2. Линейный размер частицы любого вещества, как и масса, — это постоянная характеристика. Диаметр молекулы зависит от радиусов образующих ее атомов, их взаимного притяжения. Размеры частиц меняются

2. Линейный размер частицы любого вещества, как и масса, — это постоянная характеристика. Диаметр молекулы зависит от радиусов образующих ее атомов, их взаимного притяжения. Размеры частиц меняются с увеличением числа протонов и энергетических уровней. масса молекул — это сумма масс атомов, входящих в их состав. Na = (6,022045±0,000031)*10 23
число молекул в моле любого вещества или число атомов в моле простого вещества.

3. Существуют модель классического идеального газа, свойства которого описываются законами классической физики, и модель квантового идеального газа, подчиняющегося законам квантовой механики. В модели классического идеального газа газ рассматривают как совокупность огромного числа одинаковых частиц (молекул), размеры которых пренебрежимо малы.В квантовом случае различают два вида идеального газа: если частицы газа одного вида имеют спин, равный единице, то к ним применяют статистику Бозе — Эйнштейна, если частицы имеют спин, равный Ѕ, то применяют статистику Ферми — Дирака.

5. Качественное объяснение давления газа заключается в том, что молекулы идеального газа при столкновениях со стенками сосуда взаимодействуют с ними по законам механики как упругие тела. МКТ идеального газа в виде:

6. Закон Бойля - Мариотта. Пусть газ находится в условиях, когда его температура поддерживается постоянной (такие условия называются изотермическими).Тогда для данной массы газа произведение давления на объем есть величина постоянная:

Закон Гей - Люссака. Пусть газ находится в условиях, когда постоянным поддерживается его давление (такие условия называются изобарическими). Их можно осуществить, если поместить газ в цилиндр, закрытый подвижным поршнем. Тогда изменение температуры газа приведет к перемещению поршня и изменению объема. Давление же газа останется постоянным. При этом для данной массы газа его объем будет пропорционален температуре:

где V₀ - объем при температуре t = 0⁰C, - коэффициент объемного расширения газов. Его можно представить в виде, аналогичном коэффициенту сжимаемости:

Закон Шарля. Если газ находится в условиях, когда постоянным остается его объем (изохорические условия), то для данной массы газа давление будет пропорционально температуре:

где р₀ - давление при температуре t = 0⁰C, - коэффициент давления. Он показывает относительное увеличение давления газа при нагревании его на 1⁰:

Закон Шарля также можно записать в виде:

Уравнение Клапейрона - Менделеева. Из законов идеального газа можно получить уравнение состояния, связывающее Т, р и V идеального газа в состояния равновесия.

Это уравнение и является уравнением состояния идеального газа, которое также носит название уравнение Клапейрона - Менделеева.

8.
Рассмотрим функцию F(х), определенную на всей числовой оси следующим образом: для каждого х значение F(х) равно вероятности того, что дискретная случайная величина примет значение, меньшее х, т. е.

(18)

Эта функция называется функцией распределения вероятностей, или кратко, функцией распределения.

9. МАКСВЕЛЛА РАСПРЕДЕЛЕНИЕ - распределение по скоростям частиц (молекул) макроскопич. физ. системы, находящейся в статистич. равновесии, в отсутствие внеш. поля при условии, что движение частиц подчиняется законам классич.механики.

, от до и от до , равно , где

Средняя скорость <v>.

Ее физический смысл: Средняя арифметическая скорость есть отношение пути пройденного за очень большой промежуток времени к этому промежутку времени.

Наиболее вероятная скорость. Относительное число молекул скорости которых лежат в единичном интервале вблизи наиболее вероятной скорости будет наибольшим. Эта скорость соответствует максимуму функции распределения.

Средняя квадратичная скорость

Физический смысл среднеквадратичной скорости: эта скорость, которой должны обладать все молекулы, что бы их общая кинетическая энергия поступательного движения была равна средней кинетической энергии газа при данной температуре.

10. Распределение по вектору скорости

Учитывая, что плотность распределения по скоростям fv пропорциональна плотности распределения по импульсам: и используюя p = mv мы получим:что является распределением Максвелла по скоростям. Вероятность обнаружения частицы в бесконечно малом элементе [dvx, dvy, dvz] около скорости v = [v x, v y, v z ] равна

11. В присутствии гравитационного поля (или, в общем случае, любого потенциального поля) на молекулы газа действует сила тяжести. В результате, концентрация молекул газа оказывается зависящей от высоты в соответствии с законом распределения Больцмана:

n = n0exp(-mgh / kT)

где n - концентрация молекул на высоте h, n0 - концентрация молекул на начальном уровне h = 0, m - масса частиц, g - ускорение свободного падения, k - постоянная Больцмана, T - температура.

Барометрическая формула позволяет найти атмосферное давление в зависимости от высоты или, измерив давление, найти высоту .

12. Распределение, закон Максвелла-Больцмана — распределение молекул газа по координатам и скоростям при наличии произвольного потенциального силового поля

13. Среднее число столкновений за 1 с равно числу молекул в объеме, так называемого ломаного цилиндра:

где n — концентрация молекул, V = πd²<v>,где <v> — средняя скорость молекулы или путь, пройденным ею за 1 с). Таким образом, среднее число столкновений

. Молекулы газа, находясь в хаотическом движения, непрерывно сталкиваются друг с другом. Между двумя последовательными столкновениями молекулы проходят некоторый путь l, называемым длиной свободного пробега. Частота столкновений – отношение числа сталкивающихся с поверхностью молекул в заданный интервал времени к этому интервалу и площади поверхности.

14. Основной закон диффузии – закон Фика:

плотность диффузионного потока какого-либо компонента вещества прямо пропорциональна градиенту концентрации (плотности) этого компонента со знаком «минус»:

(5.15)

15. Закон вязкости (внутреннего трения) Ньютона — математическое выражение, связывающее касательное напряжение внутреннего трения (вязкость) и изменение скорости среды в пространстве (скорость деформации) для текучих тел (жидкостей и газов):

где величина называется коэффициентом внутреннего трения или коэффициентом динамической вязкости (единица СГС — пуаз); с физической точки зрения она представляет собой удельную силу трения при градиенте скорости, равном единице.

.

16. Согласно гипотезе Фурье, количество теплоты d²Q_τ, проходящее через элемент изотермической поверхности dF за промежуток времени dτ, пропорционально температурному градиенту :

17.

Дата добавления: 2015-11-04