Реальные газы. Уравнение Ван-де-Ваальса. Внутренняя энергия реально газа.
Реальный газ — газ, который не описывается уравнением состояния идеального газа Клапейрона — Менделеева.
Молекулы в реальном газе взаимодействуют между собой и занимают определенный объем.
На практике часто описывается обобщенным уравнением Менделеева — Клапейрона:
Уравнение состояния газа Ван-дер-Ваальса — уравнение, связывающее основные термодинамические величины в модели газа Ван-дер-Ваальса.
(Для более точного описания поведения реальных газов при низких температурах была создана модель газа Ван-дер-Ваальса, учитывающая силы межмолекулярного взаимодействия. В этой модели внутренняя энергия U становится функцией не только температуры, но и объёма.)
Термическим уравнением состояния (или, часто, просто уравнением состояния) называется связь между давлением, объёмом и температурой.
Для н молей газа Ван-дер-Ваальса уравнение состояния выглядит так:
§ p — давление,
§ V — объём,
§ T — абсолютная температура,
§ R — универсальная газовая постоянная.
Внутренняя энергия реального газа складывается из кинетической энергии теплового движения молекул и потенциальной энергии межмолекулярного взаимодействия
U = CvT - a/V
Билет 33.
Физическая кинетика. Явление переноса в газах. Число столкновений и средняя длина свободного пробега молекул.
Физическая кинетика - микроскопическая теория процессов в неравновесных средах. В кинетике методами квантовой или классической статистической физики изучают процессы переноса энергии, импульса, заряда и вещества в различных физических системах (газах, плазме, жидкостях, твёрдых телах) и влияние на них внешних полей.
|
|
|
Явления переноса в газах наблюдаются лишь в том случае, если система находится в неравновесном состоянии.
1) Диффузия– процесс переноса материи или энергии из области с высокой концентрацией в область с низкой концентрацией.
2) Теплопроводность - передачи внутренней энергии от одной части тела к другой или от одного тела к другому при их непосредственном контакте.
3) Вязкость (внутреннее трение) — одно из явлений переноса, свойство текучих тел (жидкостей и газов) оказывать сопротивление перемещению одной их части относительно другой.
Число(Частота) столкновений и средняя длина свободного пробега молекул.
Двигаясь со средней скоростью <v> в среднем за время τ частица проходит расстояние, равное средней длине свободного пробега < l >:
< l > = <v> τ
τ – это время, которое молекула движется между двумя последовательными соударениями (аналог периода)
|
|
|
Тогда среднее число столкновений за единицу времени (средняя частота столкновений) есть величина, обратная периоду:
v = 1 / τ = <v> / <l> = σn<v>
Длина пути < l>, при которой вероятность столкновения с частицами – мишенями становится равной единице, называется средней длиной свободного пробега.
<l> = 1 / σn
Билет 34.
Диффузия в газах. Коэффициент диффузии. Вязкость газов. Коэффициент вязкости. Теплопроводность. Коэффициент теплопроводности.
Диффузия – процесс переноса материи или энергии из области с высокой концентрацией в область с низкой концентрацией.
Диффузия в газах происходит намного быстрее чем в других агрегатных состояниях, что обусловлено характером теплового движения частиц в этих средах.
Коэффициент диффузии - количество вещества, проходящего в единицу времени через участок единичной площади при градиенте концентрации, равном единице.
Коэффициент диффузии отражает скорость диффузии и определяется свойствами среды и типом диффундирующих частиц.
Вязкость (внутреннее трение) — одно из явлений переноса, свойство текучих тел (жидкостей и газов) оказывать сопротивление перемещению одной их части относительно другой.
|
|
|
Когда говорят о вязкости, то число, которое обычно рассматривают, это коэффициент вязкости. Существует несколько различных коэффициентов вязкости, зависящих от действующих сил и природы жидкости:
-Динамическая вязкость (или абсолютная вязкость) определяет поведение несжимаемой ньтоновской жидкости.
-Кинематическая вязкость это динамическая вязкость деленная на плотность для ньютоновских жидкостей.
-Объемная вязкость определяет поведение сжимаемой ньютоновской жидкости.
-Вязкость при сдвиге (Сдвиговая вязкость) – коэффициент вязкости при сдвиговых нагрузках (для не-ньютоновских жидкостей)
-Объемная вязкость – коэффициент вязкости при сжатии (для неньютоновских жидкостей)
Теплопроводность – процесс переноса теплоты, приводящий к выравниванию температуры по всему объему системы.
Коэффициент теплопроводности - численная характеристика теплопроводности материала, равная количеству теплоты, проходящей через материал толщиной 1 м и площадью 1 кв.м за час при разности температур на двух противоположных поверхностях в 1 град.C.
Дата добавления: 2018-10-26; просмотров: 318; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!