![]() КАТЕГОРИИ:
АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Число степеней свободы.Стр 1 из 13Следующая ⇒ МОЛЕКУЛЯНАЯ ФИЗИКА
Лекция №7
Молекулярно-кинетическая теория (МКТ) Идеального газа
План 1. Понятие идеального газа. Молекулярно-кинетическое толкование температуры. Макроскопические параметры системы. 2. Число степеней свободы. Закон равнораспределение энергии. Внутренняя энергия идеального газа. 3. Давление газа с точки зрения молекулярно-кинетической теории идеального газа (основное уравнение молекулярно-кинетической теории). 4. Уравнение состояния идеального газа (уравнение Клапейрона-Менделеева).
Понятие идеального газа. Идеальным называется газ, взаимодействие, между молекулами которого пренебрежимо мало и состояние которого описывается уравнением Клапейрона-Менделеева. Модель идеального газа. 1. Собственный объём молекул газа пренебрежимо мал по сравнению с объёмом сосуда. 2. Между молекулами газа отсутствует силы взаимодействия. 3. Столкновения молекул газа между собой и со стенками сосуда абсолютно упругие. Взаимодействие между молекулами всякого газа становится пренебрежимо слабым при малых плотностях газа, при большом разрежении. Такие газы как воздух, азот, кислород, даже при обычных условиях, т.е. при комнатной температуре и атмосферном давлении мало отличаются от идеального газа. Особенно близки к идеальному газу гелий и водород. Не следует думать, что взаимодействие между молекулами идеального газа вовсе отсутствует. Напротив, его молекулы сталкиваются друг с другом и эти столкновения существенны для установления определённых тепловых свойств газа. Но столкновения проходят настолько редко, что большую часть времени молекулы движутся как свободные частицы. Именно столкновения между молекулами позволяют ввести такой параметр как температура. Температура тела характеризует энергию, с которой движутся его молекулы. Для идеального газа в равновесных условиях абсолютная температура пропорциональна средней энергии поступательного движения молекул. Определение. Макроскопической называется система, образованная огромным числом частиц (молекул, атомов). Параметры, характеризующие поведение системы (например, газа), как целого, называется макропараметрами. Например, давление Р, объём V и температура Т газа – макропараметры. Параметры, характеризующие поведение отдельных молекул (скорость, масса и т.п.) называется микропараметрами. Число степеней свободы. Определение. Числом степеней свободы механической системы называется количество независимых величин, с помощью которых может быть задано положение системы в пространстве. а) Так, положение в пространстве материальной точки полностью определяется заданием трёх её координат (например, декартовых x, y, z или сферических б) Система из 2-х жёстко связанных материальных точек (отрезок, их соединяющий, фиксирован Положение системы, состоящей из 2-х жёстко связанных материальных точек (или, например, стержня) можно задать следующим образом: задать 3 координаты центра инерции системы С и 2 угла
Закон равнораспределения энергии В классической статической физике выводится закон Больцмана о равномерном распределении энергии по степеням свободы молекул: на каждую степень свободы молекулы приходится в среднем одинаковая кинетическая энергия, равная
где
Для молекул с жёсткой связью между атомами i совпадает с числом степеней свободы молекулы.
|