- •Макроскопическая система, макроскопические параметры. Идеальный газ, уравнение состояния идеального газа.
- •Законы идеальных газов: Бойля-Мариотта, Гей-Люссака, Авогадро, Дальтона.
- •Внутренняя энергия идеального газа. Степени свободы. Теорема о равномерном распределении кинетической энергии по степеням свободы.
- •Основное уравнение молекулярно-кинетической теории. Средняя кинетическая энергия молекул, молекулярно-кинетический смысл температуры.
- •Функция распределения молекул по скоростям. Распределение Максвелла.
- •Идеальный газ в поле силы тяжести. Барометрическая формула. Распределение Больцмана.
- •Явления переноса. Среднее число столкновений и средняя длина свободного пробега молекул. (ненадо)
- •Явления переноса. Вязкость, теплопроводность и диффузия газов.
- •Макроскопическая работа, количество тепла. Первое начало термодинамики.
- •Первое начало термодинамики. Применение его для различных процессов.
- •Теплоемкость. Теплоемкость идеальных газов. Уравнение Майера.
- •Изопроцессы, изопроцессы идеального газа.
- •Адиабатический процесс. Уравнение Пуассона.
- •Круговые процессы. Тепловой двигатель. Цикл Карно и теорема Карно.
- •Второе начало термодинамики. Равенство Клаузиуса, энтропия. Энтропия идеального газа.
- •Реальные газы. Уравнение Ван-дер-Ваальса. (ненадо)
- •Электрический заряд, его свойства. Закон Кулона. Электрическое поле, напряженность электрического поля, принцип суперпозиции. Напряженность поля точечного заряда и системы зарядов.
- •Энергия взаимодействия электрических зарядов. Энергия и плотность энергии электрического поля.
- •Конденсаторы. Емкость и энергия конденсатора. Емкость плоского, цилиндрического и сферического конденсаторов. Последовательное и параллельное соединение конденсаторов.
- •Поляризация диэлектриков, типы поляризации. Вектор поляризации. Объемные и поверхностные поляризационные заряды, их связь с вектором поляризации.
- •Работа сил электрического поля. Закон Джоуля-Ленца (в дифференциальной и интегральной формах).
- •Переходные процессы в цепи с конденсатором. Разрядка и зарядка конденсатора. Время релаксации (установления). (ненадо)
- •Классическая электронная теория металлов. Основные положения и обоснование законов Ома и Джоуля-Ленца. Затруднения теории. (ненадо)
- •Электрический ток в вакууме. Термоэлектронная эмиссия. Формула Ричардсона-Дешмана. Закон “трех вторых”. (ненадо)
-
Макроскопическая система, макроскопические параметры. Идеальный газ, уравнение состояния идеального газа.
Макроскопическая система - система, состоящая из большого числа частиц.
Макроскопические параметры – параметры значения, которых можно определить с помощью приборов, ничего не зная об атомно-молекулярном строении вещества (давление, объем, температура).
Идеальным называют газ, взаимодействием, между молекулами которого можно пренебречь.
Уравнения состояния идеального газа:
-
Законы идеальных газов: Бойля-Мариотта, Гей-Люссака, Авогадро, Дальтона.
Закон Бойля-Мариотта: При постоянной температуре и массе идеального газа произведение его давления и объёма постоянно. Формула: pV = const
Закон Гей-Люссака: при постоянном давлении объём постоянной массы газа пропорционален абсолютной температуре. Формула: V/T=const
Закон Авогадро: в равных объёмах различных газов, взятых при одинаковых температуре и давлении, содержится одно и то же число молекул.
Закон Дальтона: Давление смеси химически не взаимодействующих идеальных газов равно сумме парциальных давлений.
-
Внутренняя энергия идеального газа. Степени свободы. Теорема о равномерном распределении кинетической энергии по степеням свободы.
В теории идеального газа потенциальная энергия взаимодействия молекул считается равной нулю. Поэтому внутренняя энергия идеального газа определяется кинетической энергией движения всех его молекул. Формула:
Степени свободы — характеристики движения механической системы. Число степеней свободы определяет минимальное количество независимых переменных, необходимых для полного описания движения механической системы.
В состоянии термодинамического равновесия на каждую степень свободы движения частиц вещества приходится кинетическая энергия в среднем, равная kT/2.
-
Основное уравнение молекулярно-кинетической теории. Средняя кинетическая энергия молекул, молекулярно-кинетический смысл температуры.
Основное уравнение МКТ связывает макроскопические параметры газовой системы с микроскопическими.
Средняя кинетическая энергия молекул:
Температура определяется через микроскопические характеристики системы и служит мерой энергии неупорядоченного движения частиц.
-
Функция распределения молекул по скоростям. Распределение Максвелла.
Распределение Максвелла - распределение вероятности, встречающееся в физике и химии. Оно лежит в основании кинетической теории газов, которая объясняет многие фундаментальные свойства газов, включая давление и диффузию.
-
Идеальный газ в поле силы тяжести. Барометрическая формула. Распределение Больцмана.
В идеальном газе, находящемся во внешнем поле сил, каждая отдельная частица приобретает импульс в направлении силы, а также соответствующую потенциальную энергию. Однако в газе наряду с упорядоченным движением в направлении действия силы существует хаотическое тепловое движение. В результате конкуренции между этими двумя типами движений возникает неравномерное распределение макроскопических параметров: плотности частиц, давления, температуры по объему, занимаемому газом.
Барометрическая формула — зависимость давления или плотности газа от высоты в поле тяжести.
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: