Fizikos teorijos pagrindai

 1. Kuo termodinaminis ir statistinis ( molekulinis - kinetinis) makrosistemų tyrimo metodai kokybiškai skiriasi ir papildo vienas kitą? Makroskopinis kūnas susideda iš mikrodalelių, todėl tiriant makroskopinio kūno savybes, informacija apie atskirų molekulių judėjimo greitį, energiją ar padėtį erdvėje yra sistemą sudarančių dalelių dinaminių charekteristikų vidutinės vertės, nes yra kiekibinis ryšys tarp molekulių visumos makroskopinių parametrų ir vidutinės vertės tam tikro fizikinio dydžio, kuriuo apibūdininamakiekviena mikro dalelė. Makroskopiniam dydžiui apskaičiuoti nereikia žinoti atskirų molekulių greičio ar energijos. Pakanka žinoti tik jų vidutinės vertes, kurias nusako STATISTINIS metodas (Jame naudojami vidutiniai dydžiai, kurie aprašo medžiagos būsena). TERMODINAMINIS metodas irgi taikomas makroskopinių kūnų sistemai. Tačiau skirtingai nuo statistinio, šiuo metodu makroskopinių sistemų šilumines savybes, visiškai nesigilinama, jose vykstančių reiškinių makroskopinė prigimtį. Šiuo metodu nagrinėjami vienos rūšies energijos virsmai kitos rūšies energija, ir tie virmai apibūdinami kokybiškai. Čia operuojama tik tokiais dydžiais, kuriuos galima tiesiogiai išmatuoti(tūris, slėgis, masė) arba apskaičiuoti pagal formules, pasinaudojant kitais dydžiais, išmatuotais ekspermentiniu būdu. Fizikos dalis kuri remiasi šiuo metodu vadinama termodinamika. Sistema, kuriai tinka termodinamikos dėsniai terdinamine sistema. Termodinamikos daug platesnė taikymo sritis, ji nagrinėja bendrasias medžiagos savybes bei perejimą iš vienos busenos į kitą. 2. Kokie dėsniai aprašo izoterminį, izochorinį ir izobarinį procesus idealiosiose dujose? 1) Izoterminis procesas (Tconst) – Boilio-Marioto dėsnis p  V  const. Kai T2 > T1. (Grafikasp nuo V) Šis dėsnis paaiškinamas molekulių koncentracijos kitimu, kintant pvz: tūriui. Tūriui padidėjus n kartų. Tiek pat sumažėja molekulių smūgių į indo sieneles skaičius, kartu ir slėgis. Ir atvirkčiai, sistemai suteiktas šilumos kiekis suvartojamas dujų plėtimosi darbui prieš išorės slėgimo jėgas atlikti. 2) Izochorinis procesas (Vconst) – Šarlio dėnis. pp0LT (slėgis tiesiog proporcingas temperatūrai) L- temperatūrinis slėgio koficientas, rodantis santykinį slėgio padidėjimą, temperatūrai pakilus vienu kelvinu. Sistemai suteiktas šilumos kiekis sunaudojamas tik sistemos vidinei energijai pakeisti, A0. 3) Izobarinis procesas (pconst) Geilusako dėsnis (tūris ~ temperatūros) V­V0LT, L-temperatūrinis tūrio plėtimosi koficientas. Sistemai suteiktas šilumos kiekis suvartojamas jos vidinei energijai padidinti (didėja T) ir plėtimosi darbui atlikti. 3. Kokia Avogadro skaičiaus fizikinė prasmė? 6,022  1023mol-1. jis nusako, betkokios medžiagos 1 molyje esančių molekulių skaičių(jis yra vienodas). 4. Kaip aiškinami dujų slėgis, termodinaminė temperatūra molekulinės - kinetinės teorijos požiūriu? Dujų slėgis yra mollekulių chaotiško judėjimo makroskopinė išraiška ( slėgis atsiranda molekulėms susidurus su indo sienelėmis). Molekulių bombardaduojama indo sienelė yra veikiama dujų slėgio jėgos, ir dujų slėgis yra dujų molekulių chaotiško judėjimo apraiška. 5. Kokia yra pagrindinės molekulinės - kinetinės dujų teorijos lygties išvedimo prasmė ir tikslas? Svarbiausi duju parametrai yra tankis, temperatūra ir slėgis. Statistinis būdais išvestas lygtis, siejančias dujų būsenos svarbiausius parametrus su molekules apibūdinančiais dydžiais, vadiname molekulinės kinetinės teorijos pagrindinėmis lygtimis.; ; K / t – kūnų judesio kiekio kitimo sparta.Molekulių bombarduojama indoienelė yra veikiama dujų slėgio jėgos, ir dujų slėgis yra molekulių chaotiško judėjimo makroskopinė išraiška. Bet molekulės juda ne vienodu greičiu, tad reikia imti vidutinį greitį: ; Bet prie sienelės artėja tik molekulių todėl ; ; - molekulinės kinetinės teorijos pagrindinė lygtisarba Klauzijaus lygtis. Pagrindinė išvedimo reikšmė, tikslas yra gauti slėgio išraiška ir iš to sužinoti, kaip įvairios dujos, tiksliau dujų jėgos veikia indą. 6. Kokia molekulių pasiskirstymo pagal greičius ir energijas funkcijų fizikinė prasmė? Žinodami molekulių pasiskirstimo pagal greičius ir energijas funkcijas, galime nesunkiai apskaičiuoti greičio ir energijos vidutines vertes. Sakykime tūrio vienete yra dn molekulių, kurių greičio moduliai yra nuo v iki v + dv. Dydis dn tiesiogiai proporcingas molekulių koncentracijai n ir greičio ir greičio molekulių intervalui Santykis dn/n(v) reiškia tikimybę, kad molekulių greičio modulis yra intervale nuo v iki v + dv. – pasiskirstymp funkcija. Dž. Maksvelio molekulių pasiskirstymo pagal grečių modulius f-jos išraiška: f(v) – Maksvelio pasiskirtymo f-ja. Maksvelio pasiskirstymas 7. Kaip, žinant dujų molekulių pasiskirstymo funkciją pagal greičius, galime rasti pasiskirstymo funkciją pagal energijas? Žinome, kad čia v –tai v iš funkcijos (v) 8. Kiek kartų tomis pačiomis sąlygomis skiriasi deguonies ir vandenilio molekulių vidutiniai greičiai? Vidutinis greitis lygus MO32g. MH2,02g. Tai jų santykis lygus: vadinasi vidutinis greitis vandenilio ~ 4 kartus didesnis už vidutinį greitį oro. 9. Kaip keičiasi atmosferos slėgis didėjant aukščiui? Didejant aukščiui atmosferos slėgis mažėja, kadangi atmosferos slėgį sukuria virš žemės esančių molekulių svoris. O kuo aukščiau virš jūros lygio, tuo mažiau molekulių ir tuo mažesnis atmosferos slėgis. 10. Užrašykite ir paaiškinkite Bolcmano pasiskirstymo dėsnį. Kuo skiriasi Maksvelio ir Bolcmano pasiskirstymo dėsniai? Bolcmano pasiskirstymo dėsnis: Bolcmano ir Maksvelio dėsniai skiriasi tuo, kad Maksvelio dėsniai skiriasi tuo, kad Maksvelis išvesdamas pasiskirstymo f-ja neatsižvelgė į tai, kad molekules veikia gravitacijos laukas. Bolcmano pasiskirstymas-molek pasiskist pagal potencines energijas Daugiausia molek su Wp0, n nuliniam kylant,Wp dideja o n mazeja. Formule. tinka ne tik dalelems gravitaciniam lauke, bet ir bet kokiame potenc jegu lauke. Termodinamonės pusiausviros būsenoje esančių dalelių statistinis pasiskirstymas pagal kinetinės energijos vertes yra Maksvelio pasiskirstymas, o pagal potencines – Bolcmano. 11. Kaip priklauso dujų molekulių vidutinis laisvasis lėkis nuo slėgio? Dujų lėkis yra atvirkščiai proporcingas slėgiui vadinasi mažėjant slėgiui didėja molekulių lėkis. 12. Suformuluokite tolygaus energijos pasiskirstymo pagal laisvės laipsnius dėsnį. Kodėl svyravimų laisvės laipsniui tenka dvigubai daugiau energijos, lyginant su laisvės laipsniais slenkamajam ir sukamajam judėjimui? Kūno laisvės laipsnių skaičius yra nepriklausomų judėjimo krypčių skaičius. Materialusis taškas turi 3 slenkamojo judėjimo laisvės laipsnius . O absoliučiai kietas kūnas turi 3 slenkamojo ir 3 sukamojo judėjimo laisvės laisnius. Dviejų materialiųjų taškų, tarp kurių yra ryšys, kad atstumas tarp jų nekinta, laisvės laipsnių skaičius vienetu mažesnis. Kietai surištų materialiųjų taškų sistema, kai N > 2 ir taškai nėra vienoje tiesėje, turi 6 laivės laipsnius. O jei ryšiai tamprūs 3N laisvės laipsnių. Tolydaus energijos pasiskirstymo pagal laisvės laipsnius dėsnis: Statistinei sistemai, esančiai termodinaminėje pusiausvyroje kiekvienam slenkamojo ir sukamojo judėjimo laisvės laipsniui vidutiniškai tenka ½ kT energijos, o svyruojančiam judėjimui kT energijos. Svyravimų laisvės laipsnsniui tenka 2 kartus daugiau energijos, dėl to kad svyruojančio judėjimo energija susideda iš kinetinės ir potencinės energijų sumos. 13. Kas lemia idealiųjų dujų vidinę energiją? Kokių procesų metu gali keistis dujų vidinė energija? Idealiųjų dujų vidinę energiją lemia tik chaotiškas molekulių judėjimas. Pagal pirmą termodinamikos dėsnį. Termodinaminės sistemos vidinės energijos pokytis U yra lygus jos atžvilgiu atlikto darbo A’ ir jei suteikto šilumos kiekio Q sumai. Taigi vidinė energija gali keistis: 1) Atlliekant darbą; 2) perduodant šilumą. 14. Ką vadiname dujų šilumine talpa? Kuo skiriasi CP ir CV? Kurio vertė yra didesnė? Dujų šiluminė talpa skaitinė vertė lygi šilumos kiekio, kurį reikia suteikti vienetinės masės kūnui, kad jo temperatūra pakiltų vienu laipsniu. Vieno molio šiluminė talpa: cdQ/dT skaitine verte lygi šilumos kiekiu,, kuris reikalingas 1 mol sušildyti 1 laipsniu. Ji skirstoma į 1) CVi/2*R (kai vconst); 2) CpCV+Ri/2*R+R R(i/2+1); Tai Cp>CV. 15. Kam yra lygus dujų vieno molio izobarinio plėtimosi atliktas darbas, dujas sušildant 1K laipsniu? QdU+A; padaliname abi puses iš dT CpCV+A/dt; A(Cp – CV)dT; ARdT; Suintegravus gauname AR8,31; 16. Užrašykite pirmąjį termodinamikos dėsnį diferencialinėje formoje. Jį pritaikykite izochoriniam ir izoterminiam procesams. Termodinaminės sistemos gautas šilumos kiekis yra lygus sistemos vidinės energijos pokyčio ir sistemos atlikto darbo, išorinių kūnų atžvilgiu sumai. . Izochoriniam procesui, kai Vconst, tada A0, tai I-termodinamikos dėsnis: QdUCVdT; QU2–U1CV(T2–T1); Izoterminiam procesui, kai Tconst: dU0, tai QApdV; QARTln(V2/V1) RTln(p1/p2). 17. Paaiškinkite, įšyla ar atšąla idealiosios dujos, jeigu jos išsiplečia, esant pastoviam slėgiui? Kai pconst, tada iš pirmo termodinamikos dėsnio sistemai suteikta šiluma naudojama netik plėtimosi darbui atlikti, bet ir vidinei energijai padidinti, kadangi vidinė energija priklauso nuo T, tai T didėja. Vadinasi dujoms , izobariškai plėčiantis šyla. 18. Kaip keičiasi dujų temperatūra, joms adiabatiškai plečiantis? Kai dujos adiabatiškai plečiasi, jos atšala. Nes vykstant adiabatiniam procesui 1 mol idealiųjų dujų I termodinamikos dėsnis užrašomas taip: CVdt+pdV0; Iš čia išplaukia, kad dV>0 (dujos plėčiasi), todėl dT0 (Šiluminė mašina). 2-\-proceso metu darbinės medžiagos tūris mažėja, atliekamas darbas A2

Daugiau informacijos...

★ Klientai rekomenduoja

Šį rašto darbą rekomenduoja mūsų klientai. Ką tai reiškia?

Mūsų svetainėje pateikiama dešimtys tūkstančių skirtingų rašto darbų, kuriuos įkėlė daugybė moksleivių ir studentų su skirtingais gabumais. Būtent šis rašto darbas yra patikrintas specialistų ir rekomenduojamas kitų klientų, kurie po atsisiuntimo įvertino šį mokslo darbą teigiamai. Todėl galite būti tikri, kad šis pasirinkimas geriausias!