Презентация на тему: Тема 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 1.1. Основные понятия и определения

Тема 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 1.1. Основные понятия и определения
Тема 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 1.1. Основные понятия и определения
Тема 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 1.1. Основные понятия и определения
Тема 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 1.1. Основные понятия и определения
Тема 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 1.1. Основные понятия и определения
Тема 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 1.1. Основные понятия и определения
Тема 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 1.1. Основные понятия и определения
Тема 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 1.1. Основные понятия и определения
Тема 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 1.1. Основные понятия и определения
Тема 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 1.1. Основные понятия и определения
Тема 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 1.1. Основные понятия и определения
Тема 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 1.1. Основные понятия и определения
Тема 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 1.1. Основные понятия и определения
Тема 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 1.1. Основные понятия и определения
Тема 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 1.1. Основные понятия и определения
Тема 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 1.1. Основные понятия и определения
Тема 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 1.1. Основные понятия и определения
Тема 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 1.1. Основные понятия и определения
Тема 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 1.1. Основные понятия и определения
Тема 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 1.1. Основные понятия и определения
Тема 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 1.1. Основные понятия и определения
Тема 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 1.1. Основные понятия и определения
Тема 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 1.1. Основные понятия и определения
Тема 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 1.1. Основные понятия и определения
Тема 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 1.1. Основные понятия и определения
Тема 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 1.1. Основные понятия и определения
Тема 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 1.1. Основные понятия и определения
Тема 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 1.1. Основные понятия и определения
Тема 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 1.1. Основные понятия и определения
Тема 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 1.1. Основные понятия и определения
Тема 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 1.1. Основные понятия и определения
Тема 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 1.1. Основные понятия и определения
Тема 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 1.1. Основные понятия и определения
Тема 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 1.1. Основные понятия и определения
Тема 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 1.1. Основные понятия и определения
Тема 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 1.1. Основные понятия и определения
Тема 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 1.1. Основные понятия и определения
Тема 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 1.1. Основные понятия и определения
Тема 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 1.1. Основные понятия и определения
Тема 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 1.1. Основные понятия и определения
Тема 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 1.1. Основные понятия и определения
Тема 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 1.1. Основные понятия и определения
Тема 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 1.1. Основные понятия и определения
Тема 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 1.1. Основные понятия и определения
Тема 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 1.1. Основные понятия и определения
Тема 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 1.1. Основные понятия и определения
Тема 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 1.1. Основные понятия и определения
Тема 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 1.1. Основные понятия и определения
Тема 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 1.1. Основные понятия и определения
Тема 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 1.1. Основные понятия и определения
Тема 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 1.1. Основные понятия и определения
Тема 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 1.1. Основные понятия и определения
Тема 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 1.1. Основные понятия и определения
Тема 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 1.1. Основные понятия и определения
Тема 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 1.1. Основные понятия и определения
Тема 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 1.1. Основные понятия и определения
Тема 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 1.1. Основные понятия и определения
Тема 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 1.1. Основные понятия и определения
Тема 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 1.1. Основные понятия и определения
Тема 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 1.1. Основные понятия и определения
Тема 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 1.1. Основные понятия и определения
Тема 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 1.1. Основные понятия и определения
Тема 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 1.1. Основные понятия и определения
Тема 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 1.1. Основные понятия и определения
Тема 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 1.1. Основные понятия и определения
Тема 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 1.1. Основные понятия и определения
Тема 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 1.1. Основные понятия и определения
Тема 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 1.1. Основные понятия и определения
Тема 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 1.1. Основные понятия и определения
Тема 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 1.1. Основные понятия и определения
Тема 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 1.1. Основные понятия и определения
Тема 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 1.1. Основные понятия и определения
Тема 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 1.1. Основные понятия и определения
Тема 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 1.1. Основные понятия и определения
1/74
Средняя оценка: 5.0/5 (всего оценок: 74)
Код скопирован в буфер обмена
Скачать (1359 Кб)
1

Первый слайд презентации

Тема 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 1.1. Основные понятия и определения молекулярной физики и термодинамики 1.2. Давление. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории 1.3. Температура и средняя кинетическая энергия теплового движения молекул 1.4. Законы идеальных газов 1.5. Уравнение состояния идеального газа (уравнение Менделеева-Клапейрона)

Изображение слайда
2

Слайд 2

Универсальная паровая машина с автоматическим парораспределением и двумя цилиндрами, работавшими поочередно и непрерывно, была построена в 1763 г. уральским механиком Иваном Ивановичем Ползуновым, но здесь она несколько опередила свое время. Джеймс Ватт, 1736-1819, англ. изобретатель паровой машины

Изображение слайда
3

Слайд 3

Совокупность тел, составляющих макроскопическую систему, называется термодинамической системой. Система может находиться в различных состояниях. Величины, характеризующие состояние системы, называются параметрами состояния : давление P, температура T, объём V и так далее. Связь между P, T, V специфична для каждого тела и называется уравнением состояния. 1.1. Основные понятия и определения молекулярной физики и термодинамики

Изображение слайда
4

Слайд 4

Изображение слайда
5

Слайд 5

Любой параметр, имеющий определённое значение для каждого равновесного состояния, является функцией состояния системы. Равновесная система - такая система, параметры состояния которой одинаковы во всех точках системы и не изменяются со временем ( при неизменных внешних условиях ). При этом в равновесии находятся отдельные, макроскопические части системы.

Изображение слайда
6

Слайд 6

Процесс – переход из одного равновесного состояния в другое. Релаксация – возвращение системы в равновесное состояние. Время перехода – время релаксации.

Изображение слайда
7

Слайд 7

Если равновесие установилось, то система самопроизвольно не сможет выйти из него. Например, если опустить горячий камень в холодную воду, то, через некоторое время наступит равновесное состояние: температуры выровняются. Но обратный процесс невозможен – температура камня самопроизвольно не увеличится.

Изображение слайда
8

Слайд 8

Атомная единица массы (а.е.м.) – ( m ед ) – единица массы, равная 1/12 массы изотопа углерода С 12 – m C : Атомная масса химического элемента ( атомный вес ) А, есть отношение массы атома этого элемента m A к 1/12 массы изотопа углерода С 12 (атомная масса – безразмерная величина).

Изображение слайда
9

Слайд 9

Молекулярная масса (молекулярный вес): Отсюда можно найти массу атома и молекулы в килограммах:

Изображение слайда
10

Слайд 10

В термодинамике широко используют понятия киломоль, моль, число Авогадро и число Лошмидта. Дадим определения этих величин. Моль – это стандартизированное количество любого вещества, находящегося в газообразном, жидком или твердом состоянии. 1 моль – это количество грамм вещества, равное его молекулярной массе.

Изображение слайда
11

Слайд 11

1 киломоль - это количество килограмм вещества, равное его молекулярной массе. 1 моль – количество грамм вещества, равное его молекулярной массе.

Изображение слайда
12

Слайд 12

Авогадро Амедео (1776 – 1856) – итальянский физик и химик. Основные физические работы посвящены молекулярной физике. Уже первыми своими исследованиями в этой области заложил основы молекулярной теории, выдвинув молекулярную гипотезу. Открыл важный для химии и физики закон, по которому в равных объемах различных газов при одинаковых условиях содержится одинаковое количество молекул (закон Авогадро). Исходя из этого закона, разработал метод определения молекулярного и атомного весов.

Изображение слайда
13

Слайд 13

В 1811 г. Авогадро высказал предположение, что число частиц в киломоле любого вещества постоянно и равно величине, названной, в последствии, числом Авогадро Молярная масса – масса одного моля (µ)

Изображение слайда
14

Слайд 14

При одинаковых температурах и давлениях все газы содержат в единице объёма одинаковое число молекул. Число молекул идеального газа, содержащихся в 1 м 3 при нормальных условиях, называется числом Лошмидта : Нормальные условия : P 0 = 10 5 Па; Т 0 = 273 К; k = 1,38·10  23 Дж/К – постоянная Больцмана.

Изображение слайда
15

Слайд 15

k = 1,38·10  23 Дж/К – постоянная Больцмана

Изображение слайда
16

Слайд 16

Под идеальным газом мы будем понимать газ, для которого: 1) радиус взаимодействия двух молекул много меньше среднего расстояния между ними ( молекулы взаимодействуют только при столкновении ); 2) столкновения молекул между собой и со стенками сосуда – абсолютно упругие ( выполняются законы сохранения энергии и импульса ); 3) объем всех молекул газа много меньше объема, занятого газом.

Изображение слайда
17

Слайд 17

Следует помнить, что классические представления в молекулярно-кинетической теории и термодинамике, как и вообще в микромире, не объясняют некоторые явления и свойства. Здесь, как и в механике, условием применимости классических законов является выполнение неравенства, где m – масса, υ – скорость, R – размер пространства движения частицы, ћ = 1,05·10 –34 кг·м 2 /с – постоянная Планка. В противном случае используются квантово-механические представления.

Изображение слайда
18

Слайд 18

1.2. Давление. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории Рассмотрим подробнее, что представляет собой один из основных параметров состояния – давление P. Ещё в XVIII веке Даниил Бернулли предположил, что давление газа – есть следствие столкновения газовых молекул со стенками сосуда. Именно давление чаще всего является единственным сигналом присутствия газа.

Изображение слайда
19

Слайд 19

Итак, находящиеся под давлением газ или жидкость действуют с некоторой силой на любую поверхность, ограничивающую их объем. В этом случае сила действует по нормали к ограничивающей объем поверхности. Давление на поверхность равно: где Δ F – сила, действующая на поверхность площадью Δ S.

Изображение слайда
20

Слайд 20

Давление внутри газа или жидкости можно измерить, помещая туда небольшой куб с тонкими стенками, наполненный той же средой. Рисунок 1. 1

Изображение слайда
21

Слайд 21

Поскольку среда покоится, на каждую грань куба со стороны среды действует одна и та же сила Δ F. В окрестности куба давление равно Δ F /Δ S, где Δ S – площадь грани куба.

Изображение слайда
22

Слайд 22

Внутреннее давление является одним и тем же во всех направлениях, и, во всем объеме независимо от формы сосуда. Этот результат называется законом Паскаля : если к некоторой части поверхности, ограничивающей газ или жидкость, приложено давление P 0, то оно одинаково передается любой части этой поверхности.

Изображение слайда
23

Слайд 23

Допустим, автомобиль поднимается гидравлическим домкратом, состоящим, как показано на рисунке 1.2, из двух соединенных трубкой цилиндров с поршнями. Диаметр большого цилиндра равен 1 м, а диаметр малого – 10 см. Автомобиль имеет вес F 2. Найдем силу давления на поршень малого цилиндра, необходимую для подъема автомобиля.

Изображение слайда
24

Слайд 24

Поскольку оба поршня являются стенками одного и того же сосуда, то в соответствии с законом Паскаля они испытывают одинаковое давление. Пусть – давление на малый поршень, а – давление на большой поршень. Тогда, т.к. P 1 = P 2, имеем:

Изображение слайда
25

Слайд 25

Вычислим давление, оказываемое газом на одну из стенок сосуда. Рис. 1.3 Обозначим: n – концентрация молекул в сосуде; m 0 – масса одной молекулы. Движение молекул по всем осям равновероятно, поэтому к одной из стенок сосуда, площадью S подлетает в единицу времени молекул, где – проекция вектора скорости на направление, перпендикулярное стенке.

Изображение слайда
26

Слайд 26

Изображение слайда
27

Слайд 27

Изображение слайда
28

Слайд 28

Каждая молекула обладает импульсом m 0 υ x, но стенка получает импульс (при абсолютно-упругом ударе ). За время d t о стенку площадью S успеет удариться число молекул, которое заключено в объёме V : Общий импульс, который получит стенка S : Разделив обе части равенства на S и d t ; получим выражение для давления: (1.2.1)

Изображение слайда
29

Слайд 29

Таким образом, мы определили давление, как силу, действующую в единицу времени на единицу площади : (1.2.2)

Изображение слайда
30

Слайд 30

Наивно полагать, что все молекулы подлетают к стенке S с одной и той же скоростью (рисунок 1.3). На самом деле молекулы имеют разные скорости, направленные в разные стороны, то есть скорости газовых молекул – случайная величина. Более точно случайную величину характеризует среднеквадратичная величина :

Изображение слайда
31

Слайд 31

Под скоростью понимаем среднеквадратичную скорость Вектор скорости, направленный произвольно в пространстве, можно разделить на три составляющих: Ни одной из этих проекций нельзя отдать предпочтение из-за хаотичного теплового движения молекул, то есть в среднем.

Изображение слайда
32

Слайд 32

Следовательно, на другие стенки будет точно такое же давление. Тогда можно записать в общем случае: или (1.2.3) где – средняя энергия одной молекулы. Это основное уравнение молекулярно-кинетической теории газов. Итак, давление газов определяется средней кинетической энергией поступательного движения молекул.

Изображение слайда
33

Слайд 33

Единицы измерения давления. По определению, поэтому размерность давления 1 Н/м 2 = 1Па; 1 атм.= 9,8 Н/см 2 = 98066 Па  10 5 Па 1 мм рт.ст. = 1 тор = 1/760 атм. = 133,3 Па 1 бар = 10 5 Па; 1 атм. = 0,98 бар.

Изображение слайда
34

Слайд 34

1.3. Температура и средняя кинетическая энергия теплового движения молекул Из опыта известно, что если привести в соприкосновение два тела: горячее и холодное, то через некоторое время их температуры выровняются. Что перешло от одного тела к другому? Раньше, во времена Ломоносова и Лавуазье считали, что носителем тепла является некоторая жидкость – теплород. На самом деле – ничего не переходит, только изменяется средняя кинетическая энергия – энергия движения молекул, из которых состоят эти тела.

Изображение слайда
35

Слайд 35

Именно средняя кинетическая энергия атомов и молекул служит характеристикой системы в состоянии равновесия. Это свойство позволяет определить параметр состояния, выравнивающийся у всех тел, контактирующих между собой, как величину, пропорциональную средней кинетической энергии частиц в сосуде.

Изображение слайда
36

Слайд 36

Чтобы связать энергию с температурой, Больцман ввел коэффициент пропор- циональности k, который впоследствии был назван его именем: где k – постоянная Больцмана k = 1,38·10  23 Дж·К  1.

Изображение слайда
37

Слайд 37

Величину T называют абсолютной темпе-ратурой и измеряют в градусах Кельвина ( К ). Она служит мерой кинетической энергии теплового движения частиц идеального газа. Из (1.3.1) получим: Формула (1.3.2) применима для расчетов на одну молекулу идеального газа. Обозначим где R – универсальная газовая постоянная :

Изображение слайда
38

Слайд 38

Тогда следовательно, (1.3.3) – это формула для молярной массы газа.

Изображение слайда
39

Слайд 39

Так как температура определяется средней энергией движения молекул, то она, как и давление, является статистической величиной, то есть параметром, проявляющимся в результате совокупного действия огромного числа молекул. Поэтому не говорят: «температура одной молекулы», нужно сказать: «энергия одной молекулы, но температура газа».

Изображение слайда
40

Слайд 40

Основное уравнение молекулярно-кинетической теории можно записать по другому. Так как Отсюда В таком виде основное уравнение молекулярно-кинетической теории употребляется чаще.

Изображение слайда
41

Слайд 41

Термометры. Единицы измерения температуры Наиболее естественно было бы использовать для измерения температуры определение т.е. измерять кинетическую энергию поступательного движения молекул газа. Однако чрезвычайно трудно проследить за молекулой газа и еще сложнее за атомом. Поэтому для определения температуры идеального газа используется уравнение

Изображение слайда
42

Слайд 42

Действительно, величины P и V легко поддаются измерению. В качестве примера рассмотрим изображенный на рисунке 1.4 простейший газовый термометр с постоянным давлением. Объем газа в трубке как видно, пропорционален температуре, а поскольку высота подъема ртутной капли пропорциональна V, то она пропорциональна и Т.

Изображение слайда
43

Слайд 43

Рисунок 1.4

Изображение слайда
44

Слайд 44

Существенно то, что в газовом термометре необходимо использовать идеальный газ. Если же в трубку вместо идеального газа поместить фиксированное количество жидкой ртути, то мы получим обычный ртутный термометр. Хотя ртуть далеко не идеальный газ, вблизи комнатной температуры ее объем изменяется почти пропорционально температуре. Термометры, в которых вместо идеального газа используются какие-либо другие вещества, приходится калибровать по показаниям точных газовых термометров.

Изображение слайда
45

Слайд 45

В физике и технике за абсолютную шкалу температур принята шкала Кельвина, названная в честь знаменитого английского физика, лорда Кельвина. 1 К – одна из основных единиц системы СИ Кроме того, используются и другие шкалы: – шкала Фаренгейта (немецкий физик 1724 г.) – точка таянья льда 32  F, точка кипения воды 212  F. – шкала Цельсия (шведский физик 1842г.) – точка таянья льда 0  С, точка кипения воды 100  С. 0  С = 273,15 К. На рис.1.5приведено сравнение разных темп. шкал.

Изображение слайда
46

Слайд 46

Изображение слайда
47

Слайд 47

Цельсий Андерс (1701 – 1744) – шведский астроном и физик. Работы относятся к астрономии, геофизике, физике. Предложил в 1742 г. стоградусную шкалу термометра, в которой за ноль градусов принял температуру таяния льда, а за 100 градусов – температуру кипения воды.

Изображение слайда
48

Слайд 48

Так как всегда, то и Т не может быть отрицательной величиной. Своеобразие температуры заключается в том, что она не аддитивна ( аддитивный – получаемый сложением ). Если мысленно разбить тело на части, то температура всего тела не равна сумме температур его частей (длина, объём, масса, сопротивление, и так далее – аддитивные величины). Поэтому температуру нельзя измерять, сравнивая её с эталоном.

Изображение слайда
49

Слайд 49

Современная термометрия основана на шкале идеального газа, где в качестве термометрической величины используют давление. Шкала газового термометра – является абсолютной ( Т = 0; Р = 0).

Изображение слайда
50

Слайд 50

Изображение слайда
51

Слайд 51

Изображение слайда
52

Слайд 52

1.4. Законы идеальных газов В XVII – XIX веках были сформулированы опытные законы идеальных газов, которые подробно изучаются в школьном курсе физики. Кратко напомним их. Изопроцессы идеального газа – процессы, при которых один из параметров остаётся неизменным.

Изображение слайда
53

Слайд 53

1.Изохорический процесс. V = const. Изохорическим процессом называется процесс, протекающий при постоянном объёме V. Поведение газа при этом изохорическом процессе подчиняется закону Шарля : P / Т = const: «При постоянном объёме и неизменных значениях массы газа и его молярной массы, отношение давления газа к его абсолютной температуре остаётся постоянным».

Изображение слайда
54

Слайд 54

График изохорического процесса на Р V диаграмме называется изохорой. Полезно знать график изохорического процесса на РТ и VT диаграммах: Уравнение изохоры :

Изображение слайда
55

Слайд 55

Если температура газа выражена в градусах Цельсия, то уравнение изохорического процесса записывается в виде (1.4.2) где Р 0 – давление при 0  С по Цельсию; α  температурный коэффициент давления газа равен 1/273 град  1.

Изображение слайда
56

Слайд 56

2. Изобарический процесс. Р = const. Изобарическим процессом называется процесс, протекающий при постоянном давлении Р. Поведение газа при изобарическом процессе подчиняется закону Гей-Люссака: V/T = const « При постоянном давлении и неизменных значениях массы и газа и его молярной массы, отношение объёма газа к его абсолютной температуре остаётся постоянным ».

Изображение слайда
57

Слайд 57

Жозеф Гей-Люссак Французский химик и физик, член АН в Париже (1806).

Изображение слайда
58

Слайд 58

График изобарического процесса на VT диаграмме называется изобарой (рис. 1.8). Полезно знать графики изобарического процесса на РV и РT диаграммах. Уравнение изобары

Изображение слайда
59

Слайд 59

Если температура газа выражена в градусах Цельсия, то уравнение изобарического процесса записывается в виде где  температурный коэффициент объёмного расширения.

Изображение слайда
60

Слайд 60

3. Изотермический процесс. T = const. Изотермическим процессом называется процесс, протекающий при постоянной температуре Т. Поведение идеального газа при изотермическом процессе подчиняется закону Бойля-Мариотта : РV = const « При постоянной температуре и неизменных значениях массы газа и его молярной массы, произведение объёма газа на его давление остаётся постоянным ». График изотермического процесса на РV – диаграмме называется изотермой.

Изображение слайда
61

Слайд 61

Изображение слайда
62

Слайд 62

Полезно знать графики изотермического процесса на V T и РT диаграммах (рис. 1.10). Рисунок 1.10 Уравнение изотермы (1.4.5)

Изображение слайда
63

Слайд 63

4. Адиабатический процесс (изоэнтропийный ( Δ S = 0, S = const ) ). Процесс, происходящий без теплообмена с окружающей средой. Уравнение адиабаты: где γ – показатель адиабаты. На рис. показаны графики различных изопроцессов в PV -координатах. Как видно из рисунка, адиабата идет круче, чем изотерма.

Изображение слайда
64

Слайд 64

5. Политропический процесс. Процесс, при котором теплоёмкость газа остаётся постоянной. Политропический процесс – общий случай всех перечисленных выше процессов.

Изображение слайда
65

Слайд 65

6. Закон Авогадро. При одинаковых давлениях и одинаковых температурах, в равных объёмах различных идеальных газов содержится одинаковое число молекул. В одном моле различных веществ содержится молекул ( число Авогадро ). Следствием этого закона является то, что моли любых газов, при одинаковых температуре и давлении, занимают одинаковые объемы. При нормальных условиях объем моля равен : V μ = 22,41 · 10 – 3 м 3 /моль.

Изображение слайда
66

Слайд 66

7. Закон Дальтона. Давление смеси идеальных газов равно сумме парциальных давлений Р, входящих в неё газов ( Р 1 – давление, которое оказывал бы определённый газ из смеси, если бы он занимал весь объём).

Изображение слайда
67

Слайд 67

Дальтон, Джон, (1766–1844), английский химик, давший атомарную интерпретацию закону кратных отношений в химии.

Изображение слайда
68

Слайд 68

8. Объединённый газовый закон (Закон Клапейрона). В соответствии с законами Бойля - Мариотта (1.4.5) и Гей-Люссака (1.4.3) можно сделать заключение, что для данной массы газа (1.4.7) Это объединённый газовый закон Клапейрона.

Изображение слайда
69

Слайд 69

Клапейрон Бенуа Поль Эмиль (1799 – 1864) – французский физик и инженер. Физические исследования посвящены теплоте, пластичности и равновесию твердых тел. Придал математическую форму идеям Н. Карно, первым оценил большое научное значение его труда. Вывел уравнения состояния идеального газа. Впервые ввел в термодинамику графический метод.

Изображение слайда
70

Слайд 70

1.5. Уравнение состояния идеального газа (уравнение Менделеева-Клапейрона) Идеальным газом называют газ, молекулы которого пренебрежимо малы, по сравнению расстояния между ними, и не взаимодействуют друг с другом на расстоянии. Все газы, при нормальных условиях, близки по свойствам к идеальному газу. Ближе всех газов к идеальному газу – водород. Уравнение, связывающее основные параметры состояния идеального газа вывел великий русский ученый Д.И. Менделеев.

Изображение слайда
71

Слайд 71

Менделеев Дмитрий Иванов ич (1834 – 1907) – русский ученый. Работы преимущественно в области химии, а также физики, метрологии, метеорологии. Открыл в 1869 году один из фундаментальных законов природы – периодический закон химических элементов – и, на его основе, создал периодическую таблицу химических элементов. Исправил значения атомных весов многих элементов, предсказал существование и свойства новых.

Изображение слайда
72

Слайд 72

Менделеев объединил известные нам законы Бойля-Мариотта, Гей-Люссака и Шарля с законом Авогадро. Уравнение, связывающее все эти законы, называется уравнением Менделеева-Клапейрона и записывается так:, (1.5.1) здесь – число молей. Для одного моля можно записать

Изображение слайда
73

Слайд 73

Если обозначим – плотность газа, то (1.5.2) Если рассматривать смесь газов, заполняющих объём V при температуре Т, тогда, парциальные давления, можно найти, как:,, …..

Изображение слайда
74

Последний слайд презентации: Тема 1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ 1.1. Основные понятия и определения

Согласно закону Дальтона: полное давление смеси газа равно сумме парциальных давлений всех газов, входящих в смесь Отсюда, с учетом вышеизложенного, можно записать (1.5.3) – это уравнение Менделеева-Клапейрона для смеси газов.

Изображение слайда