Задачи
Электротехника
Реактор
Лекции
ПК
Электроника
ВВЭР-1200
Геометрия
Физика
Информатика
АЭС
Задачи
Строймех
Контрольная
Энергетика
Решения

Решение задач по физике

Молекулярно-кинетическая теория газов

Основные формулы

 Концентрация частиц (молекул, атомов и т. п.) однородной системы

n=N/V,

где V — объем системы.

 Основное уравнение кинетической теории газов

p=2/зn<eп>,

где р — давление газа; <eп>— средняя кинетическая энергия* поступательного движения молекулы. Магнитное поле в веществе. Вектор намагничивания Макроскопически реакция любого вещества на помещение его во внешнее магнитное поле сходна с поляризацией диэлектриков, помещенных в электрическое поле.

 Средняя кинетическая энергия:

приходящаяся на одну степень свободы молекулы 

<e1>=½kT;

Здесь и далее кинетическая энергия молекул и других частиц обозначается e.

приходящаяся на все степени свободы молекулы (полная энергия молекулы)

;

поступательного движения молекулы

,

где k — постоянная Больцмана; Т — термодинамическая температура; i — число степеней свободы молекулы;

вращательного движения молекулы

 Зависимость давления газа от концентрации молекул и температуры

p=nkT.

Скорость молекул:

средняя квадратичная

, или ;

средняя арифметическая

, или ;

наиболее вероятная

, или ,

где m1 — масса одной молекулы.

1. Число N1 молекул газа до нагревания найдем из соотношения

.  (2)

Пример 2. В колбе вместимостью V=0,5 л находится кислород при нормальных условиях. Определить среднюю энергию  поступательного движения всех молекул, содержащихся в колбе.

Решение. Средняя энергия поступательного движения всех молекул может быть выражена соотношением

, (1)

где <eп>— средняя энергия поступательного движения одной молекулы; N — число всех молекул, содержащихся в колбе.

Как известно,

, (2)

Пример 3. Найти среднюю кинетическую энергию одной молекулы аммиака NH3 при температуре t=27 °С и среднюю энергию вращательного движения этой молекулы при той же температуре.

Решение. Средняя полная энергия молекулы определяется по формуле

  (1)

где i — число степеней свободы молекулы; k — постоянная Больцмана; Т—термодинамическая температура газа: T=t+Т0, где Т0=273 К.

Число степеней свободы i четырехатомной молекулы, какой является молекула аммиака, равно 6.

Подставим значения величин в (l):

.

Основное уравнение кинетической теории газов.

Энергия молекул

9.12. Определить концентрацию п молекул идеального газа при температуре T=300 К и давлении p=1 мПа.

9.13. Определить давление p идеального газа при двух значениях температуры газа: 1) T=3 К; 2) T=1 кК. Принять концентрацию п молекул газа равной »1019 см-3.

9.14. Сколько молекул газа содержится в баллоне вместимостью V=30 л при температуре Т=300 К и давлении р=5 МПа?

9.15. Определить количество вещества v и концентрацию п молекул газа, содержащегося в колбе вместимостью V=240 см3 при температуре T=290 К и давлении р=50 кПа.


Математика