Закон Максвелла о распределении молекул по скоростям

функция распределения молекул идеального газа по скоростям.

График функции асимметричен. Положение максимума характеризует наиболее часто встречающуюся скорость, которая называется наиболее вероятной. Скорости, превышающие u_в, встречаются чаще, чем меньшие скорости.

Функция удовлетворяет условию нормировки

С повышением температуры максимум распределения сдвигается в сторону больших скоростей, а кривая становится более пологой, однако площадь под кривой не изменяется, т.к. S_общ.= 1.

Наиболее вероятной называют скорость, близкой к которой оказываются скорости большинства молекул данного газа.

В МКТ используют также понятие средней арифметической скорости поступательного движения молекул идеального газа.

- равна отношению суммы модулей скоростей всех молекул к числу молекул.

Из сравнения видно, что наименьшей является u_в.

Средняя длина свободного пробега молекул -это среднее расстояние, которое проходит молекула между двумя последовательными соударениями.

Эффективный диаметр молекулы d - минимальное расстояние, на которое сближаются центры 2-х молекул при соударении.

Величина называется эффективным сечением молекулы.

Явления переносавозникают в термодинамических неравновесных системах, в результате которых происходит пространственный перенос массы, импульса, энергии. К явлениям переноса относятся диффузия, внутреннее трение, теплопроводность. В основе всех 3-х процессов лежит один механизм - хаотическое движение и перемешивание молекул, поэтому их закономерности должны быть похожи, а количественные характеристики тесно связаны друг с другом.

		Макроскопическая теория	Молекулярно-кинетическая теория
Явление	Перенесенная физическая величина	Закон переноса	Закон переноса	Коэффициент переноса
Диффузия	Масса
Внутр. трение	Импульс
Тепло-проводность	Внутренняя энергия

Термодинамика –

раздел физики, изучающий общие свойства макроскопических систем, находящихся в состоянии термодинамического равновесия, и процессы перехода между этими состояниями.

Если все термодинамические параметры остаются постоянными во всех точках системы сколь угодно долго, то такое состояние называется равновеснымили состоянием термодинамического равновесия.

Любая замкнутая система по истечении определенного времени самопроизвольно переходит в равновесное состояние.

Всякое изменение состояния системы, связанное с изменением хотя бы одного из её параметров, называется термодинамическим процессом. Очевидно, что все равновесные процессы протекают бесконечно медленно. Равновесные процессы являются обратимыми.

Процесс, при котором система после ряда изменений возвращается в исходное состояние, называется круговым процессом или циклом.

Все количественные выводы термодинамики строго применимы только к равновесным состояниям и обратимым процессам.

Число степеней свободы(i) – число независимых координат, полностью определяющих положение системы в пространстве. Для одноатомного газа i=3, для двухатомного i=5, для трех- и многоатомных i=6.

На каждую степень свободы поступательного движения приходится энергия, равная

Таким образом, средняя кинетическая энергия молекулы

где i – число степеней свободы молекулы.

Внутренняя энергия термодинамической системы - энергия движения и энергия взаимодействия микрочастиц системы (молекул, атомов, электронов, ядер и т.д.).

Т.к. потенциальная энергия молекул идеального газа равна нулю, внутренняя энергия идеального газа равна суммарной кинетической энергии всех его молекул:

Изменение внутренней энергии:

Внутреннюю энергию можно изменить 2-мя способами:

1) совершив работу;

2) при теплопередаче.

Теплопередачей называют совокупность процессов между молекулами вещества, приводящих к передаче энергии.

Изменение внутренней энергии системы при теплопередаче характеризуется количеством теплоты. Количество теплоты - мера изменения внутренней энергии при теплопередаче. [Q]=Дж.

Работа в термодинамике .

При p=const ; при V=0 A=0.

I начало термодинамики:

Количество теплоты , переданное системе, идет на увеличение её внутренней энергии и совершение системой работы против внешних сил.

Произведенную при том или ином процессе работу можно изобразить графически с помощью кривой в координатах р,V.

Теплоёмкостью какого-либо тела называется величина, равная количеству теплоты, необходимой для нагревания этого тела на один градус.

, .

Удельной теплоемкостью вещества называется физическая величина, равная количеству теплоты, необходимому для нагревания единицы массы вещества на один градус.

Молярной теплоёмкостью вещества называется величина, равная количеству теплоты, необходимому для нагревания 1 моля вещества на 1 градус.

Величина теплоёмкости зависит от условий нагревания.

Различают теплоёмкости при постоянном объёме() и при постоянном давлении ():

при V=const, при p=const .

- уравнение Майера.

Величина

представляет собой характерную для каждого газа величину, которая зависит от числа атомов в молекуле газа, она называется коэффициентом Пуассона.

Для одноатомного газа i = 3, ,

для двухатомного i = 5, ,

для многоатомного i = 6, .