III. Запишите ответ, дайте обоснование ответа.

1. Получите формулу для внутренней энергия идеального газа.

 

	Молярная теплоёмкость (при постоянном объёме), размерность в СИ - Дж К · моль
	Энергия (кинетическая молекул), размерность в СИ - Дж
	Число степеней свободы молекулы
	Количество структурных единиц в 1 моле вещества, размерность в СИ - моль-1
	Давление, размерность в СИ - Па
	Температура, размерность в СИ - К
	Энергия (внутренняя), размерность в СИ - Дж
	Объём, размерность в СИ - м3
	Количество вещества, размерность в СИ - моль

 

 

2. Приведите формулы для характерных скоростей молекул газа.

Средняя квадратичная скорость молекул

 

	Универсальная газовая постоянная Дж К · моль
	Температура, размерность в СИ - К
	Скорость (средняя квадратичная), размерность в СИ - м с
	Молярная масса, размерность в СИ - кг моль

 

Средняя квадратичная скорость одной молекулы

	Постоянная Больцмана Дж К
	Масса (молекулы), размерность в СИ - кг

 

3. Приведите барометрическую формулу. Для чего она служит?

 

где — давление газа в слое, расположенном на высоте , — давление на нулевом уровне (), — молярная масса газа, — газовая постоянная, — абсолютная температура.

 

Барометрическая формула показывает, что плотность газа уменьшается с высотой по экспоненциальному закону.

 

4. Получите формулу для средней длины свободного пробега молекул газа.

 

где — эффективное сечение молекулы, — концентрация молекул.

 

5. Получите выражения для молярных теплоемкостей всех изопроцессов в идеальном газе.

 

Адиабатический

Изотермический

 

Изохорный

где — число степеней свободы частиц газа.

Изобарный

	Молярная теплоёмкость (при постоянном давлении), размерность в СИ - Дж К · моль
	Молярная теплоёмкость (при постоянном объёме), размерность в СИ - Дж К · моль
	Число степеней свободы молекулы
	Универсальная газовая постоянная Дж К · моль

 

6. Получите соотношение Майера.

Для любого идеального газа справедливо соотношение Майера:

,

где — универсальная газовая постоянная, — молярная теплоёмкость при постоянном давлении, — молярная теплоёмкость при постоянном объёме.

 

7. Какой процесс в идеальном газе описывается уравнением состояния: ? Как зависит g от молекулярно-кинетических параметров газа? Начертите график этого процесса в координатах Р и V.

Изотермический процесс.

 

8. Какой процесс в идеальном газе описывается уравнением состояния: ? Как зависит g от молекулярно-кинетических параметров газа? Начертите график этого процесса в координатах Т и V.

Изобарный процесс.

 

9. Какой процесс в идеальном газе описывается уравнением состояния: ? Как зависит g от молекулярно-кинетических параметров газа? Начертите график этого процесса в координатах Т и Р.

Изохорный процесс.