Единое окно доступа к образовательным ресурсам

Статистическая физика и термодинамика: Методические рекомендации по изучению курса

Голосов: 1

Методические рекомендации по изучению курса знакомят иностранных учащихся с молекулярно-кинетическими закономерностями поведения твердых тел, жидкостей и газов. Содержат тексты, лексико-грамматические материалы, вопросы и упражнения, позволяющие студентам овладеть основными понятиями и определениями статистической физики и термодинамики. Структура и содержание рекомендаций обеспечивают преемственность в обучении на предвузовском этапе подготовки и первых курсах высших учебных заведений. Предназначены для студентов-иностранцев, проходящих предвузовскую подготовку.

Приведенный ниже текст получен путем автоматического извлечения из оригинального PDF-документа и предназначен для предварительного просмотра.
Изображения (картинки, формулы, графики) отсутствуют.
     Министерство образования и науки Российской Федерации

      Государственное образовательное учреждение
        высшего профессионального образования
«Тамбовский государственный технический университет»




  СТАТИСТИЧЕСКАЯ ФИЗИКА
     И ТЕРМОДИНАМИКА

              Методические рекомендации
                  по изучению курса




                       Тамбов
                  Издательство ТГТУ
                         2005


                     h
                                   h




                             • Издательство ТГТУ •
УДК В3(07)
ББК В317
    С78



                                  Рецензент
                       Доктор физико-математических наук,
             заведующий кафедрой общей физики ТГУ им. Г.Р. Державина
                                  В.А. Федоров


С78        Статистическая физика и термодинамика: Методические рекомендации / Сост.: Ю.Ю.
      Громов, М.А. Желтов, Н.А. Земской, О.Г. Иванова, Ю.А. Костылев, А.В. Лагутин. Тамбов: Изд-
      во Тамб. гос. техн. ун-та, 2005. 48 с.

         Методические рекомендации по изучению курса знакомят иностранных учащихся с молеку-
      лярно-кинетическими закономерностями поведения твердых тел, жидкостей и газов. Содержат
      тексты, лексико-грамматические материалы, вопросы и упражнения, позволяющие студентам
      овладеть основными понятиями и определениями статистической физики и термодинамики.
      Структура и содержание рекомендаций обеспечивают преемственность в обучении на предву-
      зовском этапе подготовки и первых курсах высших учебных заведений.
        Предназначены для студентов-иностранцев, проходящих предвузовскую подготовку.

                                                 УДК В3(07)
                                                 ББК В317



                           Тамбовский государствен-
                          ный
                             технический университет
                          (ТГТУ), 2005


                                       Учебное издание

                                СТАТИСТИЧЕСКАЯ ФИЗИКА
                                   И ТЕРМОДИНАМИКА

                                 Методические рекомендации

                                       С о с т а в и т е л и:

                                  ГРОМОВ Юрий Юрьевич,
                               ЖЕЛТОВ Михаил Александрович,
                              ЗЕМСКОЙ Николай Александрович,
                                ИВАНОВА Ольга Геннадьевна,
                               КОСТЫЛЕВ Юрий Александрович,
                               ЛАГУТИН Андрей Владимирович


                                 Редактор Т.М. Ф е д ч е н к о

                        Компьютерное макетирование И.В. Евсеевой


                               Подписано к печати 24.11.2005.
                Гарнитура Тimes New Roman. Формат 60 × 84/16. Бумага газетная.
                    Печать офсетная. Объем: 2,79 усл. печ. л.; 2,80 уч.-изд. л.
                                     Тираж 100 экз. С. 825

                          Издательско-полиграфический центр ТГТУ
                             392000, Тамбов, Советская, 106, к. 14


                         1 МОЛЕКУЛЯРНАЯ СТРУКТУРА ВЕЩЕСТВА

                                1.1 Масса атомов. Молярная масса

    С древнейших времен люди пытались понять, как устроены тела, которые их окружали. Историче-
ски существовали два подхода. Одни считали, что вещество непрерывно и не существует мельчайшей
частицы вещества. Другие, наоборот, предполагали существование мельчайших частиц вещества и от-
стаивали дискретность вещества. Эти мельчайшие частицы вещества древние греки назвали атомами.
Такое идейное противостояние окончательно разрешилось в XX веке в пользу сторонников атомной
структуры вещества. Атомы очень малы. Они недоступны наблюдению невооруженным глазом и не-
различимы с помощью оптического микроскопа. Однако их изображение можно наблюдать с помощью
ионного микроскопа.
    Атом – наименьшая частица химического элемента, являющаяся носителем его свойств.
    Все вещества по составу можно разделить на два класса: простые и сложные. Простые вещества со-
стоят из атомов одного и того же химического элемента. Сложные вещества состоят из атомов разных
химических элементов.
    Строение атома напоминает структуру Солнечной системы. Вокруг ядра, находящегося в центре
атома, движутся электроны. Электроны – отрицательно заряженные частицы. Заряд электрона очень
мал. Его численное значение 1,6·10–19 Кл. Ядро состоит из частиц двух типов: нейтронов и протонов. Их
массы очень близки, но нейтроны электрически нейтральны, тогда как протоны обладают электриче-
ским зарядом. Заряд протона положителен и численно точно равен заряду электрона. Число электронов
и протонов в атоме всегда равно. Поэтому атом в целом электрически нейтрален. Электроны удержива-
ются вблизи положительно заряженного ядра силами электромагнитного взаимодействия. Полный за-
ряд ядра равен Ze , где Z – число протонов в ядре, а e – заряд электрона.
    Другой основной характеристикой атома является его масса. Она складывается из массы ядра и
суммарной массы электронов. Масса протона mр = 1,672623–27 кг очень близка к массе нейтрона mn =
1,672623–27 кг. Электрон в 1836 раз легче протона mе = 9,1093897–31 кг и в 1839 раз легче нейтрона. По-
этому практически вся масса атома сосредоточена в его ядре. Протоны и нейтроны получили общее на-
звание – нуклоны. Массовое число A равно числу нуклонов в ядре атома, т.е. A = Z + N , где Z – число
протонов, а N – число нейтронов в ядре. Количество нейтронов в ядре оного и того же химического
элемента может быть разным.
    Изотоп – разновидность одного и того же химического элемента, атом которого содержит оди-
наковое число протонов в ядре и разное число нейтронов.
    В классической механике масса считается аддитивной величиной. Это означает, что масса целого
равна сумме масс его частей. В микромире это неверно. Например, суммарная масса 6 протонов, 6 ней-
тронов и 6 электронов, составляющих один из изотопов углерода, равна 2,009·10–26 кг. Измерение пол-
ной массы атома дает другой результат 1,992648·10–26 кг.
    Массу микрочастиц принято измерять в атомных единицах массы (а.е.м.). Атомная единица массы –
это средняя масса нуклона в изотопе углерода, в котором содержится 12 нуклонов.

    Атомная единица массы равна 1 12 массы атома углерода        12
                                                                  6C   , т.е. 1 а.е.м. = 1,66·10–27 кг.

    Масса произвольного атома может быть выражена либо в атомных единицах массы, либо в кило-
граммах:

                                                       m = M отн а.е.м. = M отн ⋅ 1,66 ⋅ 10 −27   кг,     (1.1.1)

где M отн – относительная атомная масса.
    Относительная атомная масса – это число атомных единиц массы, содержащихся в массе атома.
    Относительная атомная масса практически совпадает с числом нуклонов в его ядре, т.е. Mотн ≈ A .
    Количество вещества характеризуется числом молекул этого вещества. Макроскопические тела со-
стоят из огромного числа частиц. Поэтому количество вещества удобно измерять в крупных единицах,
содержащих большое число частиц. Единицей количества вещества является один моль.
    Моль – это количество вещества, масса которого, выраженная в граммах, численно равна отно-
сительной атомной массе.


   Массу одного моля называют молярной массой и обозначают M . Очевидно, что
                                                      M = M отн ⋅1 г/моль.                   (1.1.2)

    Единица молярной массы – килограмм на моль. Молярная масса может быть выражена через число
атомов (или молекул) в моле вещества N А и массу отдельного атома mа :

                                                            M = mа N А .                     (1.1.3)

    Число N А называют числом Авогадро или постоянной Авогадро. Постоянная Авогадро одинакова
для всех веществ, т.е. моль любого вещества содержит одинаковое число атомов (или молекул). Это
число равно 6,022 · 1023 моль–1.
    Постоянная Авогадро – это число атомов, (или молекул), содержащихся в одном моле любого ве-
щества.
                                 1.2 Агрегатные состояния вещества

    Объяснение свойств вещества, исходя из представлений о его молекулярном строении, составляет
предмет молекулярно-кинетической теории вещества. Основу этой теории составляют следующие по-
ложения: а) все тела состоят из атомов и молекул; б) атомы и молекулы непрерывно движутся; в) между
атомами (молекулами) действуют как силы притяжения, так и силы отталкивания. Взаимное располо-
жение, характер движения и взаимодействие молекул одного и того же вещества, существенно завися-
щие от внешних условий, характеризуют его агрегатное состояние. Известны четыре агрегатных со-
стояния вещества: твердое, жидкое, газообразное и плазменное. Между этими агрегатными состояниями
(или фазами) наблюдаются переходы. Эти переходы называются фазовыми переходами.
    Фазовый переход – это переход системы из одного агрегатного состояния в другое.
    Наиболее часто наблюдаются фазовые переходы между агрегатными состояниями, у которых по-
тенциальная энергия связи молекул наиболее близка друг к другу. Плавление – переход из твердого со-
стояния в жидкое. Испарение – переход из жидкого состояния в газообразное. Ионизация – переход из
газообразного состояния в плазменное. Однако известен и переход из твердого состояния в газообраз-
ное. Этот переход называется сублимацией. Сублимация – это переход из твердого состояния в газооб-
разное минуя жидкое состояние. При фазовом переходе скачкообразно изменяется какая-либо физиче-
ская величина или симметрия системы. Вид агрегатного состояния, в котором находится вещество, за-
висит от соотношения кинетической и потенциальной энергии молекул, входящих в его состав. Потен-
циальная энергия молекулы характеризует интенсивность ее взаимодействия с другими молекулами.
Между любыми двумя молекулами вещества на расстоянии, большем диаметра молекул, действуют си-
лы притяжения. Эти силы имеют электромагнитную природу. Они стремятся объединить молекулы в
одно целое. Кинетическая энергия молекул препятствует объединению молекул в единое целое.
    В условиях Земли большинство тел находится в твердом состоянии.
    Вещество находится в твердом состоянии, если средняя потенциальная энергия молекул сущест-
венно больше их средней кинетической энергии.
    Силы электрического отталкивания ядер молекул препятствуют уменьшению расстояния между
молекулами. Заметим, что силы отталкивания между молекулами становятся значительными лишь на
малых расстояниях. Силы притяжения преобладают на больших расстояниях. Каждая молекула занима-
ет определенный объем в пространстве, притягивая соседние молекулы и одновременно отталкивая их,
не позволяя занять то место, где она находится. Благодаря такому взаимодействию молекулы плотно
заполняют пространство.
    Молекулы в твердом теле располагаются упорядоченно. Как показали рентгенографические иссле-
дования, для твердых тел характерен дальний порядок расположения их молекул. Частицы твердого те-
ла, образуя кристаллическую решетку, колеблются около некоторых средних положений равновесия.
Эти средние положения равновесия называются узлами кристаллической решетки. Молекулы колеб-
лются во всевозможных направлениях и могут иметь различную амплитуду. Значительная средняя по-
тенциальная энергия взаимодействия препятствует изменению среднего расстояния между молекулами.
Следствием этого является сохранение твердыми телами формы и объема. При деформации в твердом
теле возникают силы, стремящиеся восстановить его форму и объем.
    При нагревании твердого тела средняя кинетическая энергия молекул возрастает. Это приводит к
увеличению амплитуды их колебаний. Расстояние между молекулами увеличивается. Поэтому энергия
связи при нагревании уменьшается. Уменьшение энергии связи позволяет молекулам перескакивать из


одного положения равновесия в другое. Дальний порядок, характерный для кристаллической решетки
твердого тела, нарушается. Происходит фазовый переход вещества из твердого состояния в жидкое.
    Вещество находится в жидком состоянии, если средняя кинетическая энергия молекул соизмерима
со средней потенциальной энергией их притяжения.
    В жидкости при температуре плавления молекулы расположены почти так же плотно, как в твердом
теле. Поэтому плотность жидкости при температуре плавления немного меньше плотности твердого те-
ла при той же температуре. В расположении молекул жидкости наблюдается только ближний порядок.
Он наблюдается в пределах двух-трех слоев. Это означает, что при плавлении происходит нарушение
симметрии системы. Относительные положения молекул в жидкости не фиксированы. Молекулы, хотя
и медленно, изменяют положение друг относительно друга. Под действием внешней силы жидкость те-
чет. Она сохраняет свой объем, но принимает форму сосуда. Переходы молекул из одного положения в
другое осуществляется скачкообразно. Такие переходы принято называть трансляционными скачками.
Текучесть жидкости объясняется тем, что перескоки молекул из одного положения равновесия в другое
происходят преимущественно в направлении действия внешней силы.
    Сжимаемость жидкости невелика, но тем не менее выше, чем сжимаемость кристаллических твер-
дых тел.
    При нагревании жидкости кинетическая энергия молекул может возрасти настолько, что окажется
достаточной для преодоления энергии связи между молекулами.
    Вещество находится в газообразном состоянии, если средняя кинетическая энергия молекул пре-
вышает их среднюю потенциальную энергию взаимодействия.
    При атмосферном давлении плотность газа примерно в 1000 раз меньше плотности жидкости. По-
этому расстояние между молекулами газа существенно больше, чем в жидкостях. Силы притяжения
между молекулами незначительны, поэтому газы могут неограниченно расширяться, занимая весь пре-
доставленный им объем. Наличие большого межмолекулярного пространства приводит к значительной
сжимаемости газов. При сжатии газа уменьшается среднее расстояние между его молекулами. Но силы
взаимного отталкивания на таких расстояниях малы и практически не препятствуют сжатию.
    Нагревание газа приводит к увеличению скорости движения молекул и, следовательно, к возраста-
нию их средней кинетической энергии. Большая кинетическая энергия молекул в нагретом газе оказы-
вается достаточной для выбивания из атомов валентных электронов. При этом нейтральный атом пре-
вращается в положительный ион. Происходит ионизация газа.
    Ионизация – это процесс образования ионов из нейтральных атомов.
    В процессе ионизации качественно изменяется состав газа. Наряду с электронейтральными атомами
появляются электроны и положительные ионы. Полный электрический заряд газа сохраняется. Измене-
ние качественного состава газа приводит к образованию нового агрегатного состояния. Это состояние
называется плазмой.
    Плазма – это элекронейтральная совокупность нейтральных и заряженных частиц.
    Плазма – это наиболее распространенное состояние вещества во Вселенной. Около 99,9 % вещества
во Вселенной находится в состоянии плазмы. Гигантскими скоплениями плазмы являются туманности и
звезды. В земных условиях плазму можно наблюдать при северном сиянии и атмосферных электриче-
ских разрядах (молния). Солнечный ветер – это поток плазмы, испускаемый Солнцем. Он заметно влия-
ет на магнитное поле Земли.

                                       1.3 Идеальный газ

     Простейшей моделью газа является модель идеального газа. Условия, накладываемые на идеальный
газ, следующие: 1) среднее расстояние между молекулами l значительно дольше диаметра молекул d ,
т.е. l >> d ; 2) средняя кинетическая энергия молекул много больше средней потенциальной энергии их
взаимодействия; 3) столкновения молекул газа между собой и со стенками сосуда абсолютно упругие.
Газ, удовлетворяющий этим трем условиям, называется идеальным. Первое условие означает, что иде-
альный газ – это достаточно разреженный газ. Другими словами собственный объем молекул пренебре-
жимо мал по сравнению с объемом газа. Поэтому собственным объемом молекул идеального газа мож-
но пренебречь и считать, что молекулы не имеют собственных размеров. Идеальный газ – это газ точеч-
ных частиц. Второе условие означает, что расстояние между частицами велики и между столкновения-
ми молекулы движутся как свободные частицы по прямолинейным траекториям. Третье условие озна-
чает, что структура электронных оболочек атомов в процессе столкновения не нарушается. Обобщим
сказанное.


    Идеальный газ – это газ материальных точек, между которыми отсутствуют силы взаимодей-
ствия и которые сталкиваются между собой и со стенками сосуда как упругие частицы.
    Несмотря на свою простоту, модель идеального газа довольно хорошо описывает свойства разре-
женных газов. Это означает, что свойства различных газов не отличаются существенно друг от друга.
    Свойства различных разреженных газов не зависят от специфики сил взаимодействия между от-
дельными молекулами.
    Атмосферный воздух является примером идеального газа.
    Из-за столкновений друг с другом молекулы газа постоянно изменяют направление своего движе-
ния. Большое число частиц в газе и хаотичность их движения приводит к тому, что информация о газе
носит статистический характер.
    Статистическая закономерность – это закон поведения совокупности большого числа частиц.
    Система, состоящая из большого числа частиц, характеризуется микроскопическими и макроскопи-
ческими параметрами.
    Микроскопические параметры – это параметры малых частиц (масса молекулы, ее скорость, им-
пульс, энергия), характеризующие движение отдельной частицы.
    Макроскопические параметры – это параметры, характеризующие свойства газа как целого (мас-
са газа, давление, объем, температура).
    Молекулярно-кинетическая теория выясняет связь между макроскопическим и микроскопическими
параметрами. Ее цель – объяснить макроскопические свойства, исходя из характерных особенностей его
молекулярной структуры.

                                         1.4 Температура

    В результате большого числа столкновений между молекулами устанавливается стационарное рав-
новесное состояние газа. Важнейшим макроскопическим параметром, характеризующим стационарное
равновесное состояние любого тела, является температура.
    Температура тела – это мера средней кинетической энергии хаотического движения его молекул.
    Температура – статистическая величина, характеризующая достаточно большую совокупность час-
тиц. Средняя кинетическая энергия хаотического движения молекул тела пропорциональна абсолютной
температуре, т.е.
                                                            mυ 2 3
                                                                = kT ,                         (1.4.1)
                                                             2   2
где k = 1,38 ⋅ 10 −23 Дж/К – постоянная Больцмана. Единица абсолютной или термодинамической темпера-
туры – кельвин (К).
    Кинетическая энергия существенно положительная величина. Поэтому термодинамическая темпе-
ратура не может быть отрицательной. Она обращается в нуль, когда средняя кинетическая энергия мо-
лекул становится равной нулю.
    Абсолютный нуль температуры – это температура, при которой должно прекратиться движе-
ние молекул.
    На практике наиболее употребима шкала температур Цельсия. В этой шкале за 0 ºС принята темпе-
ратура таяния льда, а температура кипения воды принята равной 100 ºС. При этом оказывается, что гра-
дус шкалы Цельсия в точности равен градусу термодинамической шкалы температур. Связь между
двумя этими температурными шкалами определяется соотношениями:
                                                          T = t o C + 273 и t o C = T − 273 . (1.4.2)

   Абсолютный нуль термодинамической температуры по шкале Кельвина равен –273,15 °С.

                   1.5 Основное уравнение молекулярно-кинетической теории

    Мы хорошо знаем, что молекулы газа совершают хаотическое тепловое движение. Это движение
никогда не прекращается. Средняя квадратичная скорость молекул очень большая. Так, например, у мо-
лекул азота при 20 ºС она составляет более 500 м/с. У более легких молекул среднеквадратичная ско-
рость еще больше. Двигаясь с такими большими скоростями молекулы сталкиваются со стенками сосу-
да и оказывают на них давление. Расчеты показывают, что это давление определяется по формуле


                                                                            1
                                                                       p=     nm0 υ 2 ,         (1.5.1)
                                                                            3

где n – концентрация молекул, а m0 – масса одной молекулы. Это так называемое основное уравнение
молекулярно-кинетической теории идеального газа. Если в него ввести среднюю кинетическую энер-
гию, тогда

                                                                              2
                                                                         p=     nEк .           (1.5.2)
                                                                              3

    Давление идеального газа равно двум третям средней кинетической энергии поступательного
движения молекул, содержащихся в единице объема.
    Часто газ является смесью нескольких газов. Молекулы каждого газа взаимодействуют со стенками
сосуда независимо друг от друга. В результате каждый газ оказывает на стенки сосуда определенное
давление. Это давление называется парциальным давлением. Все парциальные давления складываются.
    Давление смеси идеальных газов равно сумме парциальных давлений, составляющих ее газов.

                              1.6 Уравнение Менделеева–Клапейрона

    Воспользовавшись уравнением, связывающим среднюю кинетическую энергию молекулы газа и
термодинамическую температуру, основное уравнение запишем так
                                                           p = nkT .               (1.6.1)

   По определению n = N V , где N – число частиц в объеме V . Поэтому
                                                               pV = NkT .                       (1.6.2)
   Умножим и разделим правую часть (1.6.2) на M = m0 N A и учтем, что m = m0 N – масса газа, kN А = R –
универсальная газовая постоянная ( R = 8,31 Дж/(моль·К). Получим

                                                                              m
                                                                       pV =     RT .            (1.6.3)
                                                                              M

    Это уравнение называется уравнением Менделеева–Клапейрона. Оно выполняется для идеального
газа. Из него видно, что состояние данной массы газа однозначно определяется заданием любых двух
параметров p , V и T . Третий параметр вычисляется по уравнению Менделеева–Клапей-рона. Специфи-
ку газа характеризует молярная масса.

                                          1.7 Изопроцессы

    Изопроцесс – это процесс, протекающий при одном постоянном параметре. В зависимости от того,
какой из трех параметров p , V или T является фиксированным, говорят об изобарном, изохорном или
изотермическом процессе.
    Изотермический процесс – это процесс изменения состояния данной массы газа при постоянной
температуре.
    Из определения следует, что в изотермическом процессе T = const и m = const . При этих условиях из
уравнения Менделеева–Клапейрона следует:

                                                                       pV = const   .     (1.7.1)
    Отсюда следует, что произведение начального давления газа p0 на его первоначальный объем V0
равно произведению этих параметров P                       в произвольном состоянии. В этом
состоит сущность закона Бойля–Ма-                          риотта.
    Для данной массы газа в                                изотермическом              процессе
                                              Т2 > Т1
произведение давления газа на его                          объем постоянно
                                            Т1                Т2
                            p0V0 = PV .                                                         (1.7.2)

                                                                   V
                                                 Рис. 1.7.1


     Давление газа в изотермическом процессе обратно пропорционально его объему. Графически об-
ратно пропорциональная зависимость изображается гиперболой (рис. 1.7.1). Для изотермического про-
цесса она называется изотермой. Чем выше температура газа, тем выше расположена изотерма.
     Изобарный процесс – это процесс изменения состояния данной массы газа при постоянном давле-
нии.
     Из определения следует, что в изобарном процессе m = const и p = const . При этих условиях из урав-
нения Менделеева–Клапейрона получаем:
                                                                   V
                                                                     = const                     (1.7.3)
                                                                   T
или
                                                                   V0 V
                                                                     =     .                     (1.7.4)
                                                                   T0 T
    Формулы (1.7.3) и (1.7.4) выражают закон Гей-Люссака.
    Для данной массы газа при постоянном давлении отношение объема газа к его термодинамической
температуре постоянно
    Из закона Гей-Люссака следует,                            что объем данной массы газа при
                                       V
постоянном     давлении      пропор-                          ционален           термодинамической
температуре. На рис. 1.7.2 приведен V                         график зависимости объема от тем-
пературы. Это прямая линия. Она                               называется        изобарой.         Если
продолжить изобару в область          V0                      низких температур, то она пройдет
через начало координат.
    Изохорный процесс – это                                   процесс изменения состояния данной
                             массы                            газа при постоянном объеме.
P                                      0
                                 Из                 T0   T T определения следует, что при изо-
P                           хорном            Рис. 1.7.2      процессе m = const и V = const . При этих
                           условиях из уравнения Менделеева–Клапейрона следует
P0                                                                             p
                                                                                 = const         (1.7.5)
                                                                               T
                             или
                                                                                p0 p
0
                                                                                  =    .         (1.7.6)
              T0     T   T                                                      T0 T
        Рис. 1.7.3                 Для данной массы газа отношение давления газа к его термодинамиче-
ской температуре постоянно.
    Это утверждение носит название закона Шарля. Из него следует, что давление данной массы газа в
изохорном процессе зависит от температуры по линейному закону. На рис. 1.7.3. приведен график этой
зависимости. Он представляет собой прямую, продолжение которой в область отрицательных темпера-
тур проходит через начало координат. Сам график называется изохорой.

                                          Слова и словосочетания

Вещество                                        Простые вещества
Атом                                            Сложные вещества
Молекула                                        Строение атома
Изотоп                                          Взаимодействие молекул
Количество вещества                             Атомная единица массы (а.е.м.)
Постоянная Авогадро                             Относительная атомная масса
Агрегатное состояние                            Молярная масса
Фаза вещества                                   Молекулярное строение вещества
Твердое состояние                               Молекулярно-кинетическая теория
Жидкое состояние                                Плавление
Газообразное состояние                          Испарение
Плазма                                          Ионизация
Фазовый переход                                 Сублимация
Упорядоченность                                 Дальний порядок
Нарушение симметрии                             Ближний порядок
Идеальный газ                                   Абсолютно упругие столкновения


Статистика
Хаотическое движение                      Статистическая закономерность
Постоянная Больцмана                      Макроскопические параметры
Параметр                                  Микроскопические параметры
Температура                               Абсолютная температура
                                          Абсолютный нуль температуры
Шкала температур                          Термодинамическая шкала
Хаотическое тепловое движение
Кинетическая энергия                      Средняя квадратичная скорость
Поступательное движение молекул           Средняя кинетическая энергия
Концентрация молекул
Смесь газов                               Парциальное давление
Изопроцессы                               Уравнение Менделеева–Клапейрона
Изотерма                                  Изотермический процесс
Гипербола
Изобара                                   Изобарный процесс
Изохора                                   Изохорный процесс
Линейный закон

                                   Вопросы для самопроверки

   Перечислите основные положения молекулярно-кинетической теории
   Приведите известные Вам доказательства существования молекул.
   Что называется относительной атомной массой?
   Что называют количеством вещества?
   Дайте определение единицы количества вещества – моля.
   Чему равна постоянная Авогадро?
   Дайте определение молярной массы.
   Как силы взаимодействия между молекулами зависят от расстояния между ними?
   В чем различие молекулярного строения газов, жидкостей и твердых тел?
   Что называют дальним и ближним порядком?
   Что называют идеальным газом?
   Что отражает основное уравнение молекулярно-кинетической теории?
   Какие преимущества имеет абсолютная шкала температур по сравнения с другими шкалами?
   Каков физический смысл абсолютного нуля температур?
   Чему равен абсолютный нуль температуры по шкале Цельсия?
   Сформулируйте уравнение Менделеева–Клапейрона.
   Чему равна универсальная газовая постоянная?
   Перечислите изопроцессы. Как называются соответствующие графики этих процессов.

                                    2 ТЕРМОДИНАМИКА

    Научно-техническая революция, начавшаяся в XIX веке, характеризуется прежде всего переходом
от применения механической энергии к использованию внутренней энергии, за счет которой может со-
вершаться существенно большая работа.
    Термодинамика – это раздел физики, изучающий возможности использования внутренней энергии
тел для совершения механической работы.
    Термодинамика изучает тепловые свойства макроскопических тел без учета их молекулярного
строения. В основе термодинамики лежат подтвержденные всем совокупным опытом человечества за-
коны. Поэтому выводы термодинамики чрезвычайно надежны.

                                   2.1 Внутренняя энергия

    Одной из основных термодинамических величин является внутренняя энергия.
    Внутренняя энергия тела – это сумма кинетической энергии хаотического движения молекул тела
и потенциальной энергии их взаимодействия между собой.



    
Яндекс цитирования Яндекс.Метрика