Практикум по курсу физики (первый семестр) (стр. 23 )

1) Закон распределения молекул газа Максвелла имеет вид: , где - относительное число молекул со скоростями, значение которых лежит в интервале от до , эта величина имеет смысл вероятности найти в газе молекулы, модуль скорости которых лежит в интервале , – масса молекулы, – модуль скорости молекулы, – постоянная Больцмана, – абсолютная температура. Плотность вероятности (функция распределения Максвелла), имеет вид: .

2) Функция распределения Максвелла имеет максимум при значении скорости, которая называется наиболее вероятной скоростью молекул газа (т. е. бớльшая часть молекул газа имеют именно эту скорость) : .

3) Используя понятие , введём понятие относительной скорости и получим другой вид распределения Максвелла молекул по относительным скоростям: .

4) Используем соотношение для кинетической энергии одной молекулы молекулы , получаем распределение Максвелла по энергиям молекул: . Оно задает относительное число молекул газа, кинетическая энергия которых лежит в пределах от до .

5) Используя соотношения Максвелла в различных видах, для средних величин имеем . Средняя арифметическая скорость молекул газа: . Средняя квадратичная скорость молекулы: . Средняя кинетическая энергия молекулы одноатомного газа: .

6) Средняя длина свободного пробега молекулы , где – концентрация молекул, - эффективный диаметр молекулы газа (величина табличная). Среднее число столкновений в единицу времени .

7) Распределение частиц по объёму в потенциальном поле описывается законом Больцмана, который устанавливает число частиц находящихся в пространстве в интервалах от до , от до , от до , т. е. в элементарном объёме : , где – потенциальная энергия частицы во внешнем силовом поле. Постоянная определяется из условия нормировки , ( – объём, – полное число частиц в этом объёме, – концентрация частиц). Для молекулы, находящейся в поле тяжести Земли на высоте , потенциальная энергия равна . Число молекул в объёме равно . Изменение концентрации молекул в зависимости от высоты .

8) Закон убывания давления газа в зависимости от высоты над Землей (барометрическая формула) имеет вид . Закон убывания плотности газа от высоты над Землей .

литература

1.  . Сена физических величин и их размерности, М, Наука, 1977.

2.  Иродов по общей физике., М., Наука, 1979.

3.  Сборник вопросов и задач по общей физики., под ред , М., Академа, 2002.

4.  , Физика в задачах. М., Наука, 1989.

5.  Гольдфарб вопросов и задач по общей физики., М., Высшая школа, 1973.

6.  , Воробьев по физике., М., Высшая школа, 1981.

7.  Волькенштейн задач по общему курсу физики., М., Наука, 1985.

Пинегина

Ст. преп. Ирина Валентиновна Грищенко

Акулова

ПРАКТИКУМ ПО КУРСУ ФИЗИКИ

(ПЕРВЫЙСЕМЕСТР)

механика

электростатика

законы постоянного тока

электромагнетизм

КОЛЕБАНИЯ

ВОЛНЫ

молекулярная физика

Редактор:

Корректор:

Лицензия ЛР – 020475, 2010 год, подписано в печать,

формат бумаги А5, отпечатано на ризографе, шрифт № 10,

изд. л. 5,8, заказ № , тираж –200.

Типография СибГУТИ

630102, Новосибирск, ул. Кирова, 86.