A nyomás és a hőmérséklet - studopediya
Az anyag lehet térfogatban hőmérsékleten T és P nyomásnál Ez a három értékek jellemzik a állapotában anyag nevezett állapot paramétereit.
Nyomás P - egy skaláris érték, amely jellemzi az erők eloszlása a felület felett, amelyen működik, és számszerűen egyenlő a ható erő mentén szokásos egységnyi területen. (6.4 ábra)
ahol # 945; - közötti szög az erő irányára, és a szokásos, hogy a terület S.
A nyomás a SI rendszerben mérjük pascalban (Pa); 1 Pa = 1 H / m 2.
Nem SI mértékegység nyomás:
fizikai atmoszférában 1 kgf / cm 2 = 9,8 × 10 4 N / m 2 = 0,98 × 10 5 N / m 2,
technikai atmoszféra 1.013 x 10 5 N / m 2. 1 Hgmm. Art. = 133 N / m 2,
1 bar = 10 5 N / m 2.
A mért hőmérséklet Celsius skála, amelyre nulla elfogadott, és a hőmérséklet az olvadó jég Kelvin - a hőmérséklet, amelyen a molekulák sebessége # 965 = 0 (6.5 ábra).
Hőmérséklet Celsius fokban (° C) és a Kelvin (ºK) csatlakoztatva ºK kapcsolatban T = t ° C + 273.
6.4 A sebesség és az energia molekulákat [Maxwell elosztó]
A könnyebb venni a molekuláris mozgás. Tegyük fel:
a) ütközések gázmolekulák fordulnak elő, mint a rugalmas ütközés a labdák;
b) molekuláris méretei elhanyagolhatóan kicsik térfogatához viszonyítva a gáz által elfoglalt;
c) a molekulák nem mutatják az erők kölcsönös vonzás.
Gáz, ahol ezek a feltételek az úgynevezett ideális. Valódi közelítés ez az egyszerű rendszer gázok alacsony nyomáson és nagyon magas hőmérsékleten. Meg lehet tekinteni egy ideális levegő, nitrogén, oxigén, hélium, és hidrogén, normál körülmények között.
Az a feltételezés, véletlenszerűséget molekuláris mozgását magában foglalja, hogy a sebessége ideális gázmolekulák bármilyen értékű lehet a 0-tól ∞. Maxwell 1859-ben elméletileg megtalálják a sebességének függvényében eloszlása és az energia, amely lehetővé teszi, hogy kiszámítja a számok lo molekulák egységnyi térfogatú gáz, a sebesség, amely az egység intervallum sebesség d # 965; közelében egy előre meghatározott sebességgel # 965;. Az eloszlásfüggvény alakja van
ahol k - a Boltzmann állandó egyenlő 1,38 x 10 -23 J / K.
Egy bizonyos értéket, a sebességeloszlás funkció maximum (ábra. 6.6). Fordulatszáma a maximális eloszlásfüggvény, az úgynevezett valószínű sebesség
Az átlagos molekulák sebessége
RMS molekulák sebessége
Megoszlása molekuláris energiák transzlációs mozgás
Együtt haladás lehetséges forgás és rezgés a molekulák. Minden transzlációs és rotációs szabadsági fok van, hogy az energia a hőmozgás, oszcilláló - kT.
Száma szabadsági fokú anyagi tárgy van a független koordináta kell kérni, hogy egyértelműen határozza meg a helyzetét a tárgy a vonatkoztatási rendszer vizsgálják.
Így, mint anyag térbeli pontban határozza meg három koordinátái x, y, z. akkor ez három szabadsági fok. A szilárd test hat szabadságfokú: koordinátái x, y, z helyzetben a súlypont meghatározott szögeknél # 952;, # 966; # 968; - a test forgását a tengely körül x, y, z.
N anyaga pontrendszer, amelyek között nincs merev kapcsolat, 3 N szabadsági fok. A kétatomos molekula egy merev kötést képez a szénatomok között öt szabadsági fok: három transzlációs és két forgási.
Három- és többatomos molekulák merev csatlakozással, szilárd anyag formájában, hat szabadságfokú.
A kétatomos molekula elasztikus atomok közötti kötés hat szabadsági fok: koordinátái x, y, és z helyzetének meghatározására központjában tehetetlenségi, szögek # 952; és # 966; - a helyzet a rendszer tengely, L - a távolság a molekulák.
Az energia eloszlása a szabadsági fokkal érvényben marad, amíg a kinetikus energia a részecskék egy másodfokú a sebesség függvényében. és a lehetséges - egy kvadratikus koordináták függvényeként (alacsony felharmonikusok).
Véletlen hőmozgás energiája egy molekula
ahol i - az összeg transzlációs, rotációs, és kétszer annyi rezgési szabadsági fokkal a molekula.