Слайд 2
Разделы физики: молекулярная физика и термодинамика
Молекулярная физика
Раздел физики,
изучающий строение и свойства вещества исходя из молекулярно-кинетических представлений,
основывающихся на том, что все тела состоят из молекул, находящихся в непрерывном хаотическом движении.
Термодинамика
Раздел физики, изучающий общие свойства макроскопических систем, находящихся в состоянии термодинамического равновесия, и процессы перехода между этими состояниями.
Слайд 3
Термодинамичедкий метод исследования
Метод исследования систем из большого числа
частиц, оперирующий на основе законов превращения энергии величинами, характеризующими
систему в целом (например, давление, объем, температура), не рассматривая ее микроструктуры и совершающихся в системе микропроцессов. Этим термодинамический метод отличается от статистического.
Слайд 4
Термодинамическая система
Совокупность макроскопических тел, которые взаимодействуют и обмениваются
энергией как между собой, так и с другими телами
(внешней средой).
Термодинамические системы, не обменивающиеся с внешней средой ни энергией, ни веществом, называются замкнутыми.
Слайд 5
Термодинамические параметры (параметры состояния)
Совокупность физических величин, характеризующих свойства
термодинамической системы.
Обычно в качестве параметров состояния выбирают:
-температуру
Т
-давление Р
-объем V.
Слайд 6
Термодинамический процесс
Любое изменение в термодинамической системе, связанное с
изменением хотя бы одного из ее термодинамических параметров.
► Термодинамическое
равновесие
Система находится в термодинамическом равновесии, если ее состояние с течением времени не меняется (предполагается, что внешние условия рассматриваемой системы при этом не изменяются).
Слайд 7
Температура
Физическая величина, характеризующая состояние термодинамического равновесия макроскопической системы
и определяющая направление теплообмена между телами.
Температура — одно из
основных понятий, играющих важную роль не только в термодинамике, но и в физике в целом
Слайд 8
Температурные шкалы
Международная практическая шкала
Градуируется в градусах Цельсия (О
°С).
Температура замерзания и кипения воды при давлении 1,013-105 Па
соответственно 0 и 100 °С (реперные точки).
Слайд 9
Термодинамическая температурная шкала
Градуируется в кельвинах (К).
Определяется по одной
реперной точке, в качестве которой взята тройная точка воды
(температура, при которой лед, вода и насыщенный пар при давлении 609 Па находятся в термодинамическом равновесии). Температура этой точки по данной шкале равна 273,16 К (точно).
Температура Т= 0 К называется нулем Кельвина.
В термодинамической шкале температура замерзания воды равна 273,15 К (при том же давлении, что и в Международной практической шкале). ...
Термодинамическая температура (Т) и температура (С) по Международной практической шкале связаны соотношением:
Т = 273,16К + С.
Слайд 10
Идеальный газ (идеализированная модель)
Модель, согласно которой:
собственный объем
молекул газа пренебрежительно мал по сравнению с объемом сосуда;
между
молекулами газа отсутствуют силы взаимодействия;
столкновения молекул газа между собой и со стенками сосуда абсолютно
упругие.
Слайд 11
Идеальный газ
Модель идеального газа можно использовать при изучении
реальных газов, так как они в условиях, близких к
нормальным (например, кислород и гелий), а также при низких давлениях и высоких температурах близки по своим свойствам к идеальному газу. Кроме того, внеся поправки, учитывающие собственный объем молекул газа и действующие молекулярные силы, можно перейти к теории реальных газов.
Слайд 12
Закон Бойля—Мариотта,
Для данной массы газа при постоянной
температуре произведение давления газа на его объем есть величина
постоянная: '
pV = const, при Т = const; m = const.
Кривая зависимости р от V при постоянной температуре называется изотермой. Изотермы — гиперболы, расположенные на графике, тем выше, чем выше температура происходящего процесса.
Слайд 13
Количество вещества (v)
Физическая величина, определяемая числом специфических структурных
элементов — молекул, атомов или ионов, из которых состоит
вещество
МОЛЬ - Количество вещества системы, содержащей столько же структурных элементов, сколько содержится в нуклиде 12С массой 0,012 кг
Слайд 14
Закон Авогадро
Моли любых газов при одинаковых температуре и
давлении занимают одинаковые объемы. При нормальных условиях этот объем
V
=22,4∙10-3 м3/моль.
Слайд 15
Постоянная Авогадро
В одном моле разных веществ содержится
одно
и то же число NA молекул.
NA = 6,022· 10
23моль-1.
Слайд 16
Закон Дальтона
Давление смеси идеальных газов равно сумме парциальных
давлений входящих в нее газов:
р = р, + р2+
... +р„.
Парциальное давление
Давление, которое оказывали бы газы смеси, если бы они занимали объем, равный объему смеси при той же температуре.
Слайд 17
Закон Гей—Люссака
1 Объем данной массы газа при постоянном
давлении изменяется линейно с температурой:
V = V0(1 + αt)
при
р = const; m = const
2 Давление данной массы газа при постоянном объеме изменяется линейно с температурой:
р = р0(1 + αt)
при V = const; m = const
(здесь V0 и р0 — соответственно объем и давление при О °С, коэффициент α = 1/273 К'1)-
Слайд 18
Закон Гей—Люссака
Процесс, протекающий при постоянном давлении, называется изобарным.
На диаграмме в координатах V, t этот процесс изображается
прямой, называемой изобарой.
Процесс, протекающий при постоянном
объеме, называется изохорным. На диаграмме в координатах р, t он изображается прямой, называемой изохорой
Слайд 19
Закон Гей—Люссака
Из рисунков следует, что изобары и изохоры
пересекают ось Температур в точке t = -1/а =
-273 °С. Если начало отсчета сместить в эту точку, то происходит переход к шкале Кельвина
T = t + 1/ α.
Слайд 20
Уравнение Клапейрона—
Клапейрон вывел уравнение состояния идеального газа, объединив
законы Бойля—Мариотта и Гей-Люссака.
Согласно рисунку и этим законам
для изотермического и изохорного процессов
p1v1/Т =p2v2/Т
Поскольку состояния 1 и 2 выбраны произвольно, то
pv/Т = В = const
Слайд 21
Уравнение Клапейрона—Менделеева
Менделеев объединил уравнение Клапейрона с законом Авогадро,
отнеся уравнение (1) к 1 моль, использовав молярный объем
Vm . Согласно закону Авогадро, при одинаковых р и Т моли всех газов занимают одинаковый молярный объем Vm и постоянная будет одинакова для всех газов'.
pVm = RT (2)
уравнение Клапейрона—Менделеева.
R=8,31 Дж/(мольК)—молярная газовая постоянная.
Слайд 22
Уравнение Клапейрона—Менделеева для массы т газа
pV = vRT,
Уравнение Клапейрона—Менделеева для массы m газа
где v = m/'М—
количество вещества,
М — молярная масса (масса 1 моля вещества).
Учтено, что V = (m /M)Vm
