Молекулярная и статистическая физика. Крутов А.В - 5 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

5
ве статистического подхода – представление о молекулярном строении
вещества. При этом соотношения, характеризующие макроскопическое
поведение среды, выводятся из законов движения и взаимодействия моле-
кул с использованием методов статистики и теории вероятности. В то же
время важно понимать, что связь параметров макроскопически равновес -
ного состояния с индивидуальными характеристиками отдельных молекул
имеет статистическую природу (в 1 см
3
газа при нормальных условиях со-
держится 10
19
молекул и роль, скажем ,10
6
молекул в общем количестве оп -
ределяется числом порядка 10
-13
).
Во второй теме, которая посвящена изучению основ молекулярной
физики и классической термодинамики, можно выделить несколько клю -
чевых вопросов. Во- первых, это основное уравнение кинетической теории
газов и понятие абсолютной температуры. Необходимо обратить внимание
на тесную связь энергии молекулярного движения и макроскопической ха-
рактеристике состояния системы – температуры, определяемой шкалой
Кельвина
= kT
vm
2
3
2
2
. Далее следует тщательно проанализировать поня -
тие обратимого и необратимого процессов и представление о квазистати-
ческом процессе. Важно понимать, что квазистатический процесс – это
идеализация, позволяющая рассматривать настолько медленные изменения
состояния, что параметры системы по объёму в каждый момент времени
одинаковы, хотя и меняются в ходе процесса во времени . Именно такие,
равновесные, изменения состояния и рассматриваются в данном разделе
термодинамики.
Иногда у студентов возникают затруднения с определением направ-
ления теплового потока на различных участках циклического процесса. В
стандартных ситуациях этот вопрос легко разрешается совместным ис -
пользованием первого закона термодинамики δQ=dU+pdV и уравнения со-
стояния моля идеального газа pV=RT. Например, если при изохорическом
процессе давление растёт , то, как следует из уравнения Клапейрона -
Менделеева, растёт и температура. Для идеального газа dU=C
V
dT и, зна -
чит, одновременно растёт внутренняя энергия, следовательно, δQ<0 – теп -
ло поступает в систему. При анализе тепловых циклов следует также пом -
нить принцип Кельвина , запрещающий существование тепловых машин, 
                                  5

ве статистического подхода – представление о молекулярном строении
вещества. При этом соотношения, характеризующие макроскопическое
поведение среды, выводятся из законов движения и взаимодействия моле-
кул с использованием методов статистики и теории вероятности. В то же
время важно понимать, что связь параметров макроскопически равновес-
ного состояния с индивидуальными характеристиками отдельных молекул
имеет статистическую природу (в 1 см3 газа при нормальных условиях со-
держится 1019 молекул и роль, скажем,106 молекул в общем количестве оп-
ределяется числом порядка 10-13).
      Во второй теме, которая посвящена изучению основ молекулярной
физики и классической термодинамики, можно выделить несколько клю-
чевых вопросов. Во-первых, это основное уравнение кинетической теории
газов и понятие абсолютной температуры. Необходимо обратить внимание
на тесную связь энергии молекулярного движения и макроскопической ха-
рактеристике состояния системы – температуры, определяемой шкалой
         �mv 2 3 �
Кельвина �
         �
              = kT �. Далее следует тщательно проанализировать поня-
                   �
         � 2    2   �
тие обратимого и необратимого процессов и представление о квазистати-
ческом процессе. Важно понимать, что квазистатический процесс – это
идеализация, позволяющая рассматривать настолько медленные изменения
состояния, что параметры системы по объёму в каждый момент времени
одинаковы, хотя и меняются в ходе процесса во времени. Именно такие,
равновесные, изменения состояния и рассматриваются в данном разделе
термодинамики.
     Иногда у студентов возникают затруднения с определением направ-
ления теплового потока на различных участках циклического процесса. В
стандартных ситуациях этот вопрос легко разрешается совместным ис-
пользованием первого закона термодинамики δQ=dU+pdV и уравнения со-
стояния моля идеального газа pV=RT. Например, если при изохорическом
процессе давление растёт, то, как следует из уравнения Клапейрона-
Менделеева, растёт и температура. Для идеального газа dU=CVdT и, зна-
чит, одновременно растёт внутренняя энергия, следовательно, δQ<0 – теп-
ло поступает в систему. При анализе тепловых циклов следует также пом-
нить принцип Кельвина, запрещающий существование тепловых машин,

Страницы