Распределение Максвелла
 Скачать 15.39 Mb.
|
|
Билет 11 1. Статистическое описание равновесных состояний. Распределение Больцмана. 2. Принцип относительности Галилея. Преобразования Галилея. 3. Найти среднюю арифметическую, среднюю квадратичную и наиболее вероятную скорости молекул газа, который при давлении 40 кПа имеет плотность кг/м3 Статистическое описание равновесных состояний. Статистический метод описания состояний макроскопических тел (термодинамических систем) основывается на определении статистических закономерностей случайного (теплового) движения отдельных микрочастиц тела. Изменение их средних значений происходит закономерно. Наблюдаемые параметры термодинамической системы (температура, давление и т.д.) определяются как средние значения соответствующих функций от переменных, описывающих движение микрочастиц. Разработкой методов определения свойств макроскопических тел через параметры, описывающие движение и взаимодействие микрочастиц, из которых эти тела состоят, занимается статистическая физика. Распределение Больцмана. Распределение Больцмана -‐ распределение по энергиям частиц (атомов, молекул) идеального газа в условиях термодинамического равновесия, ?????? = ?????? ?????? ?????????????????? ! ?????????????????? ???????????? Принцип относительности Галилея. Принцип физического равноправия инерциальных систем отсчёта в классической механике, проявляющегося в том, что законы механики во всех таких системах одинаковы. Отсюда следует, что никакими механическими опытами, проводящимися в какой-‐либо инерциальной системе, нельзя определить, покоится ли данная система или движется равномерно и прямолинейно. Преобразования Галилея. Преобразование при коллинеарных осях: x’ = x + ut; y’ = y; z’ = z; t’ = t; v’ = v + u; (вектора) a’ = a; (вектора) Билет 12 1. Фазовое пространство. Распределение Максвелла-‐Больцмана. 2. Определение кинетической энергии частицы в СТО. 3. При изобарном расширении двухатомного газа была совершена работа равная 157 Дж. Какое количество теплоты было сообщено газу? Фазовое пространство. Фазовое пространство – пространство, на котором представлено множество всех состояний системы, так, что каждому возможному состоянию системы соответствует точка фазового пространства. Распределение Максвелла-‐Больцмана. Распределение Максвелла-‐Больцмана показывает зависимость концентрации молекул от их координат. ?????? ?????? ??????, ??????, ??????, ?????? ?????? , ?????? ??????, ?????? ?????? = ?????? ?????? ( ?????? ???????????????????????? ) ?????? ?????? ?????????????????? (− ?????? п ??????,??????,?????? !?????? ?????? ?????? ?????? ,?????? ??????, ?????? ?????? ???????????? ) Кинетическая энергия частицы в СТО. ?????? ?????? = ???????????? ?????? ?????? − ?????? ?????? ?????? ?????? − ???????????? ?????? Билет 13 1. Неравенство Клаузиуса. Термодинамическая энтропия. Второе начало термодинамики. 2. Определение интерференции упругих волн. 3. Определить работу при расширении трехатомного газа при постоянном давлении, если газу сообщено количество теплоты равное 2 кДж. Неравенство Клаузиуса. Суммарное количество приведённой теплоты в любом замкн. цикле для люой ТермСист не может быть больше нуля: !! ! ≤ 0 , где ???????????? -‐ кол-‐во теплоты, сообщаемое системе (или отводимое от неё: −????????????) на бесконечно малом участке цикла; Т -‐ абс. темп-‐pa соответств. элемента среды; !! ! − элементарная приведённая теплота. Необратимому (хотя бы на одном участке) циклу соответствует неравенство, циклу, состоящему только из обратимых процессов,-‐ знак равенства (равенство Клаузиуса). Зависит только от начального и конечного состояний. Термодинамическая энтропия. Мера необратимого рассеяния энергии. ???????????? = ???????????? ?????? (диф форма), ?????? ! − ?????? ! = !! ! ! ! (интегр форма), где ?????? ! , ?????? ! − энтропия конечного и начального состояния. Второе начало термодинамики. По Клазиусу: -‐ теплота сама по себе, без изменения в окружающих телах не может перейти от менее нагретого тела к более нагретому. По Томсону: в природе невозможен круговой процесс, единственным результатом которого была бы механическая работа, совершаемая за счёт отвода теплоты от теплового резервуара. Теплота не может перейти от холодного тела к горячему без каких-‐либо других изменений в системе (рассеиванием энергии). Определение интерференции упругих волн При интерференции (интерференция – взаимное усиление/ослабление волн при наложении оных друг на друга, приводит к перераспределению колебаний) нескольких упругих волн их распространение можно изучать по отдельности для каждой волны, пренебрегая влиянием волн друг на друга. Упругая волна – волна распространяющаяся в жидких, твёрдых, газообразных средах за счёт действия упругих сил. |