Раздел №2 молекулярная физика и термодинамика

Основные формулы (справочный материал)

Количество вещества                                                     ,

где N – число молекул;

     N _A – число Авогадро;

     т – масса вещества;

     М – молярная масса.

Уравнение Клапейрона-Менделеева                           ,

где р – давление газа;

     V – его объём;

     R – универсальная газовая постоянная;

     Т – термодинамическая температура.

Основное уравнение молекулярно-кинетической теории

                                                             ,

где  – средняя кинетическая энергия поступательного движения молекулы;

      – масса молекулы;

      – средняя квадратичная скорость молекулы.

Средняя энергия молекулы                                                   ,

где i – число степеней свободы;

     k – постоянная Больцмана.

Внутренняя энергия идеального газа                         .

Скорости молекул:

              средняя квадратичная      ;

              средняя арифметическая ;

              наиболее вероятная         .

Средняя длина свободного пробега молекулы ,

где d – эффективный диаметр молекулы.

Среднее число столкновений молекулы за единицу времени

.

Распределение молекул в потенциальном силовом поле                                                                                                     ,

где  – потенциальная энергия молекулы.

Барометрическая формула                                           .

Уравнение диффузии                                           ,

где D – коэффициент диффузии;

    r – плотность;

    dS – элементарная площадка, перпендикулярная оси ОХ.

 

Уравнение теплопроводности                            ,

где k – коэффициент теплопроводности.

Сила внутреннего трения                                    ,

где h – динамическая вязкость.

Коэффициент диффузии                                      .

Вязкость (динамическая)                                     .

Теплопроводность                                       ,

где с_V – удельная изохорная теплоемкость.

 

Молярная теплоемкость идеального газа:

              изохорная                                   ;

              изобарная                             .

Первый закон термодинамики

                     

Работа расширения газа при процессе:

              изобарном                         ;

              изотермическом                ;

              адиабатическом              

                                                            

                                                             ,

где .

 

Уравнения Пуассона                                  ,

                                                                      ,

                                                                      .

 

Коэффициент полезного действия цикла Карно                                                                                                    ,

где Q ₁ и Т ₁ – количество теплоты, полученное от нагревателя и его температура;

     Q ₂ и Т ₂ – количество теплоты, переданное холодильнику и его температура.

 

Изменение энтропии при переходе из состояния 1 в состояние 2

.