Молекулярно-кинетическая теория. Иркутский государственный технический университет
Иркутский государственный технический университет
Молекулярная физика
Термодинамика
Практикум по физике
Издательство
Иркутского государственного технического университета
УДК 53(075.8)
ББК 22.3
Рецензенты: д-р физ.-мат.- наук, профессор, зав. кафедрой физики ИГУ
Л.А. Щербаченко;
д-р физ.-мат. наук, профессор, зав. кафедрой ТОЭ ИрГУПС Саламатов В.Н.
Редактор Л.К. Черкашина
Компьютерный набор Т.В. Шинкова, Е.Л. Липовченко
Авторы: Липовченко Е.Л., Рябцева Г.Г., Шинкова Т.В., Каницкая Л.В., Первушкина Э.И., Николаева М.З.
Молекулярная физика. Термодинамика: практикум по физике / Е.Л. Липовченко [и др.]. - Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2008. – 73с.
содержит сведения об основных понятиях, определениях, законах молекулярной физики и термодинамики, описание методики и техники выполнения экспериментальных заданий.
Предназначен для студентов инженерных специальностей технических вузов направлений 550000 «Технические науки», 540000 «Профессиональное обучение».
Рекомендован к изданию ученым советом ИрГТУ
© Иркутский государственный
технический университет, 2008
оглавление
| Введение………………………………………………………………………...….... | |
| 1. Молекулярно-кинетическая теория идеальных газов.. | |
| Исходные понятия и определения молекулярной физики и термодинамики.…………………………………………………….……….. | |
| Молекулярно-кинетическая теория идеальных газов…………………… | |
| Законы идеального газа………………………………………………..……… | |
| Уравнение состояния идеального газа (уравнение Клапейрона-Менделеева)……………………………………………………. | |
| Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеальных газов…………………………………………………………………………….. | |
| Молекулярно-кинетический смысл температуры……………………...…… | |
| Теория равновесных свойств идеального газа…………………………........ | |
| Положение о равнораспределении энергии по степеням свободы………………………………………………………….. | |
| Внутренняя энергия идеального газа………………………………………… | |
| распределения Максвелла и Больцмана…………………………………….. | |
| Лабораторная работаопределение постоянной Больцмана | |
| Лабораторная работа Определение универсальной газовой постоянной…………………………………………………………………..................... | |
| 2. явления переноса в термодинамически неравновесных системаХ………………………………………………………………. | |
| Виды процессов переноса…………………………………………………..... | |
| Число столкновений и средняя длина свободного пробега молекул………. | |
| Законы физической кинетики……………………………………………........ | |
| Лабораторная работаОпределение динамического коэффициента вязкости методом пуазейля…………….............................................. | |
| Лабораторная работаОпределение динамического коэффициента вязкости методом Стокса……………………………………………… | |
| Лабораторная работаОпределение средней длины свободного пробега и эффективного диаметра молекул воздуха………….. | |
| Лабораторная работаОпределение коэффициента теплопроводности твердых тел.......……………………………………………………… | |
| 3. Термодинамика………………………………………….…………..…… | |
| Взаимосвязь между внутренней энергией, работой и теплотой (первый закон термодинамики)……………………….……..……. | |
| Применение первого начала термодинамики к изопроцессам…………… | |
| Теплоемкость вещества…………………………………………..…………… | |
| Уравнение Пуассона. Политропный процесс………………..…………….... | |
| Работа газа при изопроцессах……………………………………….……….. | |
| Обратимые и необратимые процессы. Циклы……………………………..... | |
| Второе начало термодинамики………………………………………….…..... | |
| Третье начало термодинамики…………………………………….…………. | |
| Реальные газы. Уравнение Ван-дер-Ваальса………... …………….………... | |
Лабораторная работа Определение отношения теплоемкостей газов  методом Клемана дезорма……………………………... | |
| Лабораторная работа Определение изменения энтропии при изохорическом процессе в газе……………………............................................. | |
| Лабораторная работа Определение адиабатической постоянной по скорости звука в воздухе ………….................................. | |
| 4. свойства жидкостей………………………………….……................... | |
| Поверхностное натяжение…………………………….…………………...... | |
| Лабораторная работа Определение коэффициента поверхностного натяжения жидкости…………………………………………………. | |
| Заключение…………………………………………………………………………… | |
| Библиографический список……………………………………………….……….. | |
| Приложение…..…………………………………………………………………....... |
ВВЕДЕНИЕ
úsus mаgίster est optimus.
Опыт –лучший учитель
(Цицерон)
Современная физика содержит огромное количество теоретических сведений о нашем мире. Подавляющее большинство этих сведений получают из многочисленных экспериментов в результате их обобщения. В некоторых случаях роль проводимых экспериментов состоит только в подтверждении выдвинутых гипотез и предположений. В любом случае значимость физического опыта трудно переоценить, поскольку он, безусловно, является для нас единственныммерилом понимания окружающего мира.
В учебном процессе проведение опытов (выполнение лабораторных работ) является весьма важным элементом обучения, позволяющим лучше усвоить и запомнить основные законы природы, для дальнейшего осознанного использования полученных знаний на практике.
Выполнение описанных в пособии лабораторных работ по молекулярной физике и термодинамике позволяет глубже разобраться в ряде процессов, относящихся к газам и жидкостям.
Особенностью многих физических экспериментов в данном разделе физики является отсутствие возможности быстро и просто провести прямые измерения некоторых физических величин. К таким величинам, например, можно отнести показатель адиабаты, энтропию, вязкость, коэффициент теплопроводности и др. В этих случаях роль эксперимента усиливается, касаясь уже не только возможности прямого измерения исследуемых величин, но и выявление их физического смысла.
Данное пособие соответствует содержанию профессиональной программы по курсу «Общая физика» для инженерных специальностей технических вузов и состоит из теоретической части, позволяющей студентам найти ответы на контрольные вопросы, и экспериментальной части (лабораторных работ по молекулярной физике и термодинамике). В пособии имеется достаточно большое количество иллюстраций, обеспечивающих активное и прочное усвоение изложенного материала.
В приложении к основному тексту пособия приведены необходимые справочные данные.
Молекулярно-кинетическая теория
Идеальных газов