5.67M

Category:

physics

Молекулярная физика и термодинамика

3.

Моль
• Количество вещества, в
котором содержится число
Авогадро молекул

4.

Молярная масса
• Масса одного моля вещества
(в таблице Менделеева
указана в граммах )

9.

• Число независимых друг от
друга движений тела
(независимых координат),
называется числом его
степеней свободы

10.

Число степеней свободы молекул
• У одноатомного газа i = 3
• У двухатомного газа при не
слишком высокой температуре i = 5
• У двухатомного газа при высокой
температуре i = 7

11.

• Энергия равномерно
распределяется между всеми
степенями свободы

12.

• Среднюю энергию любой
молекулы можно записать в виде
где i – число степеней свободы
молекулы.

13.

Физический смысл температуры
• абсолютная температура Т –
это мера средней
кинетической энергии молекул

14.

Средняя кинетическая энергия
поступательного движения одной
молекулы одноатомного газа

Изопроцессы
• Процессы могут протекать так, что
изменяются все три параметра
состояния, но могут протекать и так,
что изменяются только два
параметра, а третий остается
постоянным. Такие процессы
называются ИЗОПРОЦЕССАМИ.

20.

Изотермический (Т=const)
P
pV const
T2
T2 > T1
T1
V

21.

Изобарный (р=const)
V
V const Т
p1
p2 > p 1
p2
T

22.

Изохорный (V=const)
p
р const Т
V1
V2 > V 1
V2
T

23.

Распределение
Больцмана

24.

Людвиг Больцман

25.

Распределение концентрации
молекул в зависимости от высоты
Концентрация молекул газа уменьшается с увеличением
высоты над поверхностью Земли. Например, в горах
концентрация кислорода меньше, чем на равнине

26.

27.

Барометрическая формула
Зависимость давления газа от высоты над
поверхностью земли. Например, давление
воздуха в горах меньше, чем на равнине.

28.

Распределение
Максвелла

29.

f
+

30.

Доля молекул, имеющих скорости в
данном интервале

31.

Распределение Максвелла

32.

33.

Наиболее вероятная скорость

34.

Средняя скорость

35.

Средняя квадратичная скорость

36.

Принцип детального равновесия.
• Максвелловское распределение
стационарно, несмотря на то, что в
результате столкновений молекулы все
время меняют скорость. Но при этом
между любыми двумя интервалами
скоростей устанавливается равновесие,
в результате которого число убывающих
и приходящих молекул одинаково.

37.

Термодинамический и
статистический методы.
Термодинамические и
статистические закономерности

38.

Динамические закономерности
• Движение каждой отдельной
молекулы описывается
законами классической
механики

39.

Статистический метод
• Изучает поведение большого
числа частиц при помощи
теории вероятностей и
определенных моделей
изучаемых систем

40.

Термодинамический метод
• изучает систему как целое, не
рассматривая внутреннее
строение тел и характер
движения отдельных молекул

41.

Термодинамическая система и ее
параметры

42.

Термодинамическая система
• Мысленно выделенная
макроскопическая система,
которую рассматривают
методами термодинамики,
называется
ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЙ
системой

43.

Внешняя среда
Все тела, которые не включены
в состав рассматриваемой
системы, называются
ВНЕШНИМИ телами или
ВНЕШНЕЙ СРЕДОЙ.

44.

Система открытая
• Если может обмениваться
веществом с внешней средой. У
нее может меняться
химический состав и масса.

45.

Закрытая система
• Система ЗАКРЫТАЯ, если не
может обмениваться
веществом с внешней средой.
Ее масса и химический состав
остаются постоянными

46.

Термодинамические параметры
• Физические величины,
служащие для характеристики
состояния термодинамической
системы

47.

Равновесное состояние
• Состояние термодинамической
системы РАВНОВЕСНОЕ, если при
постоянных внешних условиях
параметры термодинамической
системы не изменяются со
временем и в системе отсутствуют
потоки (вещества, энергии)

48.

Нулевое начало термодинамики
• Замкнутая термодинамическая
система с течением времени
приходит в равновесное
состояние, при котором
температура всех частей
системы одинакова

49.

Термодинамический процесс
• ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ
ПРОЦЕСС – переход системы из
одного состояния в другое.

50.

Равновесные процессы

51.

• Если процесс идет достаточно
медленно, то значения параметров
состояния во всем объеме можно
считать одинаковыми. Эти процессы
называют РАВНОВЕСНЫМИ или
ОБРАТИМЫМИ

52.

Внутренняя энергия. Теплота.
Работа в термодинамике.

53.

Внутренняя энергия
• ВНУТРЕННЯЯ ЭНЕРГИЯ ТЕЛА –
сумма кинетической энергии
движения молекул и
потенциальной энергии их
взаимодействия.

54.

Работа
• Количество энергии, переданной
телу механическим путем,
измеряется величиной
произведенной над телом работы.
При совершении работы
происходит изменение
макроскопических параметров
системы (в частности, объема).

55.

Теплообмен
• Энергия может передаваться со
стороны среды путем случайных
импульсов, передаваемых то одной,
то другой молекуле. Это теплообмен.
Теплообмен совершается путем
изменения энергии движения
отдельных молекул, т.е.,
микроскопических параметров тела.