Реферат Курсовая Конспект
Средние скорости молекул - раздел Энергетика, Кинетическая энергия вращающегося тела и работа вращения ...
|
Пользуясь функцией распределения М., можно вычислить ряд важных в молекулярной физике величин: средней арифметической скорости <v>, средней квадратичной скорости v = √<v2> и наиболее вероятной скорости vн.
1. Средняя арифметическая скорость<v> по определению равна отношению суммы скоростей всех молекул единицы объема к числу молекул единицы объема.
Число молекул в единице объема dnv, скорости которых заключены в интервале от v до v+dv равно nf(v)dv; Сумма скоростей всех таких молекул равна vnf(v)dv. Чтобы найти сумму скоростей всех молекул, обладающих любыми скоростя
|
|
|
|
<v> = 4/√π(m/2kT)3/2∫ v3edv = 4/√π (m/2kT)3/2∫ v2evdv
vdv = d(v2)/2, значит <v> = 4/√π (m/2kT)3/2½∫ v2ed(v2)
Введем новую переменную Z=mv2/2kT : ½∫ v2ed(v2) = ½ (2kT/m)2∫Ze-ZdZ, тогда, учитывая, что ∫Ze-ZdZ =1, получим:
<v> = 4/√π (m/2kT)3/22(kT/m)2 = √8kT/πm
2) Средняя квадратичная скорость √<v2> – отношение суммы квадратов скоростей молекул единицы объема к числу молекул в этом объеме:
<v2> = ∫ v2f(v)dv = 4π(m/2πkT) 3/2∫ v4edv
берется по частям ∫ v4edv = 3/8(2kT/m)5/2√π
тогда <v2> = 3kT/m; = √<v2> = √3kT/m
3)Наиболее вероятная скорость молекулы, ей соответствует max на кривой распределения М., поэтому ее находят, приравнивая производную функции нулю:
(d/dv)f(v) = d/dv[4/√π (m/2kT)3/2v2e ] = 0
т.е. d/dv(v2e ) = 0, после дифференцирования получаем:
2ve(1-mv2/2kT) = 0. Это уравнение имеет три решения: v = 0; v = ∞, либо выражение в скобках равно нулю. Следовательно, vн находят из условия:
1- mv2/2kT = 0 =>vн = √2kT/m
Сравнивая выражения для <v>,v и vн, видно, что
vср. кв. = √3π/8<v> = 1,13<v> = √3/2 vн = 1,22vн
т.е. и средняя арифметическая, и средняя квадратичная скорости близки к vн.
– Конец работы –
Эта тема принадлежит разделу:
Кинематические уравнения движения траектория путь... Кинетическая энергия вращающегося тела и работа вращения... Термодинамические системы Термодинамические параметры и процессы...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Средние скорости молекул
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Твитнуть |
Новости и инфо для студентов