Статистическая физика и термодинамика Основные положения МКТ
Работа добавлена на сайт samzan.net:
Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
от 25%
Подписываем
договор
2. Молекулярная физика и термодинамика
2.1. Статистическая физика и термодинамика
- Основные положения МКТ.
1. Все вещества состоят из мельчайших частиц (молекул и атомов). Молекулы разделены промежутками.2. Молекулы находятся в беспрерывном хаотическом движении.3. Между молекулами существуют силы взаимодействия (притяжение и отталкивание).
- Средняя кинетическая энергия молекул идеального газа.
W=mv²/2=3/2кт
- Молекулярно-кинетический смысл температуры.
Температура - мера средней кинетической энергии хаотического движения малекул: E=3/2kT
- Основное уравнение МКТ
- Модель идеального газа.
математическая модель газа, в которой предполагается, что потенциальной энергией молекул можно пренебречь по сравнению с их кинетической энергией. Между молекулами не действуют силы притяжения или отталкивания, соударения частиц между собой и со стенками сосуда абсолютно упруги, а время взаимодействия между молекулами пренебрежимо мало по сравнению со средним временем между столкновениями.
- Закон Авогадро.
одно из важных основных положений химии, гласящее, что «в равных объёмах различных газов, взятых при одинаковых температуре и давлении, содержится одно и тоже число молекул».
- Закон Дальтона.
- Давление смеси химически не взаимодействующих идеальных газов равно сумме парциальных давлений:
- При постоянной температуре растворимость в данной жидкости каждого из компонентов газовой смеси, находящейся над жидкостью, пропорциональна их парциальному давлению. Оба закона Дальтона строго выполняются для идеальных газов. Для реальных газов эти законы применимы при условии, если их растворимость невелика, а поведение близко к поведению идеального газа.
- Уравнение и график изотермического процесса. Изотермический процесс — термодинамический процесс, происходящий в физической системе при постоянной температуре. pV=const ; p1V1=p2V2 T=const
- Уравнение и график изобарного процесса.
термодинамический процесс, происходящий в системе при постоянном внешнем давлении; на термодинамической диаграмме изображается изобарой. V1/T1=V2/T2 p=const
- Уравнение и график изохорного процесса. P1/T1=P2/T2
- Уравнение Менделеева-Клапейрона.
- При нагревании идеального газа средняя квадратичная скорость теплового движения молекул увеличилась в 4 раза. Как изменится при этом абсолютная температура?
- Определить температуру, при которой средняя кинетическая энергия молекул одноатомного газа будет в 2 раза больше, чем при температуре -73С.
- Какой температуре по абсолютной шкале Кельвина соответствует температура 690.T=t+273
- Найти концентрацию молекул, если в 0,01 м3 содержится 8·1010 молекул. n = N/V
- Определить массу одной молекулы, если молярная масса М=3210-3 кг/моль. m = M/Na
- Какое давление на стенки сосудов оказывал бы идеальный газ с концентрацией 100 миллиардов молекул в кубическом миллиметре при средней квадратичной скорости движения молекул 1 км/с и массе молекулы З .10-27 кг?
- Вычислите среднюю кинетическую энергию молекул идеального газа при температуре 270С. E=1.5kT
- Количество вещества гелия v=1,5 моль, температура Т=120 К. Определить суммарную кинетическую энергию Ек поступательного движения всех молекул этого газа.
- В баллоне объемом 30 дмЗ находится водород под давлением 5.106 Па при температуре 270С. Определите массу газа, считая водород идеальным газом m==60кг
- Определить среднюю квадратичную скорость <vкв> молекулы газа, заключенного в сосуд вместимостью V= 2 л под давлением р= 200 кПа. Масса газа m= 0,3 г.
=63,25*103
- При температуре 27 оС и давлении 105 Па объем воздушного шара, заполненного гелием, равен 500 м3. Каким будет объем этого шара, если при подъеме в верхние слои атмосферы температура понизится до - 33 ОС, а давление станет равным 5.104 Па? Массу гелия считать постоянной.
p1V1/T1=p2V2/T2
V2=P1V1T1/P2T2= 980 м3
- Сколько молекул содержится в газе объемом 2м3 при давлении 150 кПа и температуре 270С?
- В баллоне имеется 16 мг кислорода. Через отверстие в каждую секунду вытекает 1 млн. молекул. За какое время газ вытечет из баллона?
- При сжатии газа его объем уменьшился с 8 до 5 л, а давление повысилось на 60 кПа. Найти первоначальное давление.
p1V1=p2V2= 96кПа
- При температуре 250 К, давлении 5 · 105 Па в баллоне объемом 0,1 м3 находится воздух. Найти объем воздуха при нормальных условиях.
- При какой температуре находился газ в закрытом сосуде, если при нагревании его на 140 К давление возросло в 1, 5 раза?
P1/T1=P2/T2 Т1=P1*T2/P2=P1*140/1.5P1=93К
- Средняя квадратичная скорость молекул некоторого газа равна 450 м/с. Давление газа равно 5 * 104 Н/м2. Найти плотность газа при этих условиях.
- Чему равна энергия теплового движения 20 г кислорода при температуре 10° С? Какая часть этой энергии приходится на долю поступательного движения и какая часть на долю вращательного?
Е=mkT=7.8*10-23Дж
Епост= 3/2кт=2,07*10-23Дж
Eвращ= 7.8*10-23 - 2,07*10-23=5,73*10-23
- Колба вместимостью V = 4 л содержит некоторый газ массой m = 0,6 г под давлением Р = 200 кПа. Определить среднюю квадратичную скорость молекул газа.
= 63,25*103
- 12г газа занимают объем 4·10-3 м3 при температуре 70 С. После нагревания газа при постоянном давлении его плотность стала равна 6·10-4 г/см3. До какой температуры нагрели газ?
- В сосуде находится 14 г азота и 9 г водорода при температуре 10ºС и давлении 106 Па. Найти плотность этой смеси.