Контрольная работа по "Физике"

Молекулярная физика. Термодинамика.

1. Молекулярная физика

1.1. Давление идеального  газа равно:         p = nkT , где

n – концентрация газа; k – постоянная Больцмана (табличная величина); T – температура

газа (в кельвинах).

1.2. Средняя кинетическая  энергия молекулы газа:               kT

2

3

E = , где

k – постоянная Больцмана; Т – температура газа (в кельвинах).

1.3. Уравнение состояние  идеального газа:                RT υ RT

µ

= =

m

PV , где m – масса газа;

μ -  молярная масса  газа (масса одного моля газа); R –  универсальная газовая постоянная

(табличная величина)(R=kNA); Т – температура газа (в кельвинах); υ -  количество молей

газа.

1.4. Специфические  газовые процессы

Адиабатический процесс  – процесс, протекающий без поглощения (передачи) тепла.

Изохорический процесс  – процесс, протекающий при постоянном объеме.

Изобарический процесс  – процесс, протекающий при постоянном давлении.

Изотермический процесс  – процесс, протекающий при постоянной температуре.

1.5. Закон Дальтона (закон позволяющий определить  давление смеси газов):  давление

смеси газов равно  сумме давлений, которые производил бы каждый газ, если бы другие газы

отсутствовали.

1.6. Относительная  влажность:                          100%

( ) pngas T

p

ϕ = , где

p – давление газа; pngas(T) – давление насыщенного газа при заданной температуре.

2. Термодинамика

2.1. Нагревание и  охлаждение вещества: для того, чтобы  нагреть или охладить вещество  от

начальной температуры T0 до конечной температуры T, необходимо отдать или забрать

количество теплоты  равное:                                    Q cm(T - T )

0 = , где

с -  теплоемкость вещества (табличная величина); m – масса вещества.

2.2. Плавление вещества: для того, чтобы расплавить вещество, находящиеся в твердом

состоянии, необходимо приложить количество теплоты равное:                  Q = λ m , где

λ – удельная теплота  плавления вещества (табличная величина);  m – масса вещества.Петербургский образовательный портал                                                          http://mytutor.spb.ru

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

2.3. Кристаллизация  вещества (переход из жидкого  состояния в твердое состояние)  –

обратный плавлению  процесс. Для того, чтобы перейти из жидкого в твердое состояние,

вещество должно отдать количество теплоты равное: :                  Q = λ m , где

λ – удельная теплота  плавления вещества (табличная величина);  m – масса вещества.

2.4. Процесс парообразования:  для того, чтобы перевести вещество  из жидкого состояния в

пар, необходимо отдать веществу количество теплоты равное:      Q = rm , где

r – удельная теплота парообразования вещества (табличная величина);  m – масса вещества.

2.5. Внутренняя энергия  идеального одноатомного газа  равна:  υ RT

2

3

U = , где

υ -  количество молей  газа; R – универсальная газовая  постоянная (табличная величина); Т  –

температура газа (в  Кельвинах).

2.6. Первое начало  термодинамики:           Q = ∆ U + A, где

Q – количество  теплоты, получаемое газом; ΔU  – изменение внутренней энергии  газа; А –

работа, совершаемая  газом.

или

Q U Ang = ∆ − ,  где

Q – количество  теплоты, получаемое газом; ΔU  – изменение внутренней энергии  газа; Аng –

работа, совершаемая  над газом.

Для того, чтобы определить совершает ли работу газ над системой или система над газом,

нужно обратить внимание увеличивается ли или уменьшается  объём газа. Если объем газа

увеличивается, газ  совершает работу над системой. Если объем газа уменьшается, система

совершает работу над  газом.

2.7. Тепловые машины:

Тепловые машины -  это устройства, совершающие  работу за счет изменение внутренней

энергии топлива.

Согласно второму  началу термодинамики, в циклически действующем тепловом двигателе

невозможно добиться 100%-ого КПД.

КПД теплового двигателя  равняется:                 

n

À

Q

η = = , где

А – работа, совершенная  двигателем за цикл; Qn – количество теплоты, полученное от

нагревательного элемента.Петербургский образовательный портал                                                          http://mytutor.spb.ru

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Максимально возможный  КПД достигается в цикле Карно:

100%

T

100%

Q n

n

x

í

í õ

T

T

Q

Q −

=

−

η = ,    где

Qн - количество теплоты, полученное от нагревателя; Qх – количество теплоты, переданное

холодильнику; А –  совершенная работа; Tн -  температура нагревателя; Тх – температура

холодильника.

В цикле Карно  – действия происходят с идеальным  газом. На первом этапе, происходит

изотермическое расширение; на втором этапе адиабатное расширение; на третьем

изотермическое сжатие; на четвертом адиабатное сжатие.