Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Внутренняя энергия. Закон Больцмана




Вязкость. Закон Ньютона.

Внутреннее трение (вязкость).

Механизм возникновения внутреннего трения между параллельными слоями газа (жидкости) движущимися с различными скоростями, заключается в том, что из-за хаотического теплового движения происходит обмен молекулами между соседними слоями, в результате чего импульс слоя, движущегося быстрее, снижается и наоборот.

Сила внутреннего трения между двумя слоями жидкости (газа) подчиняется закону Ньютона: ,(7.7); - вязкость, - градиент скорости, показывающий быстроту изменения скорости в направлении , перпендикулярном движению слоёв, –площадь,на которую действует сила Рассмотрим взаимодействие двух слоев жидкости как процесс, при котором, согласно второму закону Ньютона, от одного слоя к другому в единицу времени передается импульс, по модулю равный действующей силе. Тогда вязкость численно равна плотности потока импульса при градиенте скорости равном единице. Она вычисляется согласно выражению: .(7.8). Из сопоставления выражений (7.3), 7.(5) и (7.7), описывающих явление переноса, следует, что закономерности всех явлений переноса сходны между собой. (7.9); (7.10)

Используя эти выражения, можно по найденным из опыта одним величинам определить другие.

 

Важной характеристикой термодинамической системы является её внутренняя энергия – энергия хаотического движения микрочастиц системы (молекул, атомов и др.) и энергия взаимодействия этих частиц.

Внутренняя энергия – однозначная функция термодинамического состояния системы.

Ранее нами было введено понятие числа степеней свободы: это число независимых переменных, полностью определяющих положение системы в пространстве.

Молекулу одноатомного газа рассматривают в механике как материальную точку, имеющую три степени свободы поступательного движения.

Молекула двухатомного газа имеет три степени свободы поступательного движения и две степени свободы вращательного движения. Это справедливо для жесткой молекулы, в которой расстояние между атомами не изменяется. В молекуле, содержащей три атома и более – шесть степеней свободы.

Молекула всегда имеет три степени поступательного движения, и на каждую из них приходится 1/3 значения средней кинетической энергии поступательного движения молекулы идеального газа: (7.11)

Закон Больцмана о равномерном распределении энергии по степеням свободы молекулыгласит: для статистической системы, находящейся в состоянии термодинамического равновесия на каждую поступательную и вращательную степень свободы приходится в среднем кинетическая энергия равная , а на каждую колебательную степень свободы приходится в среднем энергия, равная . Средняя энергия молекулы при этом: (7.12); –сумма числа поступательных, числа вращательных и удвоенного числа колебательных степеней свободы: .(7.13)



В идеальном газе внутренняя энергия, отнесённая к одному молю газа: .(7.14)

Внутренняя энергия для произвольной массы m газа:

,(7.15); – молярная масса, - количество вещества (молей).

 





Дата добавления: 2017-01-14; Просмотров: 37; Нарушение авторских прав?;


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:





studopedia.su - Студопедия (2013 - 2017) год. Не является автором материалов, а предоставляет студентам возможность бесплатного обучения и использования! Последнее добавление ‚аш ip: 54.224.128.175
Генерация страницы за: 0.08 сек.