Лекции.Орг


Поиск:




Молекулярная физика и термодинамика




2.1. ОСНОВНЫЕ ФОРМУЛЫ И ЗАКОНЫ

 

Молекулярная физика

 

Количество вещества (молей) однородного газа находится так:

, или ,

где N – число молекул газа; NA – постоянная Авогадро; m – масса газа; М – молярная масса газа.

Если система представляет собой смесь нескольких газов, то количество вещества системы равно

,

или

,

где nn, Nn, mn, Mn – соответственно количество вещества, число молекул, масса, молярная масса n-го компонента смеси.

Уравнение состояния идеального газа (уравнение Менделеева-Клапейрона):

,

где m – масса газа; М – молярная масса газа; R – молярная газовая постоянная; n – количество вещества; Т – термодинамическая температура.

Законы, описывающие состояние газов на основании опытов и являющиеся частными случаями уравнения Менделеева-Клапейрона, для изопроцессов таковы:

а) закон Бойля-Мариотта (изотермический процесс: Т=const, m=const): рV=const, или для двух состояний газа p1V1=p2V2;

б) закон Гей-Люссака (изобарный процесс: p=const, m=const): , или для двух состояний ;

в) закон Шарля (изохорный процесс: V=const, m=const): , или для двух состояний ;

г) объединенный газовый закон (m=const): , или , где р1, V1, Т1 – соответственно давление, объем и температура газа в начальном состоянии; р2, V2, Т2 – те же величины в конечном состоянии.

Закон Дальтона определяет давление смеси газов: р=р12+…+рn, где рn – парциальные давления компонентов смеси; n – число компонентов смеси.

Парциальным давлением называется давление газа, которое производил бы этот газ, если бы только он находился в сосуде, занятом смесью.

Молярная масса смеси газов:

,

где mn – масса n-го компонента смеси; – количество вещества n-го компонента смеси; n – число компонентов смеси.

Массовая доля wn n-го компонента смеси газа в долях единицы или процентах находится так:

,

где m – масса смеси.

Концентрация молекул:

,

где N – число молекул, содержащихся в данной системе; r – плотность вещества; V – объем системы. Формула справедлива не только для газов, но и для любого агрегатного состояния вещества.

Основное уравнение кинетической теории газов:

,

где – средняя кинетическая энергия поступательного движения молекулы.

Средняя кинетическая энергия поступательного движения молекулы:

,

где k – постоянная Больцмана.

Средняя полная кинетическая энергия молекулы:

,

где i – число степеней свободы молекулы.

Зависимость давления газа от концентрации молекул и температуры такова:

p=nkT.

Скорость молекул:

среднеквадратичная ;

среднеарифметическая ;

наиболее вероятная ,

где m1 – масса одной молекулы.

Относительная скорость молекулы:

,

где – скорость данной молекулы.

Среднее число соударений, испытываемых одной молекулой газа в единицу времени, –

,

где d – эффективный диаметр молекулы; n – концентрация молекул; – среднеарифметическая скорость молекул.

Средняя длина свободного пробега молекул газа –

.

Удельные теплоемкости газа при постоянном объеме (сv) и постоянном давлении (ср):

.

Связь между значениями удельной с и молярной С теплоемкости:

.

Уравнение Майера:

Срv=R.

Внутренняя энергия идеального газа:

.

 





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2015-11-05; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 549 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Лучшая месть – огромный успех. © Фрэнк Синатра
==> читать все изречения...

772 - | 737 -


© 2015-2024 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.009 с.