ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
Идеальный газ – это газ материальных точек, между которыми отсутствуют силы взаимодей-
ствия и которые сталкиваются между собой и со стенками сосуда как упругие частицы.
Несмотря на свою простоту, модель идеального газа довольно хорошо описывает свойства разре-
женных газов. Это означает, что свойства различных газов не отличаются существенно друг от друга.
Свойства различных разреженных газов не зависят от специфики сил взаимодействия между от-
дельными молекулами.
Атмосферный воздух является примером идеального газа.
Из-за столкновений друг с другом молекулы газа постоянно изменяют направление своего движе-
ния. Большое число частиц в газе и хаотичность их движения приводит к тому, что информация о газе
носит статистический характер.
Статистическая закономерность – это закон поведения совокупности большого числа частиц.
Система, состоящая из большого числа частиц, характеризуется микроскопическими и макроскопи-
ческими параметрами.
Микроскопические параметры – это параметры малых частиц (масса молекулы, ее скорость, им-
пульс, энергия), характеризующие движение отдельной частицы.
Макроскопические параметры – это параметры, характеризующие свойства газа как целого (мас-
са газа, давление, объем, температура).
Молекулярно-кинетическая теория выясняет связь между макроскопическим и микроскопическими
параметрами. Ее цель – объяснить макроскопические свойства, исходя из характерных особенностей его
молекулярной структуры.
1.4 Температура
В результате большого числа столкновений между молекулами устанавливается стационарное рав-
новесное состояние газа. Важнейшим макроскопическим параметром, характеризующим стационарное
равновесное состояние любого тела, является температура.
Температура тела – это мера средней кинетической энергии хаотического движения его молекул.
Температура – статистическая величина, характеризующая достаточно большую совокупность час-
тиц. Средняя кинетическая энергия хаотического движения молекул тела пропорциональна абсолютной
температуре, т.е.
kT
m
2
3
2
2
=
υ
, (1.4.1)
где
23
1038,1
−
⋅=k Дж/К – постоянная Больцмана. Единица абсолютной или термодинамической темпера-
туры – кельвин (К).
Кинетическая энергия существенно положительная величина. Поэтому термодинамическая темпе-
ратура не может быть отрицательной. Она обращается в нуль, когда средняя кинетическая энергия мо-
лекул становится равной нулю.
Абсолютный нуль температуры – это температура, при которой должно прекратиться движе-
ние молекул.
На практике наиболее употребима шкала температур Цельсия. В этой шкале за 0 ºС принята темпе-
ратура таяния льда, а температура кипения воды принята равной 100 ºС. При этом оказывается, что гра-
дус шкалы Цельсия в точности равен градусу термодинамической шкалы температур. Связь между
двумя этими температурными шкалами определяется соотношениями:
273C +=
o
tT и 273C −= Tt
o
. (1.4.2)
Абсолютный нуль термодинамической температуры по шкале Кельвина равен –273,15 °С.
1.5 Основное уравнение молекулярно-кинетической теории
Мы хорошо знаем, что молекулы газа совершают хаотическое тепловое движение. Это движение
никогда не прекращается. Средняя квадратичная скорость молекул очень большая. Так, например, у мо-
лекул азота при 20 ºС она составляет более 500 м/с. У более легких молекул среднеквадратичная ско-
рость еще больше. Двигаясь с такими большими скоростями молекулы сталкиваются со стенками сосу-
да и оказывают на них давление. Расчеты показывают, что это давление определяется по формуле
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 5
- 6
- 7
- 8
- 9
- …
- следующая ›
- последняя »
