1.Статістіческій і термодинамічний методи
2.Молекулярно-кінетична теорія ідеальних газів
2.2.Опитние закони ідеального газу
2.3.Уравненіе стану ідеального газу (рівняння Клапейрона-Менделєєва
2.4.Основное рівняння молекулярно-кінетичної теорії ідеального газу
3.1.Внутренняя енергія. Закон рівномірного розподілу енергії за ступенями свободи
3.2.Первое початок термодинаміки
3.3.Работа газу при зміні його об'єму
3.5.Первое початок термодинаміки і ізопроцесси
3.5.1.Ізохорний процес (V = const)
3.5.2.Ізобарний процес (p = const)
3.5.3.Ізотерміческій процес (T = const)
3.5.4. Адіабатичний процес (dQ = 0)
3.5.5. Політропний процеси
3.6.Круговой процес (цикл). Оборотні та необоротні процеси. Цикл Карно.
3.7.Второе початок термодинаміки
3.8.1.Сіли міжмолекулярної взаємодії
3.8.3.Внутренняя енергія реального газу
3.8.4.Еффект Джоуля-Томсона. Зріджування газів.
Молекулярна фізика і термодинаміка - розділи фізики, в яких ізучаютсямакроскопіческіе процеси, пов'язані з величезним числом містяться в тілах атомів і молекул. Для вивчення цих процесів застосовують два принципово різняться (але взаємно доповнюють один одного) методу: статистичний (молекулярно-кінетичний) ітермодінаміческій.
Молекулярна фізика - розділ фізики, що вивчає будову і властивості речовини виходячи з молекулярно-кінетичних уявлень, що грунтуються на тому, що всі тіла складаються з молекул, що знаходяться в безперервному хаотичному двіженіі.Процесси, вивчаються молекулярною фізикою, є результатом сукупної дії величезного числа молекул. Закони поведінки величезного числа молекул вивчаються з помощьюстатістіческого методу, який заснований на тому, що свойствамакроскопіческой сістемиопределяются властивостями частинок системи, особливостями їх руху і усередненими значеннями динамічних характеристик цих частинок (швидкості, енергії і т.д.). Наприклад, температура тіла визначається середньою швидкістю хаотичного руху його молекул і не можна говорити про температуру однієї молекули.
Термодинаміка - розділ фізики, що вивчає загальні властивості макроскопічних систем, що знаходяться в стані термодинамічної рівноваги, і процеси переходу між цими станами. Термодинаміка не розглядає мікропроцеси. які лежать в основі цих перетворень, а ґрунтується на двох засадах термодинаміки - фундаментальних законах, встановлених експериментальним шляхом.
Статистичні методи фізики не можуть бути використані в багатьох розділах фізики і хімії, тоді як термодинамічні методи універсальні. Однак статистичні методи дозволяють встановлювати мікроскопічну будову речовини, тоді як термодинамічні методи лише встановлюють зв'язку між макроскопічними властивостями. Молекулярно-кінетична теорія і термодинаміка взаємно доповнюють один одного, створюючи єдине ціле, але відрізняючись методами дослідження.
2.Молекулярно-кінетична теорія ідеальних газів
2.1.Основние визначення
Об'єктом дослідження в молекулярно-кінетичної теорії є газ. Вважається, що молекули газу, здійснюючи беспорядочение руху, не пов'язані силами взаємодії і тому вони рухаються вільно, прагнучи, в результаті зіткнень, розлетітися в різні боки, заповнюючи весь наданий їм об'єм. Таким чином, газ приймає обсяг того судини, який газ займає.
Ідеальний газо- це газ, для якого: власний обсяг його молекул пренебрежимо малий у порівнянні з об'ємом посудини; між молекулами газу відсутні сили взаємодії; зіткнення молекул газу між собою і зі стінками посудини абсолютно пружні. Для багатьох реальних газів модель ідеального газу добре описує їх макро властивості.
Термодинамічна система - сукупність макроскопічних тіл, які взаємодіють і обмінюються енергією як між собою, так і з іншими тілами (зовнішнім середовищем).
Стан системи-сукупність фізичних величин (термодинамічних параметрів, параметрів стану), які характеризують властивості термодинамічної системи: температура, тиск, питомий об'єм.
Температура-фізична величина, що характеризує стан термодинамічної рівноваги макроскопічної системи. В системі СІ дозволено використання термодинамічної і практичної температурної шкали. У термодинамічної шкалою потрійна точка води (температура, при якій лід, вода і пар при тиску 609 Па знаходяться в термодинамічній рівновазі) вважається рівною Т = 273.16 градуса Кельвіна [K]. У практичній шкалою температури замерзання і кипіння води при тиску 101300 Па вважаються рівними, відповідно, t = 0 і t = 100 градусів Цельсія [C]. Ці температури пов'язані між собою співвідношенням
Температура Т = 0 До називається нулем Кельвін, згідно з сучасними уявленнями ця температура є недосяжною, хоча наближення до неї як завгодно близько можливо.
Тиск - фізична величина, яка визначається нормальною силою F, що діє з боку газу (рідини) на одиничну площадку, вміщену всередину газу (рідини) p = F / S, де S - розмір майданчика. Одиниця тиску - паскаль [Па]: 1 Па дорівнює тиску, який створюється силою 1 Н, рівномірно розподіленим по нормальної до неї поверхні площею 1 м 2 (1 Па = 1 Н / м 2).
Питома обсяг-це обсяг одиниці маси v = V / m = 1 / r, де V - об'єм маси m, r - щільність однорідного тіла. Оскільки для однорідного тіла v
V, то макроскопічні властивості однорідного тіла можна характеризувати як v, так і V.
Термодинамічний процес-будь-яка зміна в термодинамічної системи, що приводить до зміни хоча б одного з її термодинамічних параметров.Термодінаміческое рівновага- такий стан макроскопічної системи, коли її термодинамічні параметри не змінюються з плином времені.Равновесние процеси - процеси, які протікають так, що зміна термодинамічних параметрів за кінцевий проміжок часу нескінченно мало.
Ізопроцесси- це рівноважні процеси, при яких один з основних параметрів стану зберігається постоянним.Ізобарний процес-процес, що протікає при постійному тиску (в координатах V, t він ізображаетсяізобарой) .Ізохорний процес-процес, що протікає при постійному обсязі (в координатах p, t він ізображаетсяізохорой) .Ізотерміческій процес-процес, що протікає при постійній температурі (в координатах p, V він ізображаетсяізотермой) .Адіабатіческій процес-це процес, при якому відсутня теплообмін між системою і навколишнім середовищем (в координатах p, V він ізображаетсяадіабатой).
Постійна (число) Авогадро-число молекул в одному молі NA = 6.022. 10 23.
Нормальні умови: p = 101300 Па, Т = 273.16 К.