Гергана Атанасова
преподава по Физика
в град София
Големина на текста:
Молекулна физика и Термодинамика
Изопроцеси, закони за изопроцесите
В механиката се разглежда движението на едно тяло или движението на
няколко тела взаимодействащи по между си. Чрез втори принцип на Нютон ние
можем да напишем уравненията им за движение. Но ако разглеждаме даден газ
нашите разсъждения ще бъдат затруднени, поради факта, че газовете са
изградени от огромен брой молекули. Само в 1 mol се съдържат 6,023.10
23
брой
молекули и описанието на всяка отделна молекула е невъзможно даже и с най–
съвременни компютри. За това се налага да използваме статистически методи
за определяне и разбирането на явленията и закономерностите свързани с
даден газ.
Ботаникът Браун е наблюдавал движението на отделните прашинки на
цветен пращец във вода. Движението на прашинките е било абсолютно
хаотично т.е. , че в посоките им на движение, траекторийте, както и скоростта
не може да се наблюдава определена закономерност. Това на пръв поглед
това просто явление може да се обясни само с хаотичното движение на самите
молекули. Съществува вероятност няколко молекули едновременно да ударят
прашинката от една и съща страна, да придадат своята кинетична енергия на
прашинката и тя да се ориентира в произволно направление. Опитно е
установено, че с повишаване на температурата движението на прашинките
става по– интензивно. Следователно може да кажем, че скоростите на
молекулите са по– големи при по– висока температура. Но като казваме
скорост, коя скорост точно имаме предвид? Та нали всяка молекула се движи
хаотично, сблъсква се в друга също непредсказуемо??? Оказва се, че
сравнително малка част от молекулите имат по – големи скорости от
останалите и сравнително малка част от молекулите имат по – малка скорост
от останалите. Голямата част от молекулите притежават скорости, които малко
се различават една от друга. За това и ще говорим за средна скорост на
молекулите и от тук нататък под скорост ще разбираме именно средната
скорост на молекулите.
Разбира се, че между молекулите ще действат т.нар. „междумолекулни
сили”. Причината за съществуването на такива сили е следната. От една
страна действат сили на гравитационно привличане между самите молекули.
Вярно е, че масата на самите молекули е много малка, но все пак те се намират
и на малки разстояния помежду си. Друг фактор за същесвуването на
междумолекулни сили е следният. Нека разгледаме две молекули. Едната
формално ще я кръстим молекула „А”, а другата молекула „Б”. Електроните от
електронната обвивка на молекула „А” се привличат от положително
електрическо заредено ядро на молекула (аналогично и „Б” се привлича от „А”).
Но от друга страна едноименните електрически заредени ядра на моелука „А” и
„Б” се отблъскват (аналогично се отблъскват и електронните им обививки). Т.е.
на определени разстояния молекулните сили са сили на привличане, а после са
сили на отбъскване (на по-малки разстояния). По този начин ние можем да
обясним защо газовете са лесносвиваеми, а течносите трудносвиваеми.
Ясно е, че щом като молекулите се движат, то те ще притежават кинетична
енергия. За съжаление в съзнанието на Негово Величество Ученика, понятието
потенциална енергия стои потенциална енергия на гравитационно поле. Това е
чудесно, НО... потенциална енергия има и свита пружина, заряд поставен в
електростатично поле и т.н. Съществуването на сили между молекулите
обуславя и съществуването на потенциална енергия на самите молекули (като
енергия на взаимодействие). Сумата от кинетичната и потенциална енергия на
молекулите се нарича вътрешна енергия. Ако обаче газът е достатъчно
разреден, то тогава междумолекулните сили ще са равни на практика на нула,
следователно потенциалната енергия на взаимодействие между молекулите
също ще бъде равна на нула и тогава вътрешната енергия ще бъде дамо
сумата от кинетичните енергии на частиците. Такива газове, при които можем
да пренебрегнем силите на взаимодействие между самите молекули се
наричат идеални газове. В практиката има доста случаи, когато даден газ може
да бъде разгледан като идеален. Това са достатъчно разредени газове–
например газът в една неонова лампа се държи като идеален газ.
Някои основни параметри– величини определящи състоянието на даден газ.
Ще се спрем на някои термодинамични параметри. Основно на онези, които
могат да бъдат пряко измерени с уреди.
Температура: с това понятие се сблъскваме още от деца. Но какво
всъщност представлява температурата? От една страна в учебниците за 6 и 7
клас пише: Температурата е мярката за степента на нагрятост на
телата. От друга страна Браун е забелязал връзката между движението на
молекулите и нагрятостта на течността (газът). Т.е. температурата можем да
определим като характеристика за хаотичното движение на молекулите. Тази
връзка често ще се използва по – нататък в нашите разсъждения. Разбира се,
че на всяка величина във физиката трябва да съответства и дадена стойност.
За тази цел Целзий създава своя термометър използвайки няколко факта
известни до този момент в света на науката. Първи факт– топлинното
разширение на телата е правопропорционално на нагрятостта на телата. Втори
факт– водата не може да се нагрее повече от това, когато тя закипи (при
налягане 1 атмосфера (1 atm)). Трети факт– при охлаждане на водата в
момента, когато започват да се опразуват ледени кристалчета (т.е. имаме и
вода и лед) нагрятостта на водата не се променя докато не се превърне цялата
вода в лед.
Целзий поставя в една капиляра живак. Потапя капилярата с живака в един
съд с вода и започва да я нагрява. В момента, когато водата закипява(да не
забравяме, че в това време живакът в капилярата се е разширил и живачният
стълб се е повишил), Целзий избира за тази височина на живачният стълб да
отговаря 100
0
. При изстудяване на водата, когато тя започва да замръзва
(наблюдава се и вода и лед), Целзий избира за съответната височина на
живачният стълб да отговаря 0
0
. Разликата в живачният стълб между 0
0
и 100
0
разделя на 100 равни части и получава „цената” на един градус. Ясно е, че
целзиевата скала е относителна, а не абсолютна. Често пъти във физиката се
използва и друга скала– скала по Келвин. От доста опитни факти, графики,
формули Келвин разбира, че най– ниската температура е– 273,15
0
С. Келвин
избира тази температура за нула градуса по неговата скала наречена още
абсолютната нула. При тази температура всяко постъпателно движение на
градивните частици спира. При ниски температури обаче се проявяат странни
квантовомеханични ефекти и не бива да оставаме с впечатление, че изобщо
всякакво движение на градивните частици спира, но това не е обект на нашето
разглеждане.
„Цената” на целзиевият градус съвпада с „цената” не келвиновият градус.
Ако отбележим с t температурата изразена в градуси по Целзий, а с Т
отбележим температурата в градуси Келвин, то следната формула е очевидна:
(1) T = t + 273
Обем– според представите на Нютон за пространството, обемът на
дадено тяло представлява– онази част от пространството, което телата заемат.
Налягане– налягането е една по– обща характеристика от понятието
сила. Налягането е силата, действаща на единица площ.
(2)
][
2
Pa
m
N
S
F
p
=
?
?
?
?
?
?
=
(паскал)
Тук F е силата, действаща на съда, благодарение на ударите на молекулите в
стените. При ударите си в стените на съда молекулите търпят абсолютно
еластични удари. А S e площта, на която действа силата.
Идеален газ. Уравнение за идеален газ
Вече уточнихме какво означава идеален газ– газ, чиято вътрешна енергия е
на практика само сумата от кинетичните енергии на частиците. Установена е
връзка между разгледаните термодинамични параметри:
(2) pV = nRT
p– Налягането на газа което той упражнява
V– Обема, който газът заема
n– Брой молове (количество вещество)
R=8,31 J/mol.K, наречена универсална газова константа, имасмисъл на– колко
джаула енергия трябва да се внесе в количество вещество в един мол за да се
повиши темпрературата с 1 градус;
T– Температурата на газа, но изразена в келвинови градуси

Това е само предварителен преглед

За да разгледате всички страници от този документ натиснете тук.
Последно свалили материала:
ДАТА ИНФОРМАЦИЯ ЗА ПОТРЕБИТЕЛЯ
28 окт 2019 в 11:47 студент на 19 години от София - ВТУ "Тодор Каблешков", факулетет - КЕТ, специалност - Електроенергетика и електрообзавеждане, випуск 2019
04 мар 2019 в 11:59 родител на 48 години от София
05 фев 2019 в 10:12 ученичка на 25 години от Кърджали - СОУ "Св. Климент Охридски", випуск 2014
20 ное 2018 в 18:32 студент на 20 години от Русе - Русенски университет "Ангел Кънчев", факулетет - Факултет електротехника, електроника и автоматика, специалност - Електроенергетика и електрообзавеждане, випуск 2019
20 фев 2018 в 17:35 потребител
06 фев 2018 в 10:40 учител на 54 години от Пловдив
04 фев 2018 в 14:18 потребител на 23 години
 
Домашни по темата на материала
Физика !! Помощ !! Давай най - добър отговор
добавена от gasink 11.01.2016
0
7
физика 8-9 клас кинетична енергия
добавена от greta06057374 20.12.2015
0
7
Физика за 7 клас . Спешно е !!
добавена от velin4etyy 02.10.2013
0
18
Идеален газ .... ДОМАШНА!!!ПОМОЩ
добавена от ignat.karadjov 18.06.2019
2
23
ФИЗИКА-Налягане и закон на Паскал
добавена от nurdjannn 04.12.2017
1
10
Подобни материали
 

Закони по физика за 10-ти клас

18 юни 2007
·
628
·
2
·
337
·
322
·
2

22 закона от материала по физика за 10ти клас................
 

Физика - втора част (пищови)

03 дек 2007
·
1,194
·
4
·
2,698
·
686
·
1

Пищови за Физика втора част за студенти от технически у-ти
 

Обучението по физика и опазването на околната среда

11 дек 2007
·
107
·
7
·
1,634

Размисли, предизвикани от ХХХ Национална конференция по въпросите на обучението по физика
 

Инфрачервени лъчи

17 фев 2006
·
4,544
·
14
·
387
·
357
·
3

Инфрачервени лъчи - същност, значение. Подробно обяснение.
 

Микровълни

18 фев 2006
·
2,689
·
1
·
263
·
220
·
3

Микровълните - същност, приложение.
1 2 3 4 5 » 11
 
Онлайн тестове по Физика
Тест по физика за 9-ти клас над Електростатика
тематичен тест по Физика за Ученици от 9 клас
Тестът съдържа 11 въпроса от раздел Електростатика с решаване на задачи и превръщане на единици. Всеки въпрос съдържа само един верен отговор.
(Труден)
11
337
1
04.12.2013
Електричество и магнетизъм
изпитен тест по Физика за Ученици от 7 клас
Тестът се състои от 20 въпроса от затворен тип за проверка на знанията на учениците по раздела. Всеки въпрос има само един верен отговор.
(Труден)
20
5
1
1 мин
19.12.2019
» виж всички онлайн тестове по физика

Молекулна физика и Термодинамика

Материал № 96104, от 20 фев 2008
Свален: 119 пъти
Прегледан: 104 пъти
Качен от:
Предмет: Физика
Тип: Урок
Брой страници: 7
Брой думи: 1,265
Брой символи: 10,672

Потърси помощ за своята домашна:

Имаш домашна за "Молекулна физика и Термодинамика"?
Намери бързо решение, с помощтта на потребители на Pomagalo.com:

Намери частен учител

инж. Анна Йолчева
преподава по Физика
в град Варна
с опит от  12 години
73 9

Гергана Атанасова
преподава по Физика
в град София
с опит от  16 години
157 9

виж още преподаватели...
Последно видяха материала
Сродни търсения