рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Давление идеального газа пропорционально концентрации молекул и средней кинетической энергии их поступательного движения

Давление идеального газа пропорционально концентрации молекул и средней кинетической энергии их поступательного движения - раздел Энергетика, Вопрос №1 ...

Вопрос №1

Модель идеального газа удовлетворяет следующим требованиям: Расстояние между молекулами гораздо больше их размеров (молекулы можно считать … Реальный разреженный газ приблизительно ведет себя как идеальный газ.

Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеального газа

где р - давление, m0- масса молекулы, п- концентрация (число молекул в единице… Если через Е обозначить среднюю кинетическую энергию поступательного движения молекулы

Давление идеального газа пропорционально концентрации молекул и средней кинетической энергии их поступательного движения.

 

Вопрос №2

  где — давление, — молярный объём, — универсальная… Так как , где — количество вещества, а , где — масса, — молярная масса, уравнение состояния можно…

Вопрос №3

  Изобарный процесс— процесс изменения состояния термодинамической системы при…  

Изохорный процесс

Изохорный процесс — процесс изменения состояния термодинамической системы при постоянном объёме ( ).Для данной массы газа при постоянном объёме, давление прямо пропорционально температуре:

 

Линия, изображающая изохорный процесс на диаграмме, называется изохорой.

Изотермический процесс

При постоянной температуре и неизменных значениях массы газа и его молярной массы, произведение объёма газа на его давление остаётся постоянным: PV…   Абсолютная температура – мера кинетической энергии движения одной молекулы. (Абсолютный ноль определён как 0 K, что…

Что и требовалось доказать.

  где — его объём, — показатель адиабаты, и — теплоёмкости газа… С учётом уравнения состояния идеального газа уравнение адиабаты может быть преобразовано к виду

Вопрос №5

 

Адиабата идёт круче, чем изотерма, потому что в адиабатическом процессе меняются всё три параметра.

— давление газа;
— объём.

Вопрос №6

См вопрос №4 (дополнения).

Вопрос №7

Теплоёмкость – величина, которая зависит от вида процесса.

Теплоемкость идеального газа — это отношение количества теплоты, сообщенного газу, к изменению температуры δТ, которое при этом произошло.

 

 

Удельная теплоёмкость (Удельная теплота нагревания на один градус, Суд.) вещества - количество тепловой энергии, необходимой для повышения температуры одного килограмма вещества на один градус. (Дж/(кг ·К)).

Формула расчёта удельной теплоёмкости: .,

где — удельная теплоёмкость,

— количество теплоты, полученное веществом при нагреве (или выделившееся при охлаждении),

— масса нагреваемого (охлаждающегося) вещества,

— разность конечной и начальной температур вещества.

Молярная теплоёмкость (Сμ) — это количество теплоты, которое необходимо подвести к 1 молю вещества, чтобы нагреть его на единицу температуры. (Дж/(моль·К)).

Формула расчёта молярной теплоёмкости: .

Удельная и молярная теплоемкости связаны соотношением:
, где

М — молярная масса (масса одного моля вещества).

Чаще всего работаем с молярной теплоёмкостью!

Вопрос №8

Сp– теплоёмкость вещества при постоянном внешнем давлении.

Cv – теплоёмкость вещества при постоянном внешнем объёме.

Для газа Cp>Cv, так как в случае постоянного давления тепло идёт как нагревание газа, так и на совершение работы расширяющимся газом против внешних сил, а в случае постоянного объёма тепло идёт только на нагревание газа.

Из кинетической теории известно, что

Вопрос №9

Q = dU

*dT = (i/2)* *R*dT

= (i/2)*R

= + R = (i/2) + R = ((i+2)/2)*R

I+2)/2)*R

I/2)*R

Вопрос №10

Цель работы:изучение различных изопроцессов протекающих в газах, экспериментальное определение СP/СV для воздуха. Приборы и принадлежности: прибор Клемана – Дезорма манометр, насос,… Теоретическое введение: Теплоёмкостью какого-либо тела Сm называется величина, численно равная количеству теплоты dQ,…

Внутренняя энергия системы является функцией её состояния, а количество теплоты и работа являются функцией процесса.

Из определения теплоёмкости имеем формулу:

 

Теплоёмкость С так же является функцией процесса так, как передаваемая газу количество теплоты dQ способа нагрева газа.

Состояние газа, как термодинамической системы определяется следующими параметрами: давлением p, объёмом V и температурой T. Связь данных параметров определяется Уравнением состояния идеального газа – уравнением Менделеева-Клайперона:

PV = RT.

Где R – универсальная газовая постоянная.

Процессы, протекающие в газе при неизменном значении одного из термодинамических параметров его состояния, называются изопроцессами.

Изохорный процесс протекает при V = const. Уравнение изохоры имеет вид: const (закон Шарля). В данном случае dV = 0, dA = pdV = 0. Тогда из уравнения (2) получаем:

 

Изобарный процесс протекает при p = const. Уравнение изобары имеет вид: const (закон Гей-Люссака). Теперь уравнения (2) имеет вид:

 

Тогда из уравнения (3) получаем:

 

При p = const получим pdV = RdT, подставим его в (5) и учтя выражение (4) имеем следующее выражение (уравнение Майера):
Cp = CV + R;

Молярные теплоёмкости Cp и CV идеального газа зависят от числа степеней свободы i его молекулы. Атом одноатомного газа имеет i = 3 (X, Y, Z). Молекулы 2-ух атомного газа имеют i = 5 (3 – степени свободы поступательного движения и 2 вращательного). Молекулы состоящие из 3-ёх и более атомов имеют 6 степеней свободы (i = 6).

При высоких температурах кроме поступательного и вращательного движения молекулы (атома) необходимо учитывать и её колебательное движение (около положения равновесия) т. е. У двухатомной молекулы – 1 колебательная степень свободы, у многоатомных молекул 3N – 6, где N – число атомов в молекуле. На каждую степень свободы приходится примерно одинаковое количество кинетической энергии, равное kT/2, где k – постоянная Стефана – Больцмана. Тогда внутренняя энергия одного моля идеального газа равна:

,

где i – сумма числа поступательных, числа вращательных и удвоенного числа колебательных степеней свободы.

Из уравнений (4), (7) и (8) следует, что:

, .

Изотермический процесс протекает при T = const. Уравнение изотермы имеет вид: const (закон Бойля - Мариотта). Следовательно:

dT = 0, dU = 0, dQ =dA.


Адиабатный процесс протекает при dQ = 0. Следовательно: dU + dA = 0. От сюда получаем выражение:

DA = -dU.

Из данного выражения получаем уравнение адиабаты:

PdV = -CVdV (уравнение Пуассона).

Из вышеприведённых уравнений (6), (7) и (11) следует, что:

,

где

.

Интегрируя и потенцируя (12), получим уравнение Пуассона:

PVg = const.

 

V
p
1 p1, V1, T1
2 p2, V2, T2  
3 p3, V2, T1  
Рис.1

 


В данной работе требуется определить СP/СV = g, для этого в течение всего эксперимента газ (в установке) последовательно будет проходить через 3 состояния (рис. 1): 1-2 адиабатное расширение, 2-3 изохорный процесс.

Для адиабатного перехода 1-2 справедливо уравнение Пуассона:

 

Первое и третье состояние газа принадлежит одной той же изотерме. Применяя к ним закон Бойля – Мариотта, получаем:

p1V1 = p3V2;

Из уравнений (14) и (15) следует, что

.

Прологарифмировав это выражение получим:

 

Давление воздуха в баллоне в первом состоянии определяется, как

p1 = p2 + rgH,

гдеr - плотность вещества; g – ускорение свободного падения; H – разность уровней жидкости в трубках манометра при измерении p1.

Давление воздуха в баллоне в третьем состоянии определяется, как


p3 = p2 + rgh,

где h – разность уровней жидкости в трубках манометра при измерении p3.

Так, как давление p1 и p3 примерно равно атмосферному давлению p2, то формулу (17) можно упростить, использую следующее равенство:

, которое выполняется для всех x << 1. Тогда:

 

Вопрос №11

(ребят, смотрите опять дополнения к вопросу №4)

 

Вопрос №12

, тогда => => ; В итоге мы получаем: − барометрическая формула. Барометрическую… - распределение Больцмана во внешнем потенциальном поле. Из нее следует, что при постоянной температуре плотность газа…

Вопрос №13

Максвелл, исходя из законов теории вероятности решил задачу о распределении молекул по скоростям поступательного движения. Закон позволяет определить, какое количество молекул dN от общего числа… При этом Максвелл предположил:

Вопрос №14

 

Вывод основного уравнения МКТ

Обозначим скорость движения , тогда перед столкновением со стенкой сосуда импульс частицы равен , а после — , поэтому стенке передается… Отсюда следует:  

Вопрос №15

– средняя энергия одной молекулы. E = (½)KT –энергия, которая приходится на одну степень свободы. В системе, состоящей из большого числа частиц на одну степень свободы приходится одно и то же количество частиц,…

Причина этих разногласий заключается в ограниченной пригодности закона . Даже введение колебательных степеней свободы не убирают разногласия. Все эти расхождения устраняются в квантовой теории теплоёмкости.

Вопрос №16

 

 

 


 

– Конец работы –

Используемые теги: давление, идеального, газа, пропорционально, концентрации, молекул, сред, кинетической, энергии, поступательного, движения0.192

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Давление идеального газа пропорционально концентрации молекул и средней кинетической энергии их поступательного движения

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным для Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Еще рефераты, курсовые, дипломные работы на эту тему:

Влияние вращательного и поступательного движения молекул на теплоёмкость многоатомных газов
Число rкол координат в этой функции есть число колебательных степеней свободы молекулы. Последнее можно определить по числу п атомов в… Если все атомы расположены по одной прямой (в .частности, у двухатомной… Последняя является квадратичной функцией от всех импульсов, число которых равно полному числу 3п степеней свободы…

Химическая реакция в смеси идеальных газов. Константа химического равновесия в смеси идеальных газов
В любом естественно протекающем (самопроизвольном или свободном) процессе свободная энергия системы понижается. При достижении системой состояния… Термодинамическое равновесие в макросистеме совсем не означает, что и в её… Основной целью статистического метода является установление количественной связи между характеристиками механических…

Часть I. Вывод дифференциального уравнения движения с использованием теоремы об изменении кинетической энергии системы
Кафедра теоретической механики... КУРСОВАЯ РАБОТА ПО РАЗДЕЛУ quot ДИНАМИКА quot ИССЛЕДОВАНИЕ КОЛЕБАНИЙ... Вариант...

Вывод давления идеального газа из молекулярно-кинетических представлений
N кол во атомов в молекуле... Число степеней свободы N... Делятся на...

Применение определенного интеграла к решению физических задач на вычисление кинетической энергии
Толщина пластинки d равна 0,3 см, плотность материала, из которого сделана пластинка, равна 8 кг см2689. Треугольная пластинка, основание которой a… Предположим, что некоторая система тел находится в определенном состоянии,… В общем случае эти изменения могут быть не только механическими, но и химическими, электрическими и т.д. После…

ДИНАМИКА ПОСТУПАТЕЛЬНОГО И ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ. ЭЛЕМЕНТЫ СПЕЦИАЛЬНОЙ ТЕОРИИ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ
Государственное образовательное учреждение... высшего профессионального образования... Омский государственный технический университет...

КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ГАЗОВ
На сайте allrefs.net читайте: "КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ГАЗОВ"...

Историко-культурная среда как среда памяти и объект управления
В прошлом каждый новорожденный заставал определенную структуру ценностей, которая не менялась столетия, регулируя ориентации многих поколений. На грани XX и XXI вв. на протяжении одной жизни чередуется несколько… Широкое распространение псевдокультуры, культа насилия, вседозволенности, свободы от нравственных установок общества,…

Расчет избыточного давления взрыва для горючих газов. Защита взрывоопасных зданий.
НКП газовзвесей органических веществ, содержащих частицы размером менее 100 мкм с влажностью не более 5 масс можно вычислить по формуле 1 НКП… Вычислить НКП аэровзвесей подсолнечного шрота ГОСТ 11246 75 и полистирола в… В случае композиций, составленных из веществ разных классов, отклонение НКП от линейной зависимости будет еще…

Разработка программы мероприятий по безопасности движения на участках концентрации ДТП на дорогах общего пользования Архангельской области
Поэтому, имеющая статистика не может служить надежной основой для принятия решений о правильных мерах для снижения аварийности. В таких случаях данные статистики должны дополняться результатами оценки… Требования к эксплуатационному состоянию, допустимому по условиям обеспечения безопасности дорожного движения». В…

0.067
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • По категориям
  • По работам