ки
. (9.2)
Середня кінетична енергія молекули дорівнює
, (9.3)
таким чином,
(9.4)
є основне рівняння молекулярно-кінетичної теорії. Тиск газу пропорційно концентрації молекул і середньої кінетичної енергії поступального руху молекули.
З рівняння Клапейрона - Менделєєва слід:
. (9.5)
Прирівняємо вирази (9.4) і (9.5) і отримаємо для:
. (9.6)
Абсолютна температура - міра кінетичної енергії поступального руху молекул. Якщо, то. Абсолютний нуль температури - це температура, при якій припиняється поступальний рух молекул. Для одноатомного газу формула (9.6) визначає повну механічну енергію молекули.
Висловимо середньо-квадратичну швидкість через Т:
.
Якби всі молекули газу рухалися з середньо-квадратичної швидкістю, то тиск і температура такого газу були б такими ж, як у реального газу. Середньо-квадратична швидкість визначає термодинамічні параметри - тиск і температуру.
10. Перший початок термодинаміки
Перший початок термодинаміки - одна з приватних формулювань закону збереження енергії для систем, в яких істотну роль грають теплові процеси.
1. Внутрішня енергія системи складається з кінетичної енергії хаотичного теплового руху молекул і потенційної енергії їхньої взаємодії. Кожна система має внутрішню енергію.
Внутрішню енергію ідеального газу становить тільки кінетична енергія теплового руху молекул. Середня кінетична енергія теплового руху молекули одноатомного газу (енергія поступального руху)
.
(см, гл. 9). Внутрішня енергія газу дорівнює
,
де - число молекул газу:
,
звідки
(10.1)
(- універсальна газова постійна). Внутрішня енергія газу є функцією його абсолютної температури Т. Зміна внутрішньої енергії залежить від початкового і кінцевого станів системи і не залежить від процесу, за допомогою якого система переходить з першого в другий стан. Якщо газ складається з складних молекул (двох-, трьох-і багатоатомних), то внутрішня енергія також прямо пропорційна Т, але коефіцієнт пропорційності буде іншим. Складні молекули одночасно беруть участь у поступальному і в обертальному рухах, тому їх середня кінетична енергія буде більше.
. Кількість теплоти - це кількість енергії, одержуваної або отдаваемой системою при теплообміні. Якщо привести в контакт два тіла з різними температурами, то від більш нагрітого тіла менш нагрітого буде передано кількість теплоти, тобто більш нагріте тіло віддає частину своєї енергії.
Для зміни температури різних тіл однакової маси на одну і ту ж величину потрібна різна кількість теплоти
,
де с - питома теплоємність.
Питома теплоємність чисельно дорівнює кількості теплоти, яку необхідно повідомити 1 кг речовини для зміни його температури на 1 К.
.
Одиниця виміру в системі СІ
Теплоємність чисельно дорівнює кількості теплоти, яку необхідно повідомити речовині для зміни його температури на 1 К.
,
Одиниця виміру в системі СІ
Молярна теплоємність чисельн...
