Физика (лучшее)
он Шарля. Из уравнения
Менделеева - Клапейрона следует, что[pic]. Если масса и объём газа
постоянны, то [pic] и
[pic]
Уравнение называют законом Шарля: для данной массы газа при постоянном
объёме давление газа пропорционально его температуре.
График: изохора.
Билет № 9
1. Испарение и конденсация. Процесс перехода вещества из жидкого
состояния в газообразное состояние называется парообразованием, обратный
процесс превращения вещества из газообразного состояния в жидкое называют
конденсацией. Существуют два вида парообразования - испарение и кипение.
Рассмотрим сначала испарение жидкости. Испарением называют процесс
парообразования, происходящий с открытой поверхности жидкости при любой
температуре. С точки зрения молекулярно-кинетической теории эти процессы
объясняются следующим образом. Молекулы жидкости, участвуя в тепловом
движении, непрерывно сталкиваются между собой. Это приводит к тому, что
некоторые из них приобретают кинетическую энергию, достаточную для
преодоления молекулярного притяжения. Такие молекулы, находясь у
поверхности жидкости, вылетают из неё, образуя над жидкостью пар (газ).
Молекулы пар~ двигаясь хаотически, ударяются о поверхность жидкости. При
этом часть из них может перейти в жидкость. Эти два процесса вылета молекул
жидкости и ах обратное возвращение в жидкость происходят одновременно. Если
число вылетающих молекул больше числа возвращающихся, то происходит
уменьшение массы жидкости, т.е. жидкость испаряется, если же наоборот, то
количество жидкости увеличивается, т.е. наблюдается конденсация пара.
Возможен случай, когда массы жидкости и пара, находящегося над ней, не
меняются. Это возможно, когда число молекул, покидающих жидкость, равно
числу молекул, возвращающихся в неё. Такое состояние называется
динамическим равновесием, а пар, находящийся в динамическом равновесии со
своей жидкостью, называют насыщенным. Если же между паром и жидкостью нет
динамического равновесия, то он называется ненасыщенным. Очевидно, что
насыщенный пар при данной температуре имеет определённую плотность,
называемую равновесной.
Это обусловливает неизменность равновесной плотности, а следовательно, и
давления насыщенного пара от его объёма при неизменной температуре,
поскольку уменьшение или увеличение объёма этого пара приводит к
конденсации пара или к испарению жидкости соответственно. Изотерма
насыщенного пара при некоторой температуре в координатной плоскости Р, V
представляет собой прямую, параллельную оси V С повышением температуры
термодинамической системы жидкость - насыщенный пар число молекул,
покидающих жидкость за некоторое время, превышает количество молекул,
возвращающихся из пара в жидкость. Это продолжается до тех пор, пока
возрастание плотности пара не приводит к установлению динамического
равновесия при более высокой температуре. При этом увеличивается и давление
насыщенных паров. Таким образом, давление насыщенных паров зависит только
от температуры. Столь быстрое возрастание давления насыщенного пара
обусловлено тем, что с повышением температуры происходит рост не только
кинетической энергии поступательного движения молекул, но и их
концентрации, т.е. числа молекул в единице объема
При испарении жидкость покидают наиболее быстрые молекулы, вследствие чего
средняя кинетическая энергия поступательного движения оставшихся молекул
уменьшается, а следовательно, и температура жидкости понижается (см. §24).
Поэтому, чтобы температура испаряющейся жидкости оставалась постоянной, к
ней надо непрерывно подводить определённое количество теплоты.
Количество теплоты, которое необходимо сообщить единице массы жидкости,
для превращения её в пар при неизменной температуре называется удельной
теплотой парообразования. Удельная теплота парообразования зависит от
температуры жидкости, уменьшаясь с её повышением. При конденсации
количество теплоты, затраченное на испарение жидкости, выделяется.
2. Влажность. В атмосфере всегда содержится некоторое количество водяных
паров. Степень влажности является одной из существенных характеристик
погоды и климата и имеет во многих случаях практическое значение. Так,
хранение различных материалов (в том числе цемента, гипса и других
строительных материалов), сырья, продуктов, оборудования и т.п. должно
происходить при определенной влажности. К помещениям, в зависимости от их
назначения, также предъявляются соответствующие требования по влажности.
Для характеристики влажности используется ряд величин. Абсолютной
влажностью р называется масса водяного пара, содержащегося в единице объёма
воздуха. Обычно она измеряется в граммах на кубический метр (г/м3).
Абсолютная влажность связана с парциальным давлением Р водяного пара
уравнением Менделеева – Клапейрона [pic], где V - объём, занимаемый паром,
m, Т и ( — масса, абсолютная температура и молярная масса водяного пapa, R
— универсальная газовая постоянная (см. (25.5)). Парциальным давлением
называется давление, которое оказывает водяной пар без учёта действия
молекул воздуха другого сорта. Отсюда [pic], так как р = m/V— плотность
водяного пара.
В определённом объёме воздуха при данных условиях количество водяного
пара не может увеличиваться беспредельно, поскольку существует какое-то
предельное количество паров, после чего начинается конденсация пара. Отсюда
появляется понятие максимальной влажности. Максимальной влажностью Pm
называют наибольшее количество водяного пара в граммах, которое может
содержаться в 1 м3 воздуха при данной температуре (по смыслу это есть
частный случай абсолютной влажности). Понижая температуру воздуха, можно
достичь такой температуры, начиная с которой пар начнёт превращаться в воду
— конденсироваться. Такая темпepaтypa носит название точки росы. Степень
насыщенности воздуха водяными парами характеризуется относительной
влажностью. Относительной влажностью b называют отношение абсолютной
влажности р к максимальной Pm т.е. b=P/Pm. Часто относительную влажность
выражают в процентах.
Существуют различные методы определения влажности.
1. Наиболее точным является весовой метод. Для определения влажности
воздуха его пропускают через ампулы, содержащие вещества, хорошо
поглощающие влагу. Зная увеличение массы ампул и объём пропущенного
воздуха, определяют абсолютную влажность.
2. Гигрометрические методы. Установлено, что некоторые волокна, в том
числе человеческий волос, изменяют свою длину в зависимости от
относительной влажности воздуха. На этом свойстве основан прибор,
называемый гигрометр ом. Имеются и другие типы гигрометров, в том числе и
электрические.
З. Психрометрический метод — это наиболее распространенный метод
измерения. Суть его состоит в следующем. Пусть два одинаковые термометра
находятся в одинаковых условиях и имеют одинаковые показания. Если же
баллончик одного из термометров будет смочен, например, обернут мокрой
тканью, то показания окажутся различными. Вследствие испарения воды с ткани
так называемый влажный термометр показывает более низкую температуру, чем
сухой. Чем меньше относительная влажность окружающего воздуха, тем
интенсивнее будет испарение и тем ниже показание влажного термометра. Из
показаний термометров определяют разность температур и по специальной
таблице, называемой психрометрической, определяют относительную влажность
воздуха.
Билет № 10
Твёрдые тела бывают аморфными и кристаллическими. Аморфными. называют
тела, в которых атомы или молекулы расположены беспорядочно. Примерами этих
тел являются янтарь, стекло, пластмассы и т.д. Аморфные тела являются
изотропными, т.е. их физические свойства одинаковы по всем направлениям.
Твёрдые тела, атомы или молекулы которых расположены в определённом
порядке, называются кристаллами. Все кристаллические тела делятся на
монокристаллы и поликристаллы. Монокристаллы представляют собой одиночные
кристаллы, имеющие единую кристаллическую решетку. Монокристаллы
встречаются в природе в естественных условиях (кварц, поваренная соль,
рубин алмазы и т.д.). Создав специальные условия (удаление примесей, очень
медленное охлаждение расплавов и т.д.) их можно вырастить искусственно.
Физические свойства (механические, тепловые, электрические, оптические)
монокристаллов, как правило, различны по различным направлениям. Как
показатель преломления кристалла исландского шпата зависит от того, как на
него падает луч света. Такое свойство кристаллических тел называется‚
анизотропностью. Поликристаллы представляют собой совокупность большого
числа сросшихся между собой и хаотически ориентированных маленьких
монокристаллов, называемых кристаллитами. Такое поликристаллическое тело в
целом изотропно, хотя каждый кристаллит сам по себе анизотропен.
Поликристаллы получаются, как правило, путём кристаллизации жидкого
вещества при охлаждении его в обычных условиях.
Для наглядного представления структуры кристаллов применяется способ
изображения его с помощью кристаллической решётки. Кристаллической решёткой
называется пространственная сетка, узлы которой совпадают с центрами атомов
или молекул в кристалле .
По характеру взаимодействия частиц (ато
| |  скачать работу |
Физика (лучшее) |
