 |
Барометрическая формула — зависимость давления или плотности газа от высоты в поле силы тяжести.
|
|
|
|
,где p — давление газа в слое, расположенном на высоте h,
p0 — давление на нулевом уровне h = h0,
M — молярная масса газа,
R — газовая постоянная, 
T — абсолютная температура.
В присутствии гравитационного поля (или, в общем случае, любого потенциального поля) на молекулы газа действует сила тяжести. В результате, концентрация молекул газа оказывается зависящей от высоты в соответствии с закономраспределения Больцмана:
Где:
n — концентрация молекул на высоте h,
n0 — концентрация молекул на начальном уровне h = 0,
m — масса частиц,
g — ускорение свободного падения,
k — постоянная Больцмана,
T — температура.
Распределение Бозе – Эйнштейна, Ферми – Дирака.
Распределение Бозе – Эйнштейна, Ферми – Дирака.
Если у нас имеется термодинамическая система состояния из N частиц, энергии которых могут принимать дискретные значения (W 1, W 2 ... Wn), то говорят о системе квантовых чисел.
Распределение Бозе – Эйнштейна
квантовые частицы с целым спином (собственный момент движения) - бозоны (например фотоны)
Распределение Ферми – Дирака
Квантовые частицы с полуцелым спином - фермионы, например: электроны, протоны, нейтроны
18. Круговые процессы. Тепловые машины.
Круговым процессом, или циклом, называется такой процесс, в результате которого термодинамическое тело возвращается в исходное состояние.
Цикл, совершаемый идеальным газом, можно разбить на процессы расширения (1 – 2) и сжатия (2 – 1) газа.
Работа расширения (определяется площадью фигуры 1a2V 2 V 1 1) положительна (dV > 0)
Работа сжатия (определяется площадью фигуры 2b1V 1 V 2 2) отрицательна (dV < 0)
Следовательно, работа, совершаемая за цикл, определяется площадью, охватываемой кривой.
|
|
|
Положительная работа -прямой цикл. Отрицательная работа –обратный цикл.
В результате кругового процесса система возвращается в исходное состояние, полное изменение внутренней энергии газа равно нулю. Первое начало термодинамики для кругового процесса Q = DU + A = A
работа, совершаемая за цикл, равна количеству полученной извне теплоты Q = Q1 – Q2 ( система может теплоту как получать, так и отдавать)
Процесс называют обратимым, если он протекает таким образом, что после окончания процесса он может быть проведен в обратном направлении через все те же промежуточные состояния, что в прямом процесс.
Процесс называется необратимым, если он протекает так, что после его окончания систему нельзя вернуть в начальное состояние через прежние промежуточные состояния
Нельзя осуществить необратимый круговой процесс, чтобы нигде в окружающей среде не осталось никаких изменений.
Максимальным КПД обладают машины у которых только обратимые процессы.
Тепловые машины. Тепловой машиной называется периодический действующий двигатель, совершающий работу за счет получаемого извне тепла
Прямой цикл используется в тепловом двигателе. От термостата с более высокой температурой Т1 ( нагреватель ), за цикл отнимается количество теплоты Q1, а термостату с более низкой температурой Т2, (холодильник), за цикл передается количество теплоты Q2 и совершается работа A:
A = Q1 – Q2
Обратный цикл используется в холодильных машинах – периодически действующих установках, в которых за счет работы внешних сил теплота переносится к телу с более высокой температурой. Системой за цикл поглощается при низкой температуре Т2 количество теплоты Q2 и отдается при боле высокой температуре Т1 количество теплоты Q1.
Работа и КПД цикла Карно. Необратимый цикл. Холодильная машина.
|
|
|
