5. Количество вещества смеси газов:
|
2 |
|
|
; |
|
N1 |
|
N2 |
|
N3 |
|
Nn |
; |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
1 |
3 |
|
|
|
n |
|
|
|
NA |
|
NA NA |
|
NA |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
m1 |
|
m2 |
|
m3 |
|
mn |
, |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
M1 M2 |
|
M3 |
|
|
Mn |
|
|
|
||||||||
где υi, Ni, mi, Mi – соответственно количество вещества, число молекул, масса, молярная масса i-го компонента смеси.
6. Уравнение Менделеева–Клапейрона (уравнение состояния идеального газа):
р V |
m |
R T или |
p V R T , |
|
|||
|
M |
|
|
где р – давление; V – объем; m – масса газа; M – молекулярная масса газа; R – молекулярная газовая постоянная; υ – количество вещества; T – термодинамическая температура.
7. Опытные газовые законы, являющиеся частными случаями уравнения Менделеева–Клапейрона для изопроцесса:
а) закон Бойля–Мариотта (изотермический процесс: T = const; m = const):
р V = const ,
для двух состояний газа р1 V1 = р2 V2 ;
б) закон Гей–Люссака (изобарный процесс: p = const; m = const):
|
|
V |
const , |
|||
|
|
|||||
|
|
T |
|
|
|
|
для двух состояний |
|
p1 |
|
p2 |
; |
|
T1 |
|
|||||
|
|
T2 |
||||
в) объединённый газовый закон (m = const):
р V |
const или |
p1 V1 |
|
p2 V2 |
, |
|
T1 |
|
|||
T |
|
T2 |
|||
где p1, V1, T1 – давление, объём и температура в начальном состоянии; p2, V2, T2 – те же величины в конечном состоянии.
8.Закон Дальтона, определяющий давление смеси газов:
р= p1 + p2 + p3 + …+pn ,
26
где pi – парциальные давления компонентов смеси; n – число компонентов смеси.
Парциальным давлением называется давление газа, которое производил бы этот газ, если бы только он один находился в сосуде, занятом смесью.
9. Молярная масса смеси газов
M m1 m2 m3 mn ,
1 2 3 n
где mi – масса i-го компонента смеси; n – число компонентов смеси;i – количество вещества i-го компонента смеси.
10. Концентрация молекул
n N NA ,
V M
где N – число молекул, содержащихся в данной системе; ρ – плотность вещества; V – объём системы.
11. Основное уравнение кинетической теории газов:
2
р 3n
n
,
где
n
средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул.
12. Средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул
3
n
2k T ,
где k – постоянная Больцмана.
13. Средняя полная кинетическая энергия молекулы
n |
|
i |
k T , |
|
|||
|
2 |
|
|
где i – число степеней свободы.
14. Зависимость давления газа от концентрации молекул и температуры:
p = n k T.
15. Скорости молекул:
27
vкв |
|
|
3k T |
|
|
|
3R T |
средняя квадратичная; |
||||||||||||
|
m1 |
|
M |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
v |
|
|
8k T |
|
|
8R T |
|
средняя арифметическая; |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
M |
|
|||||||||||
|
|
|
|
m1 |
|
|
|
|
|
|||||||||||
vВ |
2k T |
|
|
|
|
|
2R T |
|
|
наиболее вероятная, |
||||||||||
|
|
|
|
|
M |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
m1 |
|
|
|
|
|
||||||||||
где m1 – масса одной молекулы.
16. Удельные теплоёмкости газа при постоянном объёме CV и постоянном давлении Cp:
С |
i R |
; |
С |
p |
|
(i 2) R |
. |
|
|
||||||
V |
2M |
|
|
2M |
|||
17. Связь между удельной c и молярной C теплоёмкостями:
с |
С |
; |
C c M . |
|
|||
|
M |
|
|
18. Уравнение Майера: |
|
||
Cp – CV = R .
19. Внутренняя энергия идеального газа
U i m R T m C T . |
|
2 M |
M V |
20. Первое начало термодинамики:
Q = U + A,
где Q – теплота, сообщённая системе (газу); U – изменение внутренней энергии системы; A – работа, совершённая системой против внешних сил.
21. Работа расширения газа:
|
|
V2 |
|
|
– в общем случае; |
|
|
А pdV |
|||
|
|
V1 |
|
|
|
|
А р(V2 |
V1) – при изобарном процессе; |
|||
A |
m |
R T ln |
V2 |
– при изотермическом процессе; |
|
|
V1 |
||||
|
M |
|
|
||
28
|
m |
|
|
|
|
|
RT |
|
m |
|
V |
|
1 |
|
|||
A U |
|
C |
T |
или |
A |
1 |
|
|
|
1 |
1 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
||||||||||||||
M |
V |
|
|
|
|
1 M |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
V2 |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
Ср |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
при адиабатном процессе, где |
|
показатель адиабаты. |
|
||||||||||||||
|
|
||||||||||||||||
СV
22. Уравнение Пуассона. Связывающие параметры идеального газа при адиабатном процессе:
|
|
Т |
2 |
|
|
V1 |
1 |
|
p |
|
V |
|
|
Т |
|
|
V |
1/ |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
1 |
|
|
|
|
2 |
|
|
1 |
|
|
р V |
const; Т |
|
V |
|
; |
|
; |
|
|
|
. |
|||||||||||||
|
1 |
|
|
2 |
|
p |
V |
|
|
Т |
|
V |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
2 |
|
|
1 |
|
|
2 |
|
|
||||
23.Термодинамический КПД цикла
Q1 Q2 ,
Q1
где Q1 – теплота, полученная рабочим телом от теплоотдатчика; Q2 – теплота, переданная рабочим телом теплоприёмнику.
24.Теплодинамический КПД цикла Карно
Q1 Q2 T1 T2 ,
Q1 T1
где T1 и T2 – термодинамические температуры теплоотдатчика и теплоприёмника.
3.4. Электростатика. Постоянный ток
1. Закона Кулона:
F |
Q1 Q2 |
, |
|
4 0 r2 |
|||
|
|
где F – сила взаимодействия точечных зарядов Q1 и Q2; r – расстояние между зарядами; ε – диэлектрическая проницаемость; ε0 – электрическая постоянная.
2. Напряжённость электрического поля и потенциал:
|
F |
|
Ep |
|
|
E |
|
; |
|
|
, |
|
Q |
||||
|
Q |
|
|
||
29
где Ep – потенциальная энергия точечного положительного заряда Q, находящегося в данной точке поля (при условии, что потенциальная энергия заряда, удалённого в бесконечность, равна нулю).
3. Сила, действующая на точечный заряд, находящийся в электрическом поле, и потенциальная энергия этого заряда:
F Q E; |
Ep Q . |
4. Напряжённость и потенциал поля, создаваемого системой точечных зарядов (принцип суперпозиции электрических полей):
|
n |
n |
E Ei ; |
i , |
|
|
i 1 |
i 1 |
где Ei и φi – напряжённость и потенциал в данной точке поля, создаваемого i-м зарядом.
5. Напряжённость и потенциал поля, создаваемого точечным зарядом:
Е |
Q |
; |
|
Q |
, |
4 0 r2 |
4 0 r |
где r – расстояние от заряда Q до точки, в которой определяются напряжённость и потенциал.
6. Напряжённость и потенциал поля, создаваемого проводящей заряженной сферой радиусом R на расстояние r от центра сферы:
а) |
Е 0, |
|
|
Q |
|
|
(при r R); |
||||||
4 0 R |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
б) |
Е |
|
Q |
|
|
|
, |
|
|
Q |
(при r = R); |
||
4 0 R2 |
|
|
4 0 R |
||||||||||
в) |
Е |
|
|
Q |
|
|
, |
|
|
Q |
(при r R), |
||
|
4 0 r2 |
|
|
4 0 r |
|
||||||||
где Q – заряд сферы.
7.Линейная плотность заряда
Q . l
8.Поверхностная плотность заряда
Q .
S
30