Давление идеального газа, средняя квадратичная скорость и средняя квадратичная энергия молекул.

Закон Дальтона.

 

Закон Дальтона утверждает, что общее давление всех газов вместе взятых равно сумме парциальных давлений каждого газа в отдельнсти. (Строго говоря, закон применим только к идеальным газам, но с достаточно хорошим приближением он описывает также и реальные газы.)

 

Идеальный газ.

Идеа́льный газ — теоретическая математическая модель газа; в которой пренебрегают размерами частиц газа, не учитывают силы взаимодействия между частицами газа, предполагая, что средняя кинетическая энергия частиц много больше энергии их взаимодействия, и считают, что столкновения частиц газа между собой и со стенками сосуда абсолютно упругие.Состояние идеального газа характеризуют три макроскопические величины: P — давление, V — объем, Т — температура.Установленная опытным путем связь между давлением, объемом и температурой газа приближенно описывается уравнением Клапейрона, которое выполняется тем точнее, чем ближе газ по свойствам к идеальному. Классический идеальный газ подчиняется уравнению состояния Клапейрона p = nkT, где р — давление, n - число частиц в единице объема, k — постоянная Больцмана, Т — абсолютная температура. Уравнение состояния и закон Авогадро впервые связали макрохарактеристики газа — давление, температуру, массу — с массой его молекулы.

 

Макро- и микропараметры.

Система, состоящая из большого числа молекул, называется макросистемой. Макросистема, отделенная от внешних тел стенками с постоянными свойствами, после длительного промежутка времени приходит в равновесное состояние. Это состояние можно описать рядом параметров, называемых Параметрами состояния. Различают Микропараметры и Макропараметры состояния.

 

К микропараметрам состояния можно отнести следующие физические величины: массу M0 молекул, их скорость, среднюю квадратичную скорость молекул, среднюю кинетическую энергию молекул, среднее время между соударениями молекул, длину их свободного пробега и др. Это такие параметры, которые можно отнести и к одной молекуле макросистемы.

 

Макропараметры состояния характеризуют только равновесную систему в целом. К ним относятся объем V, давление P, температура T, плотность , концентрация N, внутренняя энергия U, электрические, магнитные и оптические параметры. Значения этих параметров могут быть установлены с помощью измерительных приборов.

 

Молекулярно-кинетическая теория идеального газа устанавливает соответствие между микропараметрами и макропараметрами газа.

Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеального газа

Давление идеального газа, средняя квадратичная скорость и средняя квадратичная энергия молекул.

Давление газа на стенки сосуда пропорционально произведению концентрации молекул на среднюю кинетическую энергию поступательного движения молекулы. Ниже приведены различные выражения для основного уравнения МКТ:

где р - давление газа на стенки сосуда(Па) n - концентрация молекул, т.е. число молекул в единице объема (1/м3) - масса молекулы (кг) - средний квадрат скорости молекул (м2/с2) ρ - плотность газа (кг/м3) - средняя кинетическая энергия молекул (Дж). Давление идеального газа на стенки сосуда зависит от концентрации молекул и пропорционально средней кинетической энергии молекул.

Сред­няя квад­ра­тич­ная ско­рость – это ско­рость, рав­ная корню квад­рат­но­му из сред­ней ариф­ме­ти­че­ской ве­ли­чи­ны квад­ра­тов ско­ро­стей от­дель­ных мо­ле­кул; она несколь­ко от­ли­ча­ет­ся от сред­ней ариф­ме­ти­че­ской ско­ро­сти мо­ле­кул.

,

где , , – ско­ро­сти от­дель­ных мо­ле­кул, N – ко­ли­че­ство мо­ле­кул.

 

Средняя квадратичная энергия молекул (?)

 

II Центростремительная и центробежная силы и их техническое применение.

Центростреми́тельнаяси́ла — это название той составляющей действующих на тело сил, которая заставляет тело поворачивать (то есть двигаться по траектории, радиус кривизны которой в точке, где находится тело, не может быть принят равным бесконечности).Для образования траектории с радиусом кривизны в данной точкеr, центростремительная сила где a — центростремительное ускорение в данной точке, m — масса тела, v — его скорость в данной точке, а omega — его угловая скорость в данной точке.

Центробе́жнаяси́ла — сила, действующая со стороны испытывающего поворот тела на вызывающие этот поворот связи, равная по модулю центростремительной силе и всегда направленная в противоположную ей сторону (Третий закон Ньютона). Применяемый не к связям, а, наоборот, к поворачиваемому телу, как объекту своего воздействия

Пример: возможность создания двигателя, в котором источником мощности служит центробежный вибратор. При этом воздействие нагрузки на привод вибратора практически отсутствует