Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Закон Максвелла о распределении молекул идеального газа по скорости и энергии теплового движения
Молекулы газа совершают хаотическое движение. В результате многократных соударений скорость каждой молекулы изменяется как по модулю, так и по направлению. Доказано, что в любом направлении в среднем движется одинаковое число молекул. Если газ находится при постоянной температуре, то в нем устанавливается не меняющееся со временем распределение молекул по скоростям. Это распределение подчиняется конкретному статистическому закону, который выведен Дж. Максвеллом в предположении, что все N молекул газа одинаковы, находятся при одной и той же температуре и на газ не действуют силовые поля. Закон Максвелла – это функция , называемая функцией распределения молекул по скоростям (рисунок 7).
Рисунок 7. Закон Максвелла распределения молекул по скоростям
Если разбить диапазон скоростей молекул на бесконечно малые интервалы, равные , то на каждый интервал скорости будет приходиться некоторое число молекул , имеющих скорость, заключенную в этом интервале. Функция определяет относительное число (долю) молекул , скорости которых лежат в интервале : = . Для идеального газа: , где – масса одной молекулы. Из закона распределения молекул идеального газа по скоростям следует, что вид функции зависит от рода газа (массы молекулы mo) и от температуры Т. Площадь, ограниченная кривой распределения и осью абсцисс, равна единице. Это означает, что функция нормирована и . Скорость, при которой функция распределения максимальна, называется наиболее вероятной скоростью . Значение этой скорости находится в результате приравнивания нулю дифференциала функции . Средняя скорость молекулы á ñ (средняя арифметическая): = . Средняя квадратическая скорость: ,22 Средняя кинетическая энергия áeñ одноатомной молекулы идеального газа: . Теоретически полученное Максвеллом распределение молекул по скоростям было подтверждено опытами немецкого физика Штерна (Рисунок 8).
Рисунок 8. К опытам Штерна
К сосуду 9 (Рисунок 8) прикреплена «молекулярная печка» 2, в которой испаряется ртуть. Через диафрагмы 3 походит узкий молекулярный пучок паров ртути. Прорези в дисках 4 и 5 смещены на угол относительно друг друга. Диски вращаются мотором 1. Молекулярный пучок, пройдя через прорези, попадает в ловушку 6 и осаждается на стеклянной мишени 7. При неподвижных дисках молекулярный пучок на мишень не попадет. При вращении дисков молекулы, движущиеся с определенной скоростью, попадут на мишень, если за время прохождения молекул от одной прорези до другой диски успевают повернуться на угол .
и , где - расстояние между дисками, - частота вращения дисков, - скорость молекул ртути. Контрольные вопросы: 1. В каких предположениях выведен закон Максвелла? 2. Изобразите вид функции распределения молекул по скоростям и объясните, что отложено по осям. 3. Покажите, где на функции распределения молекул по скоростям расположены наиболее вероятная скорость, средняя скорость и средняя квадратическая скорость молекулы. 4. Чему равна площадь, ограниченная кривой распределения и осью абсцисс?
|
|||||||
Последнее изменение этой страницы: 2017-02-09; просмотров: 369; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.224.44.108 (0.005 с.) |