Физика/Молекулярная физика/Молекулярно-кинетическая теория идеального газа

Материал из Letopisi.Ru — «Время вернуться домой»

«Вместе готовимся к ЕГЭ»
в социальной сети Campus.ru

Молекулы в идеальном газе движутся хаотически. Движение одной молекулы характеризуют микроскопические параметры (масса молекулы, ее скорость, импульс, кинетическая энергия). Свойства газа как целого описываются с помощью макроскопических параметров (масса газа, давление, объем, температура).
Молекулярно-кинетическая теория устанавливает взаимосвязь между микроскопическими и макроскопическими параметрами.
Число молекул в идеальном газе столь велико, что закономерности их поведения можно выяснить только с помощью статистического метода.

Равномерное распределение в пространстве молекул идеального газа является наиболее вероятным состоянием газа, т. е. наиболее часто встречающимся.
Распределение молекул идеального газа по скоростям при определенной температуре является статистической закономерностью.
Наиболее вероятная скорость молекул - скорость, которой обладает максимальное число молекул.
Стационарное равновесное состояние газа - состояние, в котором число молекул в заданном интервале скоростей остается постоянным.
Температура тела - мера средней кинетической энергии поступательного движения его молекул:

ЧЕРТА СВЕРХУ

2

$\frac{mV}{2}= \frac{3}{2}kT$

где черта сверху - знак усреднения по скоростям, k = 1,38*10^-23 Дж/К — постоянная Больцмана.
Единица термодинамической температуры — кельвин (К).
При абсолютном нуле температуры средняя кинетическая энергия молекул равна нулю.
Средняя квадратичная (тепловая) скорость молекул газа: $V= \sqrt{} \frac{3RT}{M}$ ,

где M - молярная масса, R = 8,31 Дж/(К*моль) - молярная газовая постоянная.

Давление газа - следствие ударов движущихся молекул:

черта сверху (над энергией)

р = 2/3*n*Е_к,
где n - концентрация молекул (число молекул в единице объема), E_k - средняя кинетическая энергия молекулы.
Давление газа пропорционально его температуре:
р = nkТ.

Постоянная Лошмидта - концентрация идеального газа при нормальных условиях (атмосферное давление р = 1,01*10⁵ Па и температура Т = 273 К):

n = 2,7*10²⁵ м^-3.

Уравнение Клапейрона—Менделеева — уравнение состояния идеального газа, связывающее три макроскопических параметра (давление, объем, температуру) данной массы газа:

$pV= \frac{m}{M}RT$

Изопроцесс - процесс, при котором один из макроскопических параметров состояния данной массы газа остается постоянным.

Изотермический процесс - процесс изменения состояния определенной массы газа при постоянной температуре.
Закон Бойля—Мариотта: для газа данной массы при постоянной температуре:
p₁V₁=p₂V₂,
где р₁, р₂, V₁, V₂- давление и объем газа в начальном и конечном состояниях.
Изотерма - график изменения макроскопических параметров газа при изотермическом процессе.

Модель изотермического процесса

Изобарный процесс - процесс изменения состояния определенной массы газа при постоянном давлении.
Закон Гей-Люссака: для газа данной массы при постоянном давлении:

индексы!
$\frac{V}{T}= \frac{V}{T}$
где V₁, V₂, Т₁, Т₂ - объем и температура газа в начальном и конечном состояниях.
Изобара - график изменения макроскопических параметров газа при изобарном процессе.

Модель изобарного процесса

Изохорный процесс — процесс изменения состояния определенной массы газа при постоянном объеме.

Закон Шарля: для газа данной массы при постоянном объеме:

индексы!
$\frac{p}{T}= \frac{p}{T}$
где р₁, р₂, Т₁, Т₂ - давление и температура газа в начальном и конечном состояниях.
Изохора — график изменения макроскопических параметров газа при изохорном процессе.