- •Гравитац поле Земли
- •6 Норм гравитац поле и его аномалии.
- •8 Орбит движ Земли и ее осевое вращ
- •9 Приливообр силы и их геофиз роль.
- •11. Работа силы и мощность. Кинетич и потенц энергия.
- •12. Гармонич колеб и его хар-ки.
- •14.Волна и ее хар-ки. Продольн и попереч волны.
- •15 Звук
- •16. Элем мех жидк. Осн определ. Ур-е неразрыв.
- •18. Основн полож молек-кинетич теории строен вещ-ва. Межмолек силы. Агрегат сост вещ-ва.
- •19. Макроскоп сист. Термодинам. Равновесие и т.Д.
- •20. Газ законы. Ур-е сост идеал газа.
- •4. Барометр ф-ла и распредел больцмана.
- •22. Явл. Переноса. Диффузия.
- •23. Явл переноса теплопроводность.
- •24. Явл переноса внутр трение (вязкость).
- •25. Степ своб молек. Распредел эн по степ своб.
- •26 Внутр эн идеального газа. Раб и теплота. З-н сохр энергии. 1-е начало термодинамики.
- •28. Электрич заряды и электрич поле. З-н кулона
- •29. Линии напряж. Поток вектора напряж эл поля.
- •30 Прим вычисл электр поля с пом т Острогр-Гаусса.
- •31 Потенциал и раб сил электростат поля
- •32. Градиент потенциала. Связь между потенц и напряж-ю электростат поля в кажд точке поля.
- •33 Эквипотенциальные пов-ти
- •34. Вычисл потенц некот простейш электростат полей.
- •1 .Потенциал электрического поля точечного заряда q.
- •3. Шаровой конденсатор.
- •35.Геоэл поле Земли
- •36 Электр провод-ть атм.
- •37 Электротеллур поле. Рег и локал электр поля
- •38 Магнитн поле токов. Магнитн индукция.
- •40 Примен з-на б-с-л
- •42 Сила лоренца и т. Д..
- •44. Магн поле з. Магн полюса. Элементы зем. Магнетизма. Карты изогон и т.Д.
- •45. Межплан маг поле. Солнеч ветер. Магнитосф Зем. Радиац пояса
- •46 Природа геомагн поля…
- •47 Глав магнитн поле Зем, его аномалии
- •48 Перемен магн поле Зем и его вариации.
4. Барометр ф-ла и распредел больцмана.
Если на молек газа не действ никакие внеш силы, то вследств тепл движ они равномер распредел по всему объему сосуда, так что в кажд ед объема содерж в сред одинак число молек. При одинак во всех частях объема темпер в газе устанавл всюду одинак давл Р = nkT = const (в соотв с з-ном Паскаля).
Когда газ наход в некот силовом поле, в кот на кажд ч-цу газа действ внеш сила, толкающ ее в определен направл. В рез-те одноврем действ внеш сил и тепл движ молек в газе при задан темпер устанавл некот неравномер распредел молек в пр-ве, не измен во врем.
Прим внеш сил явл поле силы тяж, а прим газа в таком силовом поле явл зем атм. Молек газов, составл атм возд, под влиян тепл движ рассеялись бы в мир пр-ве, если бы отсутств сила тяж. Т.о., само сущ атм явл рез-ом одноврем действ силы притяж молек к Зем и их тепл движ.
Если бы зем атм наход в сост тепл равновес, т.е. темпер атм была бы одинак на всех высотах, то в ней бы установ так наз барометр распредел плотн и давл с высотой.
Для определ барометр з-на измен давл и плотн идеал газа с высотой рассмотр вертик столб газа с площ попереч сеч S = 1, находящ при постоян темпер.
Рис.
Обознач давл газа на некот нулев ур Z=0 (ур моря, пов-ти зем) ч-з Р0, а давл на выс Z над нул ур ч-з Р. При увелич выс на dZ давл газа уменьш на некот велич dР. Это уменьш давл равно весу столба газа выс dZ с площ основ S = 1
dP = - g dZ, (1) где - - плотн газа. На основ ур-я сост идеал газа, его плотн равна =P/RT (2)
dP = - (P/RT)g dZ, dP/P = - (/RT)g dZ.
р z z
dP/P = - /R g dZ/Т ; ln P/P0 = - /R g dZ/Т
p0 0 0
На небольш выс над пов-ю зем ускор силы тяж g можно счит постоян, не завис от выс Z, и вынести его за знак интегр . Если газ наход в тепл равновес при постоян, не завис от выс Z темпер Т, то и Т можно вынести за знак интегр.
ln P/P0 = - gZ/RT,
откуда Р/Р0 = е - gZ/RT; Р = Р0 е - gZ/RT. (4)
Ф-ла (4) хар-ет измен давл газа с выс и наз барометр ф-лой. Она показ, что давл газа с выс убыв по экспоненц з-ну.
Рис.
Прибор для определ выс над зем пов-ю наз высотомером. Давл с выс убыв тем быстрее, чем тяж газ.
Р = Р0 е - mgZ/ kT.
Так как P = nkT, то эта барометр ф-ла выраж также з-н убыв плотн газа с выс n = n0 е - mgZ/ kT (5)
где n и n0 – чис молек в ед объема газа в точ, разн выс между кот равна Z. Ввиду чрезвыч малой массы газ молек убыв плотн газа и его давл заметно только при значит измен выс.
Т.к. велич mgZ - потенциал эн молек в поле тяготен, то
n = n0 е – U(Z) /kT (6) т.е. она выраж з-н распредел молек идеал газа по велич их потенциал эн в поле тяготен. Причем велич n0 имеет смысл числа ч-ц с потенциал энерг равной нулю (n = n0 при U = 0).
Поскольку, в произвол силов поле потенц эн ч-цы может завис от всех 3-х коорд, хар-х ее полож в пр-ве, а не только от одной, как это имело место в частн случ поля тягот, т.е. n = n(X,Y,Z) и соотв этому U = U(X,Y,Z). Т.о., в люб силов поле распредел ч-ц в пр-ве выраж з-ном
n(X,Y,Z) = n0 е – U(X,Y,Z) / kT - з-н Больцмана (7) где U(X,Y,Z) – потенц эн ч-ц во внеш сил поле, завис от коорд той точки, в кот наход ч-ца; n(X,Y,Z) – конц ч-ц в точ с коорд X,Y,Z; n0 – чис ч-ц в ед объема в том месте пр-ва, где их потенц эн равна 0. При постоян Т концентр ч-ц убыв с ростом U и возраст с убыв U, т.е. ч-цы концентрир преимущ в местах с меньш потенц эн.