Молекулярно-кинетическая теория идеальных газов
●Закон Бойля-Мариотта
при ,
где p – давление; V – объем; Т – термодинамическая температура; m – масса газа.
● Закон Гей-Люссака и закон Шарля
, или при ;
, или при ,
где t – температура по шкале Цельсия; и - соответственно объем и давление при 00 С; коэффициент ; индексы 1 и 2 относятся к произвольным состояниям.
● Закон Дальтона для давления смеси n идеальных газов
,
где - парциальное давление i – го компонента смеси.
● Уравнение состояния идеального газа (уравнение Менделеева-Клапейрона)
,
где – газовая постоянная, μ – молярная масса газа.
● Зависимость давления газа от концентрации n молекул и температуры Т
,
где – постоянная Больцмана ( k=R/Na , – постоянная Авогадро).
● Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеальных газов
,
или
,
или
,
где - средняя квадратичная скорость молекул; Е- суммарная кинетическая энергия поступательного движения всех молекул газа; n- концентрация молекул; - масса одной молекулы; - масса газа; N- число молекул в объеме газа V.
● Скорость молекул:
наиболее вероятная
;
средняя квадратичная
;
средняя арифметическая
.
● Средняя кинетическая энергия поступательного движения молекулы идеального газа
.
● Закон Максвелла для распределения молекул идеального газа по скоростям
,
где функция ( ) распределения молекул по скоростям определяет относительное число молекул из общего числа N молекул, скорости которых лежат в интервале от до .
● Закон Максвелла для распределения молекул идеального газа по энергиям теплового движения
,
где функция f(ε) распределения молекул по энергиям теплового движения определяет относительное число молекул из общего числа N молекул, которые имеют кинетические энергии , заключенные в интервале от ε до ε+dε.
● Барометрическая формула
,
где и – давление газа на высоте h и h0.
● Распределение Больцмана во внешнем потенциальном поле
,
где n и n0 – концентрация молекул на высоте h и h0 .
● Среднее число соударений, испытываемых молекулой газа за 1 секунду,
,
где d –эффективный диаметр молекулы; n – концентрация молекул; - средняя арифметическая скорость молекул.
● Средняя длина свободного пробега молекул газа
.
● закон теплопроводности Фурье
,
где Q теплота, прошедшая посредством теплопроводности через площадь S за время t; - градиент температуры; λ- теплопроводность:
,
где сv – удельная теплоемкость газа при постоянном объеме; ρ- плотность газа.
● Закон диффузии Фика
,
где М – масса вещества, переносимая посредством диффузии через площадь S за время t; - градиент плотности, D – диффузия:
.
● Закон Ньютона для внутреннего трения (вязкости)
,
где F – сила внутреннего трения между движущимися слоями площадью S;
- градиент скорости; η – динамическая вязкость:
.