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) |
Молекулярно-кинетическая теория газов
Кинетическая теория газов основана на следующих общих положениях классической статистической физики: 1. в системе частиц выполняются законы сохранения импульса, момента импульса, энергии, электрического заряда (для систем заряженных частиц) и числа частиц (для закрытых систем, не претерпевающих химических и других превращений); 2. все частицы системы считаются «меченными», т.е. предполагается возможность отличать друг от друга тождественные частицы (например, молекулы одного и того же вещества); 3. все физические процессы в системе протекают в пространстве и времени непрерывно (например, энергия молекулы может изменяться под влиянием внешних воздействий на любую величину, т.е. непрерывно); 4. каждая частица системы может иметь совершенно произвольные значения координат (в пределах объема системы) и компонент скорости совершенно независимо от того, каковы значения этих характеристик у других частиц системы. Важнейшей задачей кинетической теории газов является вычисление давления (макроскопическое проявление теплового движения молекул) идеального газа на основе молекулярно- кинетических представлений. Сравнивая уравнение состояния идеального газа и основное уравнение кинетической теории газов, записанные для одного моля (3.2.6’) (для этого число молекул N возьмём равным числу Авогадро NА), найдём среднюю кинетическую энергию одной молекулы: , (3.3.1.) или давление, производимое газом, численно равно средней кинетической энергии поступательного движения молекул в единице объема (или объемной плотности энергии поступательного движения молекул):- (3.3.2.) основное уравнение кинетической теории газов, где число молекул в единице объема, средняя кинетическая энергия поступательного движения одной молекулы.
Т.о. давление химически однородного идеального газа зависит от массы и концентрации молекул, а также от скоростей их теплового движения. Т.к. , то (3.3.3.) Средняя кинетическая энергия поступательного движения молекулы не зависит от её природы и пропорциональна абсолютной температуре газа T. Отсюда следует, что абсолютная температура является мерой средней кинетической энергии молекул (в области температур, далеких от ). Так как , то средняя квадратичная скорость равна . (3.3.4.) Средняя квадратичная скорость является одной из характеристик движения всей совокупности молекул. Она не имеет смысла для одной молекулы или небольшого их числа. Подставляя значение средней кинетической энергии поступательного движения молекул в основное уравнение молекулярно-кинетической теории газов, получим другую форму уравнения состояния идеального газа: (3.2.6’.) Основное уравнение кинетической теории газов Клаузиуса: , (3.3.5.) где . Формулу можно применять для смеси газов. Средняя кинетическая энергия, приходящаяся на одну степень свободы, . (3.3.6.) Средняя кинетическая энергия (поступательного и вращательного движений) одной молекулы , (3.3.7.) где число степеней свободы. Число степеней свободы есть число независимых координат, определяющих положение молекулы в пространстве. В зависимости от сложности строения молекулы принимает следующие значения (если не учитывать колебаний частей молекул): для одноатомных газов (молекулу одноатомного газа рассматривают как материальную точку, которой приписывают три степени свободы поступательного движения; при этом энергию вращательного движения не учитывают); для двухатомных газов (молекулу двухатомного газа рассматривают как совокупность двух материальных точек, жестко связанных недеформируемой связью. Имеет три степени свободы поступательного движения и две степени вращательного движения. Вращение вокруг третьей оси – проходящей через оба атома - лишено смысла);
для трех- и многоатомных газов (молекулу трехатомного газа рассматривают как совокупность трех материальных точек, жестко связанных недеформируемой связью. Имеет три степени свободы поступательного движения и три степени вращательного движения).
Дата добавления: 2014-01-07; Просмотров: 567; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |