Molekulinė fizika ir termodinamika - teorija ir formulės

1.Atomų ir molekulių masės Molekulinė fizika – visi kūnai sudaryti iš molekulių amv atominės masės vienetas amv=1,66 kg mat~(10-27-10-25)kg –atomo masės A-atomo masė (amv) Pvz: H2O M=2+16=18amv 2.Medžiagos kiekis Medžiagos kiekio vienetas-molis.Molis tai toks medžiagos kiekis kuriame yra tiek strukturinių elementų kiek yra atomų 0,012 kg NA-avogadro skaičius NA=6,02 M-molio masė Pvz: H2O M=18 10-3 molio masė -molių skaičius 3.Agregatinės būsenos Kietas,skystas,dujinis-agregatinės būsenos.Kietieji kūnai:molekulės išsidėsto tvarkingai,ir sudaro kristaline gardelę NaCl Kietuose kūnuose molekulės svyruoja. Dujos:dujose nėra tvarkos.Slenkamasis judėjimas.Molekulės išsidėsto netvarkingai. Skyščiai:užima tarpinę padėtį tarp dujų ir kietų kūnų,molekulės išsidėstymo artimoji tvarka(išsidėsto tvarkingai,išlaikoma mažame tūryje)Molekulės ir svyruoja ir slenka. 4.Statistinis ir termodinaminis tyrimo metodai Pvz: 7cm3 oro normaliomis sąlygomis 2,7 molekulių,statistinis metodas(molekulinis kinetinis)- skaičiuosi vidurki.Statistika- skaičiuojami vidurkiai. Termodinamikos metodas,termodinamikoje nagrinėjami tie dėsniai,kuriuos galima nustatyti eksperimentiškai. Termodinamika: P V T F(P,V,T)=0 –sistemos būsenos lygtis. P= -slėgis -Pa (Paskalis) Normalios sąlygos: to=0oC To=273 K Po=1,01Pa dujų vieno molio tūris. -molio tūris =22,4=22,4 5.Idealiosios dujos.Idealiųjų dujų dėsniai,būsenos lygtys Idealiosios dujos,tai tokios dujos kai kurių molekulių neveikia sąveikos jėgos.Beto įdealiųjų dujų molekules galima laikyti materealiais taškais. Įdealiųjų dujų dėsniai: m-molekulės masė M-dujų masė masė M=const. 1)T=const.(izoterminis procesas) Boilio ir Marioto dėsnis:esant pastoviai temperatūrai duju slėgio ir tūrio sandauga yra pastovus dydis pV=const. P1V1=P2V2 2)p=const.(izobarinis procesas,kuriame yra pastovus slėgis) Gei Luisako dėsnis: esant pastoviam slėgiui dujų tūris yra proporcingas absoliutiniai temperatūrai. V= -tūris,kai To= 273K(0oC) V-tūris,kai T= K(kelvinai) -temperatūrinis dujų tūrio koeficiantas 3)V=const.(izoporinis procesas) Šarlio dėsnis.Esant pastoviam tūriui dujų slėgis yra proporcingas absoliutiniai temperatūrai. po kai To=273K p kai T K -temperatūrinis dujų slėgio koeficiantas P,V,T kai gali kisti const. =R R=8,31 1mol=(M=) To=273K Po=1,01(normalus slėgis) V=22,4 R-universialioji dujų konstanta V-molio tūris PV=RT-vienam moliui PV= -molių skaičiusidealiųju dujų būsenos lygtys konstanta K=1,38 =NAm NA-avogadro skaičius 6.Dujų molekulės kinetinės teorijos lygtis Molekulinės kinetinės teorijos teiginiai.(2) 1)visi kūnai sudaryti iš molekulių.2)o tos molekulės nepaliaujamai ir netvarkingai juda. Pagrindinė dujų molekulės kinetinės teorijos lygtis susieja dujų slėgį su molekulių judėjimo parametrais 1,2,3....n m1 m2 m3...mn -molekulių greičiai Slėgis: -pagr.molekulės kinetinės teorijos lygtis V-tūris kinetinė energija PV=WK –pagrindinės molekulės kinetinis teorijos lygtis Vidutinis kvadratinis greitis 1,2,3....n m1 m2 m3...mn -molekulių greičiai vidutinis kvadratinis greitis k vid~ 7)Vidutinė molekulės energija.Molekulės laisvės laipsnių skaičius ir energijos pasiskirstymas pagal laisvės laipsnius. Dujų kinetinė energija: WK= m-molekulės masė M-visų dujų masė n-molekulių skaičius Molekulės vidutinė kinetinė energija: slenkamojo judėjimo) WK= WK= Pilna energija galima apskaičiuoti pasinaudojus energijos pasiskirstymu ,pagal laisvės laipsnius:energija pagal visus laisvės laipsnius pasiskirsto vienodai Laisvės laipsnis: i-laisvės laipsnių skaičius:tai mažiausias skaičius nepriklausomų koordinačių kurių pilnai užtenka nusakyti kūno padėtį erdvėje. Molekulės laisvės laipsnių skaičius priklauso nuo atomų skaičiaus molekulėje. Molekulės Vienaatomė molekulė i=3 Dviatominė molekulė i=5 Triatominė molekulė i=6 H2=5(i) Vienam laisvės laipsniui tenkanti energija: Molekulės vidutinė kinetinė energija: Pvz: H2 i=5 ,kai T=0 K WK~T 8.Absoliutinė temperatūra.Tai molekulės vidinės kinetinės energijos matas. 9.Molekulių pasiskirstymas pagal greičius(Maksvelo skirstinys) n-molekulių m-molekulės masė T=const. Dujų temperatūra vienoda 1,2,3....n u-molekulių skaičius Kaip molekulės pasiskirsto pagal greičius – Maksvelo skirstinys dn~n du dn=f(u,T)n du f(u,T)= Maksvelo skirstinys f(u,T)=AC 10)Vidutiniai molekulių greičiai(vidutinis kvadratinis,tikimiausias,vidutinis Kiekvienoje temperatūroje yra greitis,kurį turi didžiausias molekulių skaičius.Tas greitis vadinamas- tikimiausias greitis. Vt m-molekulės masė -molio masė 13.Molekulės laisvasis kelias Tai vidutinis atstumas tarp dviejų gretimų molekulės smūgių.Molekulės juda visada susiduria viena su kita. Molekulės laisvasis kelias priklauso:nuo slėgio,temperatūros ir dujų rūšies laisvasis kelias P-slėgis 14.Pernešimo reiškiniai dujose(difuzija,šiluminis laidumas,klampa) Šie reiškiniai vyksta,esant nuokrypiams nuo pusiausvyros. Pagrindiniai pernešimo būdai dujose: Difuzija,šiluminis laidumas,vidinė trintis(klampa) Difuzija-maišosi tarpusavyje molekulės.Difuzija vienalytėse dujose pernešimo būdai:1)difuzija vyksta tada,kai dujose yra nevienodas tankis.Tuomet tankio mažėjimo kryptimi yra pernešama masė. tankis -tankio gradientas Perneštas masės kiekis,perneštas per ds yra lygus: -masė pernešama tankio mažėjimo kryptimi dt-laikas D-difuzijos koeficiantas 2.Šiluminis laidumas Dujose šiluminis laidumas vyksta tada,kai įvairiausiose dujų vietose yra nevienoda temperatūra.Tuomet temperatūros mažėjimo kryptimi yra pernešama-šiluma. Perneštas šilumos kiekis dQ=- ds-plotas dt-laikas dT-temperatūros gradientas K-šiluminio laidumo koeficiantas dQ-šilumos kiekis 3).Vidinė trintis(klampa) Vidinė trintis(klampa)pasireiškia tada,kai vieni dujų sluoksniai juda, kitų sluoksnių atžvilgiu. F=- -vidinės trinties klampa s-sluoksnio plotas -klampos koeficiantas greičio gradientas =F -lygus jėgai,kai S=1 ploto vienetai ir greičio gradientas pokytis D= K= u-vidutinis greitis -laisvasis kelias -tankis -dujų specifinė šiluma,esant pastoviam slėgiui. 15.Sistemos vidinė energija.Šiluma ir darbas.Savitoji(specifinė) ir molinė šiluma Vidinėenergija,tai kūną sudarančių dalelių energija. Termodinamikoje yra laikoma: Kad vidinę energiją sudaro: 1) molekulių šiluminio judėjimo kinetinė energija ir 2)tarp molekulinių sąveikos jėgų potencinė energija u-vidinė energija Įdealiose dujose:tarp molekulių sąveikos jėgos neveikia,tai įdealiųjų dujų vidinė energija.tai jų molekulių šiluminio judėjimo kinetinė energija u=0 T=0 K Šiluma ir darbas yra energijos perdavimo formos šilumos kiekis darbas pilnoji energija W=WK+WP+U u-vidinė energija Savitoji(specifinė)šiluma: tai šilumos kiekis kurį reikia suteikti kūno masės vienetui,kad temperatūra pakiltų 10. C-molinė šiluma,tai šilumos kiekis kurį reikia suteikti medžiagos 1 moliui,kad temperatūra pakiltų 10. 16.Pirmasis termodinamikos dėsnis Pirmasis termodinamikos dėsnis išreiškia energijos kitimo ir tvermės dėsnį termodinamikoje Sistemai suteiktas šilumos kiekis yra sunaudojamas: vidinės energijos padidinimui ir darbo atlikimui prieš išorines jėgas. I termodinamikos dėsnis 17.Dujų plėtimosi darbas Dujos plečiasi,stumuoklį stumia,atlieka darbą.A= F=ps A=ps (kai p=const.) V2-V1= Jeigu slėgis nepastovus skaičiuojamas dujų plėtimosi darbas. 18.Idealiųjų dujų savitosios šilumos;jų santykis Specifinė (savitoji)šiluma Molinė šiluma Šilumos kiekis Q=A+ Dujos šildomos dvejopai: 1)V=const. Pastoviam tūriui CV A=0 izoterminis procesas 2)p=const. Pastoviam slėgiui Izobariniam procesui Cp A -specifinis šilumos santykis i-molekulės laisvės laipsnių skaičius priklauso nuo atomų molekulių Vienaatomių i=3 Dviatomi i=5 Dviatomių ir daugiau i=6 Pvz:Kam lygus specifinių šilumų santykis 19.Cikliniai,grįžtamieji ir negrįžtamieji procesai Cikliniai procesai-tai toks procesas,kurio diagrama yra uždara kreivė q1,q2-šilumos kiekis Darbas atliekamas ciklinio proceso metu yra lygus tos kreivės apribitam plotui našumo(naudingumo)koeficiantas Darbas su šilumos kiekiui Grįžtamieji procesai-procesai,kai sugrįžus į pradinę padėtį aplinkoje nelieka jokių pakeitimų. Visi kiti procesai-negrįžtamieji . 20.Antrasis termodinamikos dėsnis I variantas.Atrasis termodinamikos dėsnis nurodo termodinaminių procesų kryptį. T1 T2 O O Negalimas toks procesas kurio vienintelis rezultatas būtų šilumos perdavimas iš šaltesnio kūno į šiltesnį kūną . II variantas Visos šilumos negalima paversti darbu. 21.Karno ciklas. Karno ciklas-tai ciklinis procesas sudarytas iš dviejų izotermų bei adiabačių. Adiabatinis procesas-tai toks procesas kurio metu nevyksta šilumos pasikeitimų su aplinka. Karno ciklas: 1-2,3-4 –izotermos 2-3,4-1-adiabatinis naudingumo koeficiantas. 22.Entropija Entropija žymima rade ds-entropijos pokytis šilumos kiekis S Kon Uždaroje sistemoje-enetropija negali mažėti -entropijos pokytis Grįžtamiesiems procesams=0 (entropija nekinta). Negrįžtamiesiems procesams >0 (entropija didėja) Entropija yra netvarkos matas.Didėja energija kuri paverčiama darbu. 23.Idealiųjų dujų izoprocesai 1)Izochorinis procesas (V=const.) A=0 Q=u Q=MCvT 2)Izobarinis procesas (P=const.) pastovus slėgis Q= 3)Izoterminis procesas T pV Q=A= -izoterminis darbas apskaičiuojamas. Specifinė šiluma (nekinta) 24.Adiabatinis procesas -tai toks procesas kurio metu nevyksta pasikeitimas su aplinka šiluma ,nei gaunama nei atiduodama. 25.Molekulių sąveikos jėgos Visuose kūnuose tarp molekulių veikia sąveikos jėgos Molekulinio veikimo spindulys r~10-9 (eilės dydis) Tarp molekulių veikia traukos ir stūmimo jėgos. Mažesniuose atstumuose didesnės stūmimo jėgos,didesniuose traukos jėgos. F10 stūmimo jėgos O, jų atstojamoji WP min. >KT-kietasis kūnas KT-skystis 26.Van der Valso lygtis -tai realiųjų dujų būvių lygtis. Idealiosioms dujoms PV PV Geriau tinka Van der Valso lygtis 1)idealiosios-tai tokios kurios neveikia sąveikos jėgos 2)Idealiųjų dujų molekulės laikomos materialiaisiais taškais. M-dujų masė -molio masė molio tūris a,b-pataisos proklausiančios nuo dujų rūšies. Bet kokiam dujų kiekiui - molių skaičius. 27.Realiųjų dujų izotermos. Izoterminis procesas tai toks procesas kurio T=const. Yra(dujų temperatūra vienoda) Idealiosioms dujoms Boilio ir Marioto pV=const. Izotermės realiosioms dujoms. Taškas kuriame dujos ir skystis yra pusiausviroje vadinamas kritiniu tašku,o temperatūra kurioje skystis ir dujos yra pusiausviroje tik viename taške vadiname kritine temperatūra. T

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!