Основы термодинамики и кинетической теории газов

Кай следует из вышеизложенного, обычные уравнения Навье— Стокса неприменимы к исследованию течений с возбужденными внутренними степенями свободы в, частности к течениям с уровневой неравновесностью. Для этих течений необходимо разрабатывать различные модели релаксационной газовой динамики, которые с учетом или без учета излучательных переходов могли бы описывать пространственно-временную эволюцию газовой системы. Такие модели можно получать с помощью термодинамики необратимых процессов, газокинетическим методом [49] и на основе кинетической теории газов [50]. [c.123]

Основные допущения. Кинетическая теория возникла из необходимости объяснить законы, которым подчиняются газы, законами обычной механики. Основы ее были даны еще Бернулли (1738) и Ломоносовым (1746). В середине XIX в. труды Кренига, Клаузиуса, Максвелла и Кельвина дали настолько законченную теорию, что возникла надежда объяснить с помощью механики все физические свойства материи. Вскоре, однако, выяснилось, что один из основных законов природы, непосредственно связанный с движением молекул, — второе начало термодинамики — не может быть получен из одних лишь законов механики. Их оказалось недостаточно также и для строгого обоснования кинетической теории газов. Больцман показал, что для этого необходимым дополнением к ним служат законы теории вероятностей. На этой почве возникла стшисти-ческая механика, основы которой были даны в классических тру- [c.123]

Электрический потенциал находит применение и в микроскопических моделях, таких, как теория Дебая—Хюккеля, упоминавшаяся выше и излагаемая в следующей главе. Всегда строго определить такой потенциал невозможно. Следует четко различать между теориями макроскопическими — термодинамика, теория процессов переноса и механика жидкостей — и микроскопическими— статистическая механика и кинетическая теория газов и жидкостей. Исходя из свойств молекул или ионов, микроскопические теории позволяют вычислять и связывать между собой такие макроскопические характеристики, как, например, коэффициенты активности и коэффициенты диффузии. При этом редко удается получить удовлетворительные количественные результаты без привлечения дополнительной экспериментальной информации. Макроскопические теории, с одной стороны, создают основу для наиболее экономного измерения и табулирования макроскопических характеристик, а с другой — позволяют использовать эти результаты для предсказания поведения макроскопических систем. [c.93]

М. В. Ломоносов впервые указал на невозможность самопроизвольного перехода теплоты от холодного тела к нагретому и тем предвосхитил формулировку второго начала термодинамики. Кроме того, он изложил основы кинетической теории газов и механической теории теплоты. [c.5]

Часто вакуумное осаждение тонких пленок рассматривают как один процесс, однако правильнее его представлять как несколько различных процессов, а именно 1) переход вещества из конденсированной фазы, которая может быть твердой или жидкой, в газообразную 2) перенос паров вещества в пространстве от испарителя до подложки при пониженном давлении газа 3) конденсация паров вещества при достижении подложки. Отсюда следует, что теория вакуумного испарения должна включать термодинамику фазовых переходов, позволяющую определить равновесное давление паров вещества, а также кинетическую теорию газов, дающую физическую микроскопическую модель протекающих процессов. Исследование довольно сложных процессов, которые наблюдаются при обмене молекул конденсированной фазы и пара, приводит к теории испарения, которая является дальнейшим развитием кинетической теории. На основе упомянутых теорий может быть получено распределение осажденного вещества по поверхности, окружающей испаритель. Кинетические аспекты процессов конденсации, представляющие самостоятельный интерес, [c.14]

Основы термодинамики и кинетической теории газов [c.15]

ОСНОВЫ ТЕРМОДИНАМИКИ И КИНЕТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ ГАЗОВ [c.15]

Скорость V и коэффициент % вычисляются по уравнениям кинетической теории газов и квантовой теории константа равновесия определяется методами статистической термодинамики на основе спектроскопических данных. После выполнения сложных расчетов уравнение (156) приобретает окончательный вид [c.249]

Статистический метод основан на учении о молекулярной природе веществ, позволяющем установить связь макроскопических свойств веществ с микроскопическими свойствами молекул. Для этих целей широко применяется теория вероятностей. Так, кинетическая теория газов, исходя из допущения полной беспорядочности движения отдельных молекул газа в системе из большого числа молекул, на основе законов вероятностей установила важные соотношения между различными свойствами газа давлением, объемом, температурой и др. Представление о веществе, как о большом коллективе частиц, подчиняющихся законам механики, позволило объяснить ряд вопросов в учении об агрегатных состояниях веществ, в химической кинетике, в учении о химическом равновесии, обосновать понятия и законы термодинамики и значительно расширить область их применения. [c.5]

Развитие химии в фарватере атомно-молекулярной теории было связано с четко определившейся тенденцией рассматривать все макроскопические свойства веществ как проявления свойств атомов и молекул. В 1850—1860 гг. создается кинетическая теория газов, оказавшая в дальнейшем огромное влияние на формирование многих химических представлений. После классических работ Сент-Клер Девиля по термической диссоциации химических соединений на первый план выдвинулось изучение химических равновесий. Исследования в этом направлении привели к созданию химической статики, а затем и динамики, к приложению к химическим процессам первого и второго законов термодинамики, что послужило основой для установления тесных контактов между химией и физикой [c.348]

Основы ее были даны еще Бернулли (1738) и, отчасти, Ломоносовым (1746). В середине XIX в. труды Клаузиуса, Максвелла, Кельвина н др. дали настолько законченную картину, что возникла надежда на основе механики объяснить с помощью кинетической теории все свойства материи. Вскоре однако выяснилось, что один из основных физических законов — второе начало термодинамики — не укладывается в рамках обычной механики и основанной на ней кинетической теории и что сама кинетическая теория не может быть строго обоснована одними лишь законами механики. Однако Больцман показал, что второе начало может быть получено из кинетической теории, если последнюю дополнить законами теории вероятностей. На этой почве возникла статистическая механика Больцмана и Гиббса. Сейчас, когда термодинамика повидимому достигла пределов своего развития и вряд ли может дать еще принципиально новые вклады в науку, кинетическая теория, дополненная квантовыми представлениями, является самым мощным орудием современного теоретического исследования. На протяжении курса мы встретим много примеров разнообразного ее применения, здесь же ограничимся лишь теми приложениями, которые непосредственно относятся к идеальным газам. [c.145]

Те элементы кинетической и молекулярной теории газов, термодинамики, физической химии, квантовой теории, волновой и статистической механики, которые имеют отношение к главной теме книги, также вкратце излагаются. Так, гл. 2 посвящена уравнениям пограничного слоя и их выводу на основе молекулярной теории газов. Глава 9 посвящена вопросам термодинамики газовых смесей и методам квантовой теории, спектроскопическому анализу и статистической механике в том их аспекте, в котором они применяются к определению термодинамических свойств и равновесных составов газовых смесей. Глава 10 посвящена переносным свойствам и роли межмолекулярных сил в их определении. [c.8]

В ходе становления термодинамики вместо теплорода было развито новое понимание теплоты как хаотического движения микроскопических частиц тела. На этой основе было построено стройное здание молекулярно-кинетической теории. Применительно к газу начальные шаги в этом направлении сделаны Больцманом, Максвеллом, Гиббсом и некоторыми другими авторами. Согласно этим взглядам, теплота представляет собой кинетическую энергию хаотического движения микрочастиц. Для количественного определения кинетического движения были привлечены такие понятия статистической физики, как случайность, вероятность, флуктуация и т. п. они легли в основу так называемой статистической термодинамики. Кинетическое толкование теплового явления нашло завершающее развитие в квантовой механике. [c.402]

Статистика служит основой для кинетической теории газов (см. ФХ 4.1.1) и статнста-ческой термодинамики. В кинетической теории газов рассматривается очень большое число частиц, находящихся в постоянном хаотическом движении. Применяя законы механики к движению отдельных частиц н усредняя данные по их состояниям, получают. [c.431]

В. 50-е годы XIX в. наметилось более тесное сближение между физикой и химией. Этому способствовали атомистические представления, в частности кинетическая теория газов, оказавшая в дальнейшем огромное влияние на развитие физической химни. В химии же после классических работ А. Сент-Клер Девиля по термической диссоциации соединений изучение процессов и способов их осуществления выдвинулось на первый план. Развитие этого направления исследований привело к созданию химической статики и проникновению в химию первого, а затем второго закона термодинамики. Рассмотрение равновесных состояний как определенного аспекта химического процесса было той основой, на которой началось сближение между физикой и химией, прогрессивно углубляющееся с годами. [c.300]

Методы кинетической теории газов, развитые в середине ярошлого века в работах Клазиусса, Максвелла, Больцмана, позволили обосновать основные положения термодинамики. Они легли в основу нового крупного раздела науки — статистической механики и дали возможность построить общую динамическую теорию движения разреженных газов. Динамическая, или кинетическая, теория газов, основанная на уравнении Больцмана, сыграла исключительно важную роль в связи с интенсивным развитием космической техники. На основе этой теории решались сложнейшие задачи обтекания элементов ракет и космических аппаратов в сильно разреженных верхних слоях атмосферы. [c.102]

Термодинамика дает соотношения между различными термодинамическими свойствами. Но на е основе нельзя предсказать чисдедные значения термодинамических величин, исходя из данных по структуре молекул. При расчете термодинамических величин из молекулярных моделей выявляется более глубокий физический смысл этих величин но при этом возникают очень большие математические трудности, особенно в случае несимметричных молекул со многими атомами и в теории жидкостей. Обш ее рассмотрение свойств материи с молекулярной точки зрения называется статистической механикой. Статистическая механика описывает как равновесные, так и неравновесные процессы. Описание неравновесных свойств идеального газа называют кинетической теорией. Оказалось возможным создать простую модель, с помош ью которой можно очень точно предсказывать свойства идеальных газов. [c.292]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология