Реферат з фізики на тему: " Теплоємність ідеального газу"




Скачати 215,74 Kb.
Сторінка1/3
Дата конвертації24.03.2017
Розмір215,74 Kb.
  1   2   3
Міністерство аграрної політики України

Подільський державний аграрно-технічний університет



Реферат з фізики на тему:

Теплоємність ідеального газу




Виконав студент I курсу I групи

Закерничний Сергій Володимирович

Кам’янець-Подільський 2007



План


  1. Ідеальні гази

  2. Термодинаміка ідеального газу

  3. Термодинаміка ідеального Фермі-газу

  4. Термодинаміка ідеального Бозе-газу

  5. Теплоємність газу


1. Ідеальні гази



Ідеа́льний газ  — це газ, в якому молекули можна вважати матеріальними точками, а силами притягання й відштовхування між молекулами можна знехтувати. У природі такого газу не існує, але близькими за властивостями до ідеального газу є реальні розріджені гази, тиск в яких не перевищує 200 атмосфер і які перебувають при не дуже низькій температурі, оскільки за таких умов відстань між молекулами набагато перевищує їх розміри.

Поняття про ідеальні та реальні гази виникло в рамках молекулярної фізики і базується на молекулярно-кінетичній теорії будови речовини. її основним твердженням є те, що всі тіла в природі складаються з дрібних частинок — атомів і молекул, які знаходяться в постійному хаотичному русі. Характер руху частинок у газах, рідинах і твердих тілах різний. У твердих кристалічних тілах сили взаємодії між частинками дуже великі, тому молекули не можуть віддалитися одна від одної на дуже великі відстані. У результаті спільного впливу сил притягання й відштовхування частинки твердого тіла здійснюють коливання біля певних середніх положень — вузлів кристалічної решітки.

У рідинах кожна частинка протягом деякого часу коливається біля певного положення рівноваги, яке час від часу зміщається на відстань, сумірну з розміром молекули. У результаті молекули всередині рідини коливаються і повільно переміщаються.

На відміну від рідин, у яких переважає притягання частинок, у газах домінує відштовхування. Воно сильно залежить від температури, тому що вона визначає швидкість руху частинок і їхню кінетичну енергію.

Молекулярно-кінетична теорія користується ідеалізованою моделлю газоподібної речовини.— так званим ідеальним газом. Основні твердження, на які спирається ця модель, такі:

1) власний об'єм молекул газу настільки малий у порівнянні з об'ємом посудини, що ним можна знехтувати;

2) між молекулами газу відсутні сили взаємодії;

3) зіткнення молекул газу між собою і зі стінками посудини абсолютно пружні.

Модель ідеального газу часто використовується при вивченні реальних газів. Справа в тому, що деякі гази в близьких до нормальних умовах наближаються за властивостями до ідеальних газів. Крім того, практично для будь-якого реального газу можна створити такі умови, при яких він поводитиметься як ідеальний. Звичайно це досягається за рахунок низьких тисків і високих температур. Бажання привести будь-який реальний газ до ідеального ґрунтується на тому, що для ідеальних газів установлений цілий ряд законів, що описують їхню поведінку (закони Бойля—Маріотта, Гей-Люссака, Авогадро, Дальтона).

Проте існують процеси, умови протікання яких не дозволяють привести реальний газ до ідеального. Це трапляється в промислових виробництвах, наукових дослідженнях і т. ін. Тому для опису стану реальних газів був установлений ряд закономірностей, які дозволяють вивчати їхню поведінку, не змінюючи умов проведення процесу.



Перейти до: навігація, пошук

Розрізняють три типи ідеального газу:

  • Класичний ідеальний газ або газ Максвелла-Больцмана.

  • Ідеальний квантовий газ Бозе (складається з бозонів). Див. статистика Бозе-Ейнштейна.

  • Ідеальний квантовий газ Фермі (складається з ферміонів). Див. статистика Фермі-Дірака.

2. [ред.] Термодинаміка класичного ідеального газу


Термодинамічні властивості ідеального газу можна описати наступними двома рівняннями:

Стан класичного ідеального газу описується рівнянням стану ідеального газу:



Внутрішня енергія ідеального газу описується наступним рівнянням:



де є константою (рівною, наприклад, 3/2 для одноатомного газу) і



  • U — внутрішня енергія (вим. у джоулях)

  • P — тиск (паскаль)

  • V — об'єм (метр кубічний)

  • n — кількість речовини (моль)

  • R — газова стала (джоуль на моль на градус Кельвіна)

  • T — абсолютна температура (градуси Кельвіна)

  • N — кількість молекул

  • kB — стала Больцмана (джоуль на градус Кельвіна на молекулу)

Інші термодинамічні величини для одноатомного ідеального газу:

Вільна енергія:

,

де m - маса атома газу, - приведена стала Планка.



Хімічний потенціал


  1   2   3


База даних захищена авторським правом ©uchika.in.ua 2016
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка