Формулы по физике
РАЗМЕРЫ МОЛЕКУЛ
V = Sd – толщина слоя, где
d – диаметр молекулы
Vкапли = 1 мм3
(молекула)
10-8 см (атома)
МАССА МОЛЕКУЛЫ ВОДЫ
,
где N – число молекул.
– относительная молекулярная масса
и постоянная Авогадро
Один моль – это кол-во в-ва, в котором содержится столько же молекул или атомов, сколько атомов содержится в углероде массой 0,012 кг.
– кол-во в-ва
Молярной массой
молярная масса
. – кол-во в-ва.
– число молекул
В ЛЮБОМ КОЛ-ВЕ В-ВА
Броуновское движение – это тепловое движение взвешенных в жидкости (или газе) частиц.
Причина Броуновского движения закл-ся в том, что удары молекул жидкости о частицу не компенсируют друг друга, хаотичное, беспорядочное движение самой жидкости.
На расстояниях, превышающих 2-3 диаметра молекул, действуют силы притяжения. По мере уменьшения расстояния между молекулами сила притяжения сначала увеличивается, а затем начинает убывать и убывает до нуля, когда расстояние между двумя молекулами становится равным сумме радиусов молекул.
Ид. газ – это газ, взаимодействие между молекулами которого пренебрежимо мало. В нем:
- Отсутствуют силы межмолекулярного взаимодействия;
- Взаимодействие молекул происходит только при их соударении и является упругим;
- Молекулы идеального газа не имеют объема, представляют собой материальные точки.
Давление (ид. газа) создается ударами молекул о стенки сосуда ~n,
где n – концентрация молекул.
СРЕДНЕЕ ЗНАЧЕНИЕ КВАДРАТА
СКОРОСТИ МОЛЕКУЛ
средн.значен. кв. скорости
где N – число молекул в газе.
квадрат модуля любого вектора
среднее значение
сред. значен. квадр. проекций скорости
средн. квадрат проекции скорости
ОСНОВНОЕ УРАВНЕНИЕ МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ ГАЗА
; ;
– основн. уравнен. МКТ газов.
; .
Давление идеального газа пропорционально произведению концентрации молекул на среднюю кинетическую энергию поступательного движения молекул.
АБСОЛЮТНАЯ ТЕМПЕРАТУРА
~T , где Т – абсолютная температура
= kТ , где k- коэф. пропорциональности
Предельн. тем-ру, при котор. давление идеал. газа обращается в нуль при пост. объеме или объем ид. газа стремится к нулю при неизменном давлении, называют абсолютным нулем температуры
ПОСТОЯННАЯ БОЛЬЦМАНА
постоянная Больцмана
Постоянная Больцмана связывает температуру в энергетических единицах с температурой Т в кельвинах.
T = t+273
МЕРА СРЕДНЕЙ КИНЕТИЧЕСКОЙ
ЭНЕРГИИ МОЛЕКУЛ.
Абсолютная температура есть мера средней кинетической энергии движения молекул.
и ;
p = nkT, где n – концентрация молекул [
В равных объемах газов при одинаковых температурах и давлениях содержится одинаковое число молекул.
ДВИЖЕНИЯ МОЛЕКУЛ
; , где – масса молекул тела
– средняя квадратичная скорость
УРАВНЕНИЯ СОСТОЯНИЯ ИДЕАЛ. ГАЗА
Идеальный газ – это газ, взаимодействие между молекулами которого пренебрежимо мало.
, где
NA – постоянная Авогадро
m – масса газа
М – его молярная масса
Произведение постоянной Больцмана k и постоянной Авогадро NA называют универсальной (молярной) газовой постоянной и обозначают буквой R.
R =
– уравнение Менделеева-Клапейрона
и
начальное состояние газа конечное состояние
– уравнение Клапейрона.
ГАЗОВЫЕ ЗАКОНЫ
1. Изотермический процесс («изос» – от греч. равный)
Закон Бойля-Мариотта
Процесс изменения состояния термодинамической системы макроскопических тел при постоянной температуре называют изотермическим.
PV = const при T = const
~
I
II
Графиком является изотерма (гипербола)
Т1
R1V1 = R2V2
2. Изобарный процесс («барос» – вес, тяжесть)
закон Гей- Люссака
Процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянном давлении называется изобарным
при P=const
V = T const; V ~ T; .
V P1
V1 P
V2
O T
Графиком является изобара (прямая)
V1>V2 , P1
2
В области низких температур все изобары идеального газа сходятся в точке Т=0. Но это не означает, что объем реального газа действительно обращается в нуль. Все газы при сильном охлаждении превращаются в жидкости, а к жидкостям уравнение состояния (PV=) не применимо.
(закон Шарля)
Процесс изменения термодинамической системы при постоянном объеме называют изохорным.
при V=const; P ~ T
P V1
P1 &nb
| Температура | |
Важнейшим внутренним параметром газа является температура, чувствительность к которой заложена в живых системах, однако она субъективна («степеньнагретости тела»). | |
Основные свойства температуры Тепловое (термодинамическое) равновесие – состояние тела или системы тел, при котором его термодинамические параметры (p, V, m и др.) остаются неизменными сколь угодно долго. Температура – характеристика внутреннего состояния макроскопической системы – состояния теплового равновесия.Температура – термодинамический параметр, одинаковый во всех частях термодинамической системы, находящейся в тепловом равновесии.Температуры тел, находящихся в тепловом контакте, выравниваются. | |
Измерение температуры.
Термометры.
|
|
Температурные шкалы:
Недостаток этих шкал – произвольность выборареперных точек (точек отсчета), их зависимость от внешних условий. |
|
Физический смысл температуры | |
Опыт: давление газа зависит от температуры – и . Из основного уравнения МКТ идеального газа: . Следовательно .
Если мы установим, как меняется это выражение при переходе от одного состояния теплового равновесия к другому, то можно будет ввести понятие температуры и изучить ее свойства. | Физическая величина, одинаковая у любых тел при тепловом равновесии. |
Опыт показывает, что для любых веществ . Заменяя знак пропорциональности на знак равенства, получим: , где k – коэффициент пропорциональности, называемый постоянная Больцмана, а Т – абсолютная термодинамическая температура. | |
Абсолютная температура. – абсолютная температура неотрицательна!
Т.к. объем газа равен нулю быть не может, то температура равна нулю, если давление равно нулю, а значит, равна нулю скорость поступательного теплового движения (сохраняются т.н. нулевые колебания). |
|
Единица температуры – Кельвин (К). Кельвин равен1/273,16 части термодинамической температуры тройной точки воды. Шкала строится так, что . | КЕЛЬВИН 1К |
Температура абсолютного нуля не зависит от внешних условий и одинаковадля всех веществ. | |
Связь температурыи средней кинетической энергии поступательного движения молекул. |
|
Сравнивая два выражения и , получим: . Т.о. средняя кинетическая энергия прямо пропорциональна абсолютной температуре. Температура – мера средней кинетической энергии молекул. | |
Постоянная Больцмана | |
Температуру можно измерять в энергетических единицах – Джоулях. При Т=0 средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул равна нулю. При комнатной температуре (300К) энергия примерно6.10-21Дж – очень маленькая (барабанные перепонки – шум в ушах; движение частиц мозга – передача сигналов). |
|
Т.к. и , то – связь давления итемпературы (еще одна форма основного уравнения МКТ идеального газа). | |
www.eduspb.com
Температура (в физике) – это… Что такое Температура (в физике)?
- Температура (в физике)
- Температура (от лат. temperatura — надлежащее смешение, соразмерность, нормальное состояние), физическая величина, характеризующая состояние термодинамического равновесия макроскопической системы. Т. одинакова для всех частей изолированной системы, находящейся в равновесии термодинамическом. Если изолированная система не находится в равновесии, то с течением времени переход энергии (теплопередача) от более нагретых частей системы к менее нагретым приводит к выравниванию Т. во всей системе (первый постулат, или нулевое начало термодинамики). Т. определяет: распределение образующих систему частиц по уровням энергии (см. Больцмана статистика) и распределение частиц по скоростям (см. Максвелла распределение); степень ионизации вещества (см. Саха формула); свойства равновесного электромагнитного излучения тел — спектральную плотность излучения (см. Планка закон излучения), полную объёмную плотность излучения (см. Стефана — Больцмана закон излучения) и т. д. Т., входящую в качестве параметра в распределение Больцмана, часто называют Т. возбуждения, в распределение Максвелла — кинетической Т., в формулу Саха — ионизационной Т., в закон Стефана — Больцмана — радиационной температурой. Поскольку для системы, находящейся в термодинамическом равновесии, все эти параметры равны друг другу, их называют просто температурой системы. В кинетической теории газов и др.
разделах статистической механики Т. количественно определяется так, что средняя кинетическая энергия поступательного движения частицы (обладающей тремя степенями свободы) равнакТ, где k — Больцмана постоянная, Т — температура тела. В общем случае Т. определяется как производная от энергии тела в целом по его энтропии. Такая Т. всегда положительна (поскольку кинетическая энергия положительна), её называют абсолютной Т. или Т. по термодинамической температурной шкале. За единицу абсолютной Т. в Международной системе единиц (СИ) принят кельвин (К). Часто Т. измеряют по шкале Цельсия (t), значения t связаны с Т равенством t = Т √ 273,15 К (градус Цельсия равен Кельвину). Методы измерения Т. рассмотрены в статьях Термометрия, Термометр.
Строго определённой Т. характеризуется лишь равновесное состояние тел. Существуют, однако, системы, состояние которых можно приближённо охарактеризовать несколькими не равными друг другу температурами. Например, в плазме, состоящей из лёгких (электроны) и тяжёлых (ионы) заряженных частиц, при столкновении частиц энергия быстро передаётся от электронов к электронам и от ионов к ионам, но медленно от электронов к ионам и обратно. Существуют состояния плазмы, в которых системы электронов и ионов в отдельности близки к равновесию, и можно ввести Т. электронов Тэ и Т. ионов Ти, не совпадающие между собой.
В телах, частицы которых обладают магнитным моментом, энергия обычно медленно передаётся от поступательных к магнитным степеням свободы, связанным с возможностью изменения направления магнитного момента. Благодаря этому существуют состояния, в которых система магнитных моментов характеризуется Т., не совпадающей с кинетической Т., соответствующей поступательному движению частиц. Магнитная Т. определяет магнитную часть внутренней энергии и может быть как положительной, так и отрицательной (см. Отрицательная температура). В процессе выравнивания Т. энергия передаётся от частиц (степеней свободы) с большей Т. к частицам (степеням свободы) с меньшей Т., если они одновременно положительны или отрицательны, но в обратном направлении, если одна из них положительна, а другая отрицательна. В этом смысле отрицательная Т. «выше» любой положительной.
Понятие Т. применяют также для характеристики неравновесных систем (см. Термодинамика неравновесных процессов). Например, яркость небесных тел характеризуют яркостной температурой, спектральный состав излучения — цветовой температурой и т. д.
Л. Ф. Андреев.
Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. 1969—1978.
- Температура (в астрофизике)
- Температура замерзания растворов
Смотреть что такое “Температура (в физике)” в других словарях:
Температура (в физике) — … Википедия
ТЕМПЕРАТУРА — • ТЕМПЕРАТУРА, в биологии интенсивность тепла. У теплокровных (ГОМОЙОТЕРМНЫХ) животных, таких, как птицы и млекопитающие, температура тела поддерживается в узких пределах независимо от температуры окружающей среды. Это обусловлено мышечной… … Научно-технический энциклопедический словарь
Температура — Размерность Θ Единицы измерения СИ К … Википедия
Температура кипения — Температура кипения, точка кипения температура, при которой происходит кипение жидкости, находящейся под постоянным давлением. Температура кипения соответствует температуре насыщенного пара над плоской поверхностью кипящей жидкости, так как … Википедия
Температура воздуха* — Главнейшим элементом, характеризующим погоду, является Т. газовой среды, окружающей земную поверхность, правильнее Т. того слоя воздуха, который подлежит нашему наблюдению. При метеорологических наблюдениях этому элементу и отводится первое место … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Температура воздуха — Главнейшим элементом, характеризующим погоду, является Т. газовой среды, окружающей земную поверхность, правильнее Т. того слоя воздуха, который подлежит нашему наблюдению. При метеорологических наблюдениях этому элементу и отводится первое место … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
температура — 1) Величина, характеризующая физ.тела в состоянии теплового равновесия, связана с интенсивностью теплового движения частей тела; 2) степень теплоты человеческого тела как показатель здоровья; разг. повышенная степень теплоты тела при… … Историко-этимологический словарь латинских заимствований
Список обозначений в физике — Необходимо проверить качество перевода и привести статью в соответствие со стилистическими правилами Википедии. Вы можете помочь … Википедия
Важнейшие открытия в физике — История технологий По периодам и регионам: Неолитическая революция Древние технологии Египта Наука и технологии древней Индии Наука и технологии древнего Китая Технологии Древней Греции Технологии Древнего Рима Технологии исламского мира… … Википедия
Отрицательная абсолютная температура — температура, характеризующая равновесные состояния термодинамической системы, в которых вероятность обнаружить систему в микросостоянии с более высокой энергией выше, чем в микросостоянии с более низкой. В квантовой статистике это значит, что… … Википедия
Книги
- Спектральная пирометрия, Магунов Александр Николаевич. Рассматривается новый экспериментальный метод измерения температуры нагретых объектов по непрерывному спектру теплового излучения, регистрируемому в широком интервале длин волн (например, от… Подробнее Купить за 1838 грн (только Украина)
- Механика и молекулярная физика. Учебное пособие, Ландау Лев Давидович. Трудно писать о книге Л. Д. Ландау, А. И. Ахиезера, Е. М. Лифшица, потому что это как раз тот случай, когда ни книга, ни, тем более, её авторы, как принято говорить, “в рекламе не… Подробнее Купить за 1429 руб
- Статистическая физика сложных систем. От фракталов до скейлинг-поведения. Выпуск № 57, Абаимов С.Г.. Многообразие происходящих в природе явлений, на первый взгляд, не подчиняется каким-то унифицированным принципам, и каждое явление требует введения своих законовописания поведения. Однако… Подробнее Купить за 632 руб
dic.academic.ru