Розподіли Больцмана, Максвела-Больцмана,їх аналіз

Барометрична формула дає можливість також визначити залежність концентрації газу від висоти. З рівняння стану ідеального газу у вигляді P=nkT при Т=const отримуємо , де n_o – концентрація молекул на висоті h = 0.

Оскільки M = m_oN_A, R = k m_oN_A, то , де W_n = m_ogh – потенціальна енергія молекули у полі тяжіння. Із збільшенням висоти концентрація молекул зменшується за експоненціальним законом. При зменшенні температури Т ®0 концентрація n ®0, тобто всі молекули опускаються на дно посудини. Больцман довів, що це співвідношення вірне не тільки для поля тяжіння, але і для інших потенціальних полів, якщо маси молекул однакові і вони знаходяться у стані теплового хаотичного руху. Тому цей вираз

називається розподілом Больцмана для частинок у зовнішньому потенціальному полі.

23.Основні поняття термодинаміки: Термодинамічна система (ТДС) – це фізична система, що складається з великої кількості мікрочастинок, які беруть участь у тепловому русі, взаємодіють між собою та з навколишнім середовищем, обмінюючись, зокрема, енергією. Термодинамічний процес – це процес переходу системи з одного початкового стану в інший через послідовність проміжних станів. Важливою характеристикою стану термодинамічної системи є її внутрішня енергія U – це кінетична енергія хаотичного теплового руху мікрочастинок і потенціальна енергія їх взаємодії. Внутрішня енергія – однозначна функція стану термодинамічної системи, тобто у кожному стані, який характеризується параметрами P, V, T, система має цілком визначене значення внутрішньої енергії U. Початком відліку внутрішньої енергії звичайно вважають стан при T = 0 К. Хоча при переході з одного стану в інший практичний інтерес має тільки зміна внутрішньої енергії DU, тому вибір початку відліку не має особливого значення. В ідеальному газі не враховуються сили взаємодії між молекулами, а отже, потенціальна енергія молекул дорівнює нулю. Тому внутрішня енергія ідеального газу дорівнює сумарній кінетичній енергії їх теплового руху: U = < e _o> N = = = . Тут ураховано, що kN_A=R, n=m/M. Внутрішня енергія ідеального газу залежить від виду газу і його абсолютної температури. Робота – це форма передавання енергії при силовій взаємодії. Друга форма передавання енергії здійснюється при безпосередньому обміні енергіями між молекулами взаємодіючих тіл, тобто у процесі теплообміну. Таку форму передавання енергії у термодинаміці називають теплотою. Теплообмін відбувається у випадку різниці температури взаємодіючих тіл. Унаслідок теплообміну температури тіл вирівнюються. Робота і теплота мають ту спільну властивість, що вони є характеристикою процесу передавання енергії, а їх числові значення істотно залежать від виду процесу. Проте між роботою і теплотою існує глибока якісна відмінність. Виконання роботи над системою може змінити будь-який вид її енергії – механічної або внутрішньої. Теплота може змінити тільки внутрішню енергію системи.

Дата добавления: 2015-05-23