Т. И. Трофимова. – М. : Издательский центр «Академия», 2006. – 560 с.
Дополнительная литература.
1. Савельев, И. В. Курс общей физики / И. В. Савельев. – М. : Наука, 2005. Т.1-5.
2. Курс общей физики / С. Э. Фриш, А. В. Тиморева. – СПб., М., Краснодар : «Лань», 2006. Т.1-3.
3. Сивухин, Д. В. Общий курс физики / Д. В. Сивухин. - М. : Физматлит, 2005. Т.1-