Módszertani javaslatok problémák megoldására molekuláris fizika
Tükrözik a termék m
Zad.№9 Az átlagos négyzetes sebessége a gázmolekulák, ha miután a 8 kg súlyú, hogy elfoglalja a térfogata 10 m nyomáson 250 kPa?
V-? Tekintsük SI N - koncentráció
m = 8kg. n = Következésképpen,
V = 10 m * 10 2,5 Pa kifejezni V ennek az egyenletnek
1. megszorozzuk az első és a jobb oldali a 3V
2. Osszuk az első és a második részt m
2. Vegye ki a négyzetgyöke az első és második rész.
Zad.№10 megtaláljuk azt a koncentrációt az oxigén molekulák, ha a nyomás 0,3 Pa, és az átlagos négyzetes molekulák sebessége egyenlő 900
3 expressz ~ 10 n a (1) egyenlet
Nem tudjuk, hogy a tömeg m a tömeg a molekula
Na = 6,02 * 10 oxigént. Ehhez használja
maszkolás tömeg oxigén
Zad.№11 ki az átlagos kinetikus energiája molekulák egy egyatomos gáz nyomáson 30 kPa. A gáz koncentrációját molekulák a megadott nyomás 5 * 10.
3.Temperatura. Az energia a termikus mozgás a molekulák.
3.1. Alapfogalmak és törvények.
A mennyiségek helyzetét jellemző makroszkopikus testek kivéve a molekuláris szerkezete szervek (V, p, t) pedig a makroszkopikus paraméterek.
Termikus egyensúly az úgynevezett állapot, amelyben minden makroszkopikus paraméterek végtelenségig változatlan marad.
Hőmérséklet jellemzi a termikus egyensúly állapotába a rendszer telefonos: minden rendszer a test, amelyek együtt vannak a termikus egyensúlyban, egy és ugyanazon a hőmérsékleten.
Limit hőmérséklet, amelynél az ideális gázokra nyomás eltűnik egy meghatározott összeget vagy térfogata ideális gáz nullához állandó nyomáson, a hőmérsékletet nevezzük nulla.
Ez kötődik Boltzmann állandó hőmérsékleten 0 az energia egységeknél a T hőmérséklet Kelvinben.
Egy Kelvin és egy Celsius-mérkőzés. Ezért minden értéke az abszolút hőmérséklet T lesz a fenti 273 ° C hőmérsékleten hőkezeljük a megfelelő hőmérséklet-t.
Az átlagos kinetikus energiája kaotikus transzlációs mozgása molekulák arányos az abszolút hőmérséklet a gáz.
3.2. Problémák megoldásához.
Zad.№1 meghatározására kinetikus energia egyatomos gáz és a koncentrációt a molekulák hőmérsékleten 37 és nyomása 1,2 MPa.
P = 1,2 MPa. 1.2 * 10 = T 37 = 273K + 310K
Find Zad.№2 hidrogénatom, a hőmérséklet és az átlagos négyzetes sebessége annak molekulák nyomáson 150 kPa és koncentrációja 1,5 * 10 molekulák
P = 150 kPa NKT P = (1)
N = 1,5 * 10 kifejezni T egyenletekből (1)
K = 1,38 * 10 1,5 * 10 Pa T =
V = (2) A súly a hidrogén molekula ismeretlen. Találunk azt a moláris tömege a hidrogén.
Behelyettesítve a (3) kifejezés
Zad.№3 Milyen hőmérséklet átlagos négyzetes molekulák sebessége egyenlő 700?
K = 1,38 * 10 kifejezni egyenlet (1) szakaszosan
Na = 6,02 * 10 1.Vozvedem négyzeten mindkét oldalán
2.Umnozhim mindkét oldalról m
3.razdelim mindkét fél által 3K
Tehát, T, de nem tudjuk, hogy m a tömeg egy molekula oxigént. Keressünk rá, ismerve a molekuláris oxigén tömegétől:
Behelyettesítve (3) be (2) hozama:
Zad.№4 négyzetes középértéke a gáz sebességét molekulák, amelyek hőmérséklete a 110, 600. Tömegének meghatározásához a molekula.
t = 110 T = 110 = 273K + 383K
K = 1,38 * 10 m kifejezni ez az egyenlet.
1. Mi fel a bal és jobb oldalán a
2.Umnozhim mindkét oldalról m V
3. Osszuk mindkét oldalát V m
4.Uravnenie ideális gáz. Gáztörvényből.
4.1. Alapfogalmak és törvények.
Még az ókori filozófusok volna, hogy a hő - egyfajta belső mozgás. De csak a 18. században kezdett kialakulni molekuláris kinetikus elméletét (ICB). A cél az ILC - magyarázata a tulajdonságok a makroszkopikus testek és termikus folyamatok játszódnak le őket alapján a gondolatok, hogy minden szervek tagjai külön, véletlenszerűen mozgó részecskék. Az alapja az ICB anyag szerkezetének alapját három állításokat:
- anyag részecskékből áll;
- ezek a részecskék véletlenszerűen mozog;
- részecskék kölcsönhatásban vannak egymással.
A kvalitatív magyarázata alaptulajdonságait alapján ICB gáz nem különösebben bonyolult. Azonban az elmélet létrehozza a kvantitatív összefüggés van a kísérletileg mért mennyisége és tulajdonságai a molekulák önmagukban, azok száma és a sebesség nagyon bonyolult. Ahelyett, hogy egy igazi gáz, a molekulák, amelyek kihívást jelentenek az erők kölcsönhatása, figyelembe vesszük, hogy egy fizikai modell. Ez a modell az úgynevezett ideális gáz.
Az ideális gáz - gáz, közötti kölcsönhatás molekulák elhanyagolható, és nem foglalja el a térfogata a molekula.
Leírni a folyamatokat gázok és más makroszkopikus testek, nincs szükség minden alkalommal utalnak az ILC. A jellemző értékeket az állam a makroszkopikus testek, kivéve a molekuláris szerkezete szervek nazyvayutmakroskopicheskimi paraméterek. Ez a térfogat, a nyomás és a hőmérséklet. Egyenlete mindhárom makroszkopikus paramétereinek együtt, az úgynevezett állapotegyenlet az ideális gáz. Meg van egy másik neve - az egyenlet Mengyelejev - Clapeyron. Megértettük:
Látható, hogy ez az egyenlet kapott tömege bármilyen gáz. Gázállandó tömeges e függés leírható az alábbiak szerint:
Ez az egyenlet nevezték - Clapeyron egyenlet. Mint látható Clapeyron egyenlet egy speciális esete az ideális gáztörvény.
C alkalmazásával egy ideális gáz állapotegyenlet lehet vizsgálni folyamatokat, amelyben a tömeg a gáz és egyike a három makroszkopikus paramétereinek változatlan marad. A kvantitatív összefüggés a két paraméter között, egy fix érték a harmadik paraméter az úgynevezett gáz törvényeket. A folyamatok zajlanak állandó értéke az egyik paraméter nazyvayutizoprotsessami.
Izoterm folyamat - a folyamat változó állapotának termodinamikai rendszer (gáz) makroszkopikus testek állandó hőmérsékleten nevezzük izoterm.
Egyes esetekben ez a jelenség, amikor a tömeg a gáz nem változik, kiderül gáztörvény elnevezett Boyle-törvény. Egy adott tömegű gáz termék gáznyomás annak térfogat állandó, ha a gáz hőmérséklete nem változik. A matematikai kifejezés a törvény a következő:
A függőség a makroszkopikus paraméterek különböző tengelyek a következő:
Ez könnyű meghatározni, hogy egy isochore tengelyek P, T, amelynek kisebb a dőlésszög a tengellyel felel meg a hőmérséklet nagyobb térfogatú.
4.2. Megfelelni a kihívásoknak
Vissza №1 Milyen mennyiségű anyagok, a gáz, ha a nyomás a 200kPa és hőmérséklete 240K a mennyiség 40L?
-? SI használja a állapotegyenlet az ideális gáz,
P = 200kPa, mert a probléma az a kérdés, gáz állapotban.
V = 40l ismeretében, hogy az összeg az anyag határozza meg,
helyettesíti az eredeti formula, ki tudjuk fejezni és fogadására:
Vissza №2 0,2MPa gázt olyan nyomáson és hőmérsékleten 150 ° C térfogata 5l. Mi az a térfogat tömege normál körülmények között gázok?
SI megoldására használat Clapeyron,
mert a probléma beszélünk változik a makro paraméterek
P = 0,2Mpa megváltoztatása nélkül tömege gáz.
sűrűsége tégla falazat magasság
Fejezzük a h magasság, megkapjuk:
A belső energia egy makroszkopikus test az összege kinetikus energiája véletlenszerű mozgása molekulák (vagy atomok) középpontjához képest, és a potenciális energia a kölcsönhatás az összes molekulák egymás (de nem más molekulákkal szervek).
A belső energia az ideális gáz egyenesen arányos az abszolút hőmérséklet.
Ez nem függ a mennyiség és egyéb makroszkopikus paramétereinek a rendszert. A változás a belső energia egy adott tömegű ideális gáz csak akkor történik meg a változás a hőmérséklet:
Munkagáz: A '= F' h = pS (h) = p (Sh)
Ez a munka lehet kifejezni, ha változik a gáz térfogata. A kezdeti térfogat V = Sh, míg a végső V, így A „= p (V -V) = p V, ahol -Change gáz.
Amikor expandáló gáz végez munkát, mivel a erő irányával és mozgási irányát a dugattyú egybeesik. A bővítési folyamat gáz transzferek energiát a környező szerveket.
A munkát a külső szervek a gáz otrlichaetsyaot munkagáz A „csak jele; A = A „mint az F erő, ható a gáz ellen irányul az F erő”, és a mozgás a dugattyú ugyanaz marad. Ezért a munka ható külső erők, a gáz, egyenlő:
A folyamat az energia átvitelét egyik testből a másikba anélkül, hogy a munka az úgynevezett hőcsere vagy hőátadás.
A kvantitatív mérésére a belső energiát a hőcserélő nevezzük azt a hőmennyiséget.
Fajlagos hő - a hőmennyiség, amely fogadja, vagy küld egy 1 kg anyag megváltoztatása hőmérséklet 1 K.
A hőmennyiség átalakulásához szükséges állandó hőmérsékleten 1 kg folyékony gőzzé, említett specifikus párolgási hőt.
A hőmennyiség szükséges átalakításához 1 kg kristályos anyagok, amikor egy olvadási hőmérséklete a folyadék azonos hőmérsékletű, az úgynevezett fajlagos olvasztási.
Törvény energiatakarékosság
Energia a természetben nem merül fel a semmiből, és nem tűnik el; az energia mennyisége mindig, ez csak átszámolva egyik formából a másikba.
A változás a belső energia a rendszer alatt átmenet az egyik állapotból a másikba az összegével egyenlő a külső erők, és a hő mennyiségét át a rendszer:
Az átadott hőmennyiség, hogy a rendszer, van egy változás a belső energia, és hogy a rendszer működik, a külső szervekkel.
Lehetetlen, hogy a hőt a hideg, hogy a rendszer nem keserű más egyidejű változások mindkét rendszerben, vagy a környező szervek.
Az energiamegmaradás törvényének, a munkát, amelyet a motor egyenlő:
Ahol Q a száma hőt kapott a fűtés, és Q az a szám, hő adott hűtőgép.
Hatékonyság az arány a hő a motor működése A „végzi a motort a hőmennyiséget kapott a fűtő:
Mivel az összes motor bizonyos mennyiségű hőt a hűtő, majd <1.
Carnot feltalált egy ideális hőerőgép egy ideális gázt a munkaközeg. Felkelt a hatékonyságát ez a gép a következő:
Sőt, a hatékonyság értéke, mert a különféle energia veszteség körülbelül 40%. A maximális hatékonyság körülbelül 44% -have dízelmotorok.
7.1. Megfelelni a kihívásoknak
Vissza №1 Vezető golyó repül sebességgel 200m / s, és belép a föld halom. Hány fok felmelegíti a golyó, ha 78% mozgási energiája a lövedék vált a belső?
Mivel része a kinetikus energia át a belső, tehát, fűtött golyót. így
, súlya csökkenthető
Vissza №2 hőmérséklet fűtő 1170S ideális hőerőgép és hűtőszekrény 270C. A hőmennyiség kapott fűtést 1c gép egyenlő 60kDzh. Számoljuk ki a hatékonysága a gépnek, a hőmennyiség adott ki a hűtőben 1c és erejét a gép.