24974

Идеальный газ. Основное уравнение МКТ идеального газа. Температура и ее измерение. Абсолютная температура

Шпаргалка

Физика

Основное уравнение МКТ идеального газа. Понятие идеального газа свойства. Объяснение давления газа. Для объяснения свойств вещества в газообразном состоянии используется модель идеального газа.

Русский

2013-08-09

26.5 KB

28 чел.

Билет №7

Идеальный газ. Основное уравнение МКТ идеального газа. Температура и ее измерение. Абсолютная температура

План ответа

1. Понятие идеального газа, свойства. 2. Объяснение давления газа. 3. Необходимость измерения температуры. 4. Физический смысл температуры. 5. Температурные шкалы. 6. Абсолютная температура.

Для объяснения свойств вещества в газообразном состоянии используется модель идеального газа. Идеальным принято считать газ, если:

а) между молекулами отсутствуют силы притяжения, т. е. молекулы ведут себя как абсолютно упругие тела;

б) газ очень разряжен, т. е. расстояние между молекулами намного больше размеров самих молекул;

в) тепловое равновесие по всему объему достигается мгновенно. Условия, необходимые для того, чтобы реальный газ обрел свойства идеального, осуществляются при соответствующем разряжении реального газа. Некоторые газы даже при комнатной температуре и атмосферном давлении слабо отличаются от идеальных.

Основными параметрами идеального газа являются давление, объем и температура.

Одним из первых и важных успехов МКТ было качественное и количественное объяснение давления газа на стенки сосуда. Качественное объяснение заключается в том, что молекулы газа при столкновениях со стенками сосуда взаимодействуют с ними по законам механики как упругие тела и передают свои импульсы стенкам сосуда.

На основании использования основных положений молекулярно-кинетической теории было получено основное уравнение МКТ идеального газа, которое выглядит так: р = 1/3 т0пv2.

Здесь р — давление идеального газа, m0

масса молекулы, п — концентрация молекул, v2средний квадрат скорости молекул.

Обозначив среднее значение кинетической энергии поступательного движения молекул идеального газа Еk получим основное уравнение МКТ идеального газа в виде: р = 2/3nЕk.

Однако, измерив только давление газа, невозможно узнать ни среднее значение кинетической энергии молекул в отдельности, ни их концентрацию. Следовательно, для нахождения микроскопических параметров газа нужно измерение какой-то еще физической величины, связанной со средней кинетической энергией молекул. Такой величиной в физике является температура. Температура — скалярная физическая величина, описывающая состояние термодинамического равновесия (состояния, при котором не происходит изменения микроскопических параметров). Как термодинамическая величина температура характеризует тепловое состояние системы и измеряется степенью его отклонения от принятого за нулевое, как молекулярно-кинетическая величина характеризует интенсивность хаотического движения молекул и измеряется их средней кинетической энергией.

Ek = 3/2 kT, где k = 1,38 • 10-23 Дж/К и называется постоянной Больцмана.

Температура всех частей изолированной системы, находящейся в равновесии, одинакова. Измеряется температура термометрами в градусах различных температурных шкал. Существует абсолютная термодинамическая шкала (шкала Кельвина) и различные эмпирические шкалы, которые отличаются начальными точками. До введения абсолютной шкалы температур в практике широкое распространение получила шкала Цельсия (за О °С принята точка замерзания воды, за 100 °С принята точка кипения воды при нормальном атмосферном давлении).

Единица температуры по абсолютной шкале называется Кельвином и выбрана равной одному градусу по шкале Цельсия 1 К = 1 °С. В шкале Кельвина за ноль принят абсолютный ноль температур, т. е. температура, при которой давление идеального газа при постоянном объеме равно нулю. Вычисления дают результат, что абсолютный ноль температуры равен -273 °С. Таким образом, между абсолютной шкалой температур и шкалой Цельсия существует связь Т = t °С + 273. Абсолютный ноль температур недостижим, так как любое охлаждение основано на испарении молекул с поверхности, а при приближении к абсолютному нулю скорость поступательного движения молекул настолько замедляется, что испарение практически прекращается. Теоретически при абсолютном нуле скорость поступательного движения молекул равна нулю, т. е. прекращается тепловое движение молекул.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

69393. Лазерні принтери (електро-графічні принтери) 42 KB
  Пристрої введення виведенення мови Спілкування користувача із комп’ютером мовою голосом вважається найбільш перспективним з часу початку широкого застосування комп’ютерів однак реалізувати цю задачу ефективними засобами не вдалося проектувальникам і до сьогоднішнього часу і в даний час...
69395. Інтерфейс ПП IBM 360-370 57 KB
  Він передбачає взаємодію на магістралі канали введення виведення та периферійних пристроїв які в даному інтерфейсі називаються абонентами. Абоненти фізично під’єднуються до магістралі короткими відведеннями.
69397. Иностранные инвестици 1.03 MB
  Инвестиционная деятельность неотъемлемая часть в функционировании предприятия. Любое предприятие в результате своего функционирования сталкивается с необходимостью вложения средств в свое развитие или выхода из кризисной ситуации
69398. Анализ и синтез системы автоматического регулирования (САР) с заданными показателями качества 1.22 MB
  Проектируемая САР должна поддерживать погрешность на заданном уровне вне зависимости от действия возмущений. Для анализа и синтеза САР в работе применен метод логарифмических амплитудных характеристик (ЛАХ) системы. Он является наиболее удобным благодаря простоте, наглядности и точности
69399. Политический распад Руси 203 KB
  Анализ вчерашнего дня дает возможность избежать ошибок ныне. Это тем более необходимо сегодня, ибо мы живем в динамичное время, обильное идеалами, борющимися друг с другом и порой глубоко враждебными. Определяя задачи и направления своей деятельности, каждый должен быть в определенной степени историком, чтобы стать сознательно действующим гражданином.
69400. Разработка шаблона для web сервиса по учету ошибок программных продуктов 411.5 KB
  HTML, как основа создания WEB-страниц, имеет прямое отношение и к новому направлению изобразительного искусства - WEB-дизайн. Художнику в Интернете недостаточно просто нарисовать красивые картинки, оригинальный логотип, создать новый фирменный стиль. Он должен еще поместить все это в Сети...
69401. Расчет заданного запаса устойчивости и качеств переходного процесс 698 KB
  Перехідні процеси у нерозгалужених ланцюгах першого порядку с джерелом постійної напруги Перехідні процеси в ланцюгах першого порядку з джерелом постійної напруги можуть виникнути як при підключенні джерела до ланцюга так і при стрибкоподібній зміні її чи схеми параметрів її елементів.