Теплота в кинетической теории

Теплопроводности коэффициент 123 Теплота в кинетической теории 88 [c.515]

Если вслед за Клаузиусом рассматривать тепло как беспорядочное движение молекул, то первый закон термодинамики представляет собой не что иное, как закон сохранения энергии в механике. В соответствии с этой механической трактовкой тепла молекулы газа летят в различных направлениях, сталкиваясь друг с другом и со стенками объема, как полностью упругие тела. При каждом соударении происходит обмен кинетической энергией, полное количество которой остается, однако, неизменным, если газ не отдает в окружающую среду тепла или работы. Отдельные молекулы имеют различные изменяющиеся при каждом соударении значения энергии, но в среднем за достаточно большой промежуток времени кинетическая энергия молекулы имеет определенное значение. Кинетические энергии отдельных молекул в определенный момент времени группируются вокруг этого среднего значения по определенному статистическому закону, который в кинетической теории теплоты называется Максвелловским распределением молекул по скоростям. [c.20]

С позиций кинетической теории газов энтропию можно определить как м< ру неупорядоченности системы. Когда от системы при постоянном давлении отводится теплота, энтропия уменьшается, а упорядоченность в системе повышается. Это можно наглядно [c.27]

В настоящее время абсолютные величины электронной и ядер-ной энергий не могут быть определены, но изменения в величинах этих энергий можно оценить эмпирически по данным теплот образования или сгорания для конкретных рассматриваемых соединений. Значительные сдвиги произошли в области определения величин различных видов термической энергии. Например, на основании классической кинетической теории газов вычислено, что Усредняя энергия поступательного движения в идеальном газе составляет RT. Так как поступательному движению молекулы в свободном от поля пространстве соответствуют три степени свободы (по одной на каждую ось координат), то RT внутренней энергии должна приходиться на каждую степень свободы. [c.31]

Работы Максвелла и Больцмана составили один из наиболее важных этапов в понимании тепловых величин. С тех пор стало возможным определять температуру либо через макроскопические термодинамические величины, такие, как теплота и работа, либо (с равным основанием и тождественными результатами) как величину, которая характеризует распределение энергии между частицами системы. Однако ограничение кинетической теории Максвелла и Больцмана заключалось в том, что она применима только к системам невзаимодействующих частиц, т. е. исключительно к идеальным газам, а на практике — к реальным газам в пределе низких давлений или высоких температур. [c.20]

Гипотеза тепловой смерти встретила энергичные возражения со стороны передовых физиков и философов-материалистов. К ней в полной мере можно отнести слова Ф. Энгельса Проблема не решена, а только поставлена, и это преподносится как решение [55]. Полное понимание сущности второго начала термодинамики и вместе с этим решение проблемы тепловой смерти пришло на пути глубокого проникновения в сущность понятия теплоты, на пути уточнения основ и развития молекулярно-кинетической теории. И снова на переднем крае физики Л. Больцман. Его исследование сущности второго начала привело к глубочайшей революционной ломке взглядов на характер физических закономерностей. [c.80]

Эйнштейн применил идеи Планка для разрешения противоречий между классической молекулярно-кинетической теорией теплоты и опытом. В 1907 г. он рассмотрел очень простую модель твердого тела, все атомы которого колеблются с одной и той же частотой V, и получил формулу, в которой теплоемкость зависит от температуры [c.160]

Годом рождения статистической физики стал 1857 г., когда была опубликована работа Клаузиуса О роде движения, которое мы называем теплотой [2, с. 41]. В этой работе Клаузиус на основе молекулярно-кинетических представлений получает выражение для давления газа в зависимости от микроскопических параметров. Как пишет Максвелл в своей статье О динамической теории газов , именно профессору Клаузиусу из Цюриха мы обязаны наиболее полным развитием динамической теории газов [3]. Максвелл назвал Клаузиуса основоположником кинетической теории газов, а Гиббс писал, что Клаузиус является [c.211]

Односторонность тепловых процессов поясняется молекулярно-кинетической теорией вещества. Энергия, которая передается в процессе энергообмена с помощью теплоты, обусловлена особым видом движения — хаотическим движением атомов и молекул, тогда К К остальные виды энергии связаны с направленным, упорядоченным движением структурных частиц. Однако упорядоченное движение легко может стать хаотическим как наиболее вероятным и, наоборот, упорядочение хаотического движения затруднительно. [c.37]

Согласно кинетической теории перенос теплоты теплопроводностью в газах при обычных давлениях и температурах определяется переносом кинетической энергии молекулярного движения в результате хаотического движения и столкновения отдельных молекул газа. При этом коэффициент теплопроводности определяется соотношением [c.13]

Однако этого мало. В разработке атомистической теории Ломоносов пошел еще дальше. Связав в единое целое материю и движение, он развил основы кинетической теории материи. В классической работе Размышления о причине теплоты и холода (1750 г.) учены объясняет нагревание и охлаждение тел не переливанием какой-то мифической невесомой жидкости — теплорода , как это делало большинство представителей науки того времени, а тепловым движением частиц самой материи. Учение о непрерывном движении частиц Ломоносов разрабатывал и в своих последующих трудах, в которых он строго научно объяснил целый ряд процессов н явлений и на много лет вперед определил пути развития важнейших наук современности — физики и химии. [c.20]

Вскоре после опытов Джоуля была разработана молекулярно-кинетическая теория вещества, в соответствии с которой теплота является энергией хаотического теплового движения микрочастиц, составляющих тело. [c.27]

В некоторых формулировках классическая концепция теплоты выражена с использованием понятий кинетической теории тепла [c.33]

Молекулярно-кинетическая теория материи, которая делает определенные гипотезы о структуре газа и природе теплоты, дает уравнение состояния идеального газа в следуюш,ем виде [c.30]

Из диаграммы следует, что при анализе эволюции системы при различных скоростях деформирования необходимо применять характерные для каждой области критерии. Отмечено, что для области I целесообразно использовать пластичность, твердость, предел прочности для области II — теплоемкость, температуру плавления, скрытую теплоту плавления, энтальпию для области III — скрытую теплоту испарения, температуру кипения. Этот вывод согласуется с предпосылками термодинамических теорий прочности, в основу которых положены термодинамические константы (скрытая теплота плавления, энтальпия), и кинетической теории С.Н. Журкова, связывающей максимальную энергию активации разрушения со скрытой теплотой испарения. [c.151]

Кинетическая теория рассматривает газ как совокупность молекул, находящихся в беспрерывном хаотическом движении. В этих условиях процесс переноса теплоты представляется как процесс передачи энергии от одних молекул к другим при их соударении. [c.12]

Согласно кинетической теории материи мельчайшие частицы всех тел (атомы и молекулы) находятся в непрестанном движении кинетическая энергия этого движения проявляется в теплоте. С точки зрения этой теории жидкости отличаются от твердых тел тем, что в них отдельные частицы более или менее часто меняются местами с соседними частицами, в то время как в твердых телах каждая частица занимает в пространстве вполне определенное положение, правда, совершая около него небольшие колебания. Постепенное размягчение аморфных тел при повышении температуры объясняется следующим образом если тело нагревается, т. е. если увеличивается энергия молекулярного движения, то сначала меняются местами частицы там, где случайно возникли особенно большие колебания при дальнейшем нагревании такая перемена мест совершается все чаще, причем она распространяется на все тело. В кристаллических твердых телах переход из твердого в жидкое состояние происходит внезапно, в результате расплавления, т. е. вследствие разрушения правильной атомной структуры вещества. [c.11]

Основы кинетической теории были заложены великим русским ученым М. В. Ломоносовым в двух работах Размышления о причинах теплоты и холода и Опыт теории упругой силы воздуха (1744)1. в этих работах впервые было установлено, что сущностью теплоты является хаотическое движение молекул [c.12]

Таким образом, М. В. Ломоносов почти за 100 лет до установления в науке кинетической теории материи определил сущность теплоты как особой формы движения материи. [c.53]

В середине XIX века был окончательно сформулирован закон сохранения и превращения энергии, которым теплота утверждалась как одна из форм движения материи. В 1842 г. Р. Майер сформулировал этот закон для тепловых и механических явлений, а в 1847 г. Г. Гельмгольц обобщил его, распространив на другие явления. В результате возникла механическая теория тепла, которая постепенно переросла в молекулярно-кинетическую теорию материи. [c.11]

Последняя глава — Приложения кинетической теории теплоты к термическим машинам — содержит прикладную часть общей теории термодинамики. Именно эта очень большая глава (содержащая около 120 страниц) наиболее ярко отображает технический характер курса термодинамики в учебнике Вышнеградского. В этой главе рассматриваются следующие темы Понятие о термических маши-, нах машины сомкнутые и разомкнутые сомкнутость машин как первое условие наивыгоднейшего действия обратимость процессов сомкнутой машины как условие наивыгоднейшего действия преимущество цикла Карно для термодинамических машин со всяким другим обратимым процессом разбор машин, действующих по циклу Карно, их неудобства замена адиабатных линий цикла Карно другими, удовлетворяющими наибольшей выгодности процесса регенератор и его значение общая теория кривых, представляющих изменение состояния тела при его движении через регенератор [c.58]

В гл. 2 (100 страниц) Калорическое уравнения состояния рассматриваются вопросы первый закон термодинамики количество теплоты удельные теплоемкости скрытая теплота тепловые эффекты механическая работа эквивалентность работы и теплоты принцип сохранения энергии внутренняя энергия калорическое уравнение состояния с эмпирической и термодинамической точек зрения простые однородные вещества (газы, жидкости, твердые тела, сложные системы) внутренняя энергия и теплоемкость с точки зрения кинетической теории. [c.256]

Кроме того, некоторые приводимые в очерке данные и высказывания Брандта не могут не вызвать удивления. Так, например, по каким-то причинам Брандт приводит отрицательное мнение Оствальда, высказанное им в 1893 г. по поводу значения кинетической теории вещества. И это делалось Брандтом в 1918 г., когда кинетическая теория широко использовалась и применялась не только в физике, но и в построении теории многих разделов термодинамики. В очерке записано В докладе, прочитанном на съезде естествоиспытателей в Любеке в 1893 г., В. Оствальд высказал мнение с том, что естественные науки должны развиваться, основываясь только на опытных данных, и должны освободиться от гипотез. Нападая на гипотезы, лежащие в основе кинетической теории газов, он находил, что эта теория не дала практических результатов. И, действительно, до конца прошлого столетия развитие термодинамики шло независимо от гипотез о природе теплоты . Здесь трудно понять, что собственно преследовал Брандт, приводя эти высказывания Оствальда и подтверждая их своим заключением. [c.281]

В 1741 г. Ломоносов возвратился из заграничной командировки в Петербург и в этом же году разрабатывает Элементы математической химии . В 1742 г. Ломоносов был зачислен адъюнктом физического класса Академии наук. В 1745 г. им была закончена диссертация О причинах теплоты и холода и в этом же году он назначается профессором химии Академии наук. В 1746 г. Ломоносов в письме к Эйлеру формулирует всеобщий закон природы о сохранении материи и движения (энергии). В 1748 г. им было закончено сочинение Попытка теории упругой силы воздуха (кинетическая теория газов). В 1752—1754 гг. Ломоносовым составлен был Курс истинной физической химии ), а в 1753 г. им произносится Слово об явлениях воздушных, от электрической силы происходящих . Здесь им были высказаны основы теории атмосферного электричества. [c.525]

Говоря о статистическом характере теории турбулентности, ее часто сравнивают с кинетической теорией газов, изучающей системы из очень большого числа взаимодействующих между собой молекул. Это сравнение оправдано в том смысле, что в обеих указанных теориях точное описание эволюции исследуемой механической системы теоретически безнадежно, а практически было бы бесплодным. Однако надо иметь в виду, что между статистической механикой молекулярных ансамблей, изучавшейся Гибсом, Больцманом и другими исследователями, и статистической гидромеханикой вязкой жидкости существует и большое принципиальное различие. Оно связано, в первую очередь, с тем, что суммарная кинетическая энергия совокупности движущихся молекул не меняется во времени (во всяком случае при простейших предположениях о молекулярных взаимодействиях, обычно принимаемых в кинетической теории газов), тогда как при движении реальной жидкости ее кинетическая энергия всегда диссипируется в теплоту под действием вязкости. Менее существенным, но также не безразличным оказывается то, что молекулярные ансамбли дискретны по своей природе и их временная эволюция описывается системами обыкновенных дифференциальных уравнений, в то время как в гидромеханике речь идет о движениях непрерывной среды, описываемых уравнениями в частных производных. В результате аналогия с кинетической теорией газов сравнительно мало помогает построению теории турбулентности, облегчая лишь самое первоначальное понимание идеи о статистическом подходе к физической теории. [c.9]

Коэффициент теплопроводности к в законе Фурье (8.1) характеризует способность данного вещества проводить теплоту. Значения коэффициентов теплопроводности приводятся в справочниках по теплофизическим свойствам веществ. Численно коэффициент теплопроводности l==q/grad t равен плотности теплового потока при градиенте температуры 1 К/м. Понять влияние различных параметров, а иногда и оценить значение X можно на основе рассмотрения механизма переноса теплоты в веществе. Согласно молекулярно-кинетической теории коэффициент теплопроводности в газах зависит в основном от скорости движения молекул, которая в свою очередь возрастает с увеличением температуры [c.71]

В учении о теплоте русская научная мысль намного опередила западно-европейскую. В середине XVIII в. М. В. Ломоносов создал молекулярно-кинетическую теорию теплоты. Свою теорию он изложил в работе Размышления о причине теплоты и холода (1750). Рассматривая всевозможные движения корпускул , Ломоносов пришел к выводу, что тепловые явления связаны с коловратным движением корпускул . Несмотря на ограниченность этого вывода, важным было утверждение того, что тепловые явления обусловлены движением молекул. Созданная им молекулярно-кинетическая теория теплоты привела его к открытию закона сохранения энергии и к качественным формулировкам законов термодинамики. [c.6]

Механическая теория теплоты развивается М. В. Ломоносовым на основании разработанной им же молекулярно-кинетической теории вещества. Так в своем труде Рассуждение о твердости и жидкости тел (1760 г.) он утверждает Доказано мною прежде сего, что элементарный огонь Аристотельский, или, по новых ученых штилю, теплотворная особливая материя, которая, из тела в тело переходя и странствуя, скитается без всякой малейшей вероятной причины, есть один только вымысл, и купно утверждено, что огонь и теплота состоит в коловратном движении частиц, а особливо самой материи, тела составляющия . [c.11]

Существенное влияние на эффективную теплопроводность дисперсных и капиллярно-пористых систем оказывает давление газа в порах. Из кинетической теории га ов известно, что теплопроводность газа при нормальных условиях от давления газа не зависит, однако эта зависимость начинает проявляться с понижением давления, когда средняя длина" свободного пробега молекул газа одного порядка с расстоянием б между обменивающимися теплотой поверхностями или больше него, т, е, число Кнудсена (Кп = >./б) близко к единице или больше неё. [c.352]

Л. ч, характеризует соотношение между интенсивностями переноса массы примеси диффузией и переноса теплоты теплопроводностью. Значения Z) и а для газов могут быть вычислены методами кинетической теории газов (см. также Переноса явления, Кинетика физическая). В совершенных гааах (подчиняющихся Клапейрона уравнению) Le=. Для большинства реальных газов Л. ч. мало отличается от 1 и слабо зависит от темп-ры. Так, для водорода ie=0,95, а для углекислого газа Le=l,18. Поэтому, вапр., в расчётах горения (распространения фронта пламени или во.пны реакции) принимают Le=l. При /,е=1 ур-ния диффузии и теплопроводности становятся идентичными и профили избыточных концентраций и теми-р оказываются подобвыми. При Ьеф подобие этих профилей не имеет места. [c.620]

Помимо разработки методов решения кинетического уравнения Больцмана и приложения теории, базирующейся на таком уравнении (а для плазмы и на максвелловских уравнениях электромагнитного ноля), к широкому кругу весьма различных задач поведения неравновесных газов, перед кинетической теорией стояла другая общая проблема, которая может быть названа проблемой обоснования кинетической теории. Эта проблема фактически возникла сразу же после того, как Больцман предложил свое кинетическое уравнение. Дело в том, что хотя с помощью кинетического уравнения Больцмана оказывалось возможным дать определенное истолкование второго начала термодинамики и перенести вопрос о причине необратимости неравновесных явлений теплоты на атомно-мЬлекулярный уровень, вслед за этим сразу встал вопрос о том, почему динамические (механические) вполне [c.17]

Великого Эйнштейна не нужно представлять читателям. Несколько слов о М. Смолуховском. Родился он в Фордербрюле близ Вены. Окончил Венский университет, работал во Львовском университете, а затем в Краковском, где в последний год жизни был ректором. Основные работы посвящены молекулярной физике, термодинамике, статистической физике. Так он создал теорию броуновского движения, исходя из кинетического закона распределения энергии. Эта теория доказала справедливость кинетической теории теплоты, Способствуя ее окончательному утверждению. Им создана теория термодинамических флуктуаций, которая нанесла удар гипотезе тепловой смерти Вселенной, следовавшей из классической трактовки второго начала термодинамики. [c.140]

Большой вклад в учение о теплоте сделали отечественные ученые. Следует отметить курс лекций М. В. Окатова (1871 г.). В этом курсе впервые в России были изложены основы механической теории тепла. Интересные исследования по молекулярнокинетической теории газов проведены И. А. Вышнеградским (1876 г.), Н. Н. Пироговым (1885—1899 гг.) и другими учеными. В области теории тепла весьма плодотворной была деятельность русских физиков, возглавляемых А. Г. Столетовым (Московский университет) и М. П. Авенариусом (Киевский университет), а также деятельность великого химика Д. И. Менделеева — ими были подробно изучены критические состояния вещества. После Великой Октябрьской социалистической революции в Советском Союзе были созданы специальные научно-исследовательские институты Энергетический институт им. Г. М. Кржижановского, Всесоюзный теплотехнический институт им. Ф. Э. Дзержинского, Центральный котлотурбинный институт им. И. И. Ползунова и др., коллективы которых много сделали для развития учения о теплоте. Среди достижений науки последних лет необходимо отметить исследования советских физиков, разработавших электро-кинетическую теорию тепла. [c.11]

В 1848 г. Джоуль на собрании Манчестерского философского общества выступил с докладом Некоторые замечания о теплоте и о строении упругих жидкостей , который в дальнейшем был напечатан в трудах этого Общества. Основываясь на результатах своих опытов по определению механического эквивалента теплоты и опытов по исследованию особенностей адиабатного сжатия и расширения воздуха, Джоуль высказал положение, что теплота и механическая сила обратимы одна в другую и что теплота является живой силой весомых частиц. Это проливает свет на строение упругих жидкостей, так как оно показывает, что теплота упругих жидкостей представляет собою ту механическую силу, какой они обладают . И дальше упругая сила или давление должны представлять собою эффект движения частиц, из которых состоит всякий газ . Выводы Джоуля по существу говорили об одно.м из основных положений кинетической теории газа. В 1856 г. была напечатана работа Кренига Очерки теории газов . После этой работы было опубликовано несколько работ Клаузиуса, посвященных кинетической теории газов, а затем работы Максвелла, Лошмита и др., которые и заложили основу этой теории. [c.29]

Наиболее тщательно отработанная часть учебника Окатова Общие начала содержит 89 страниц и разбита на 29 параграфов. В первых трех параграфах, представляющих собой как бы введение в курс термодинамики, излагаются следующие темы представление о строении тел и о теплоте как движении выражение величины упругости газа на основании гипотезы о столкновении молекул понятие о температуре . В этих параграфах приводится молекулярнокинетическая, теория вещества и на ее основе устанавливаются некоторые термодинамические понятия, в том числе понятия об абсолютной температуре и абсолютном нуле. В 2 выводится основная формула молекулярно-кинетической теории газа. В 3, посвященном температуре газа, записано живая сила поступательного движения молекул соверщенного газа пропорциональна его абсолютной температуре . [c.43]

В гл. 1 Грузинцев высказывает свою точку зрения об основном методе построения термодинамики. Здесь записано ...для изучения термодина.мнческих процессов представляется два пути 1) можно рассматривать частицы материи, обладающие определенными скоростями и ускорениями, и по этим данным судить об энергии их движений это кинетическая теория тепловых явлений 2) можно, с другой стороны, непосредственно рассматривать энергию движения, т. е. количеств теплоты, участвующих в тех или других тепловых явлениях. Первый путь, однако, оказался неудобен хаотическое движение частиц с трудом поддается строгому анализу второй путь оказался более плодотворен и удобен. Этим путем мы и пойдем, не стесняясь, впрочем, в подходящих случаях пользоваться кинетической точкой зрения . Как видим, Грузинцев, говоря о методах построения термодинамики, высказал по существу современную точку зрения. [c.153]

В гл. 3 Микросостояиие приводятся основные определения и соотнощения кинетической теории газов. Эта глава содержит 33 страницы. В гл. 4 Применение первого начала в термо.химии выводятся формулы для Q J и Q ,. Дальше дается закон Гесса и показывается на примерах его практическое значение. Закон Гесса формулируется так Теплота реакции зависит только от начального и конечного состояний и не зависит от рода и числа промежуточных реакций . После этого рассматривается влияние на теплоту реакции [c.174]

В учебнике проф. Брандта имеется еще одно интересное и весьма полезное начинание в нем в приложении имеется раздел, в котором приведена основная литература по термодинамике — книги, брошюры и некоторые журнальные статьи. Этот список сочинений по термодинамике очень обстоятельный он охватывает литературу, вышедшую во второй половине XIX и в начале XX столетий (до 1917 г. включительно). В списке содержится более 450 наименований сочинений зарубежных и русских авторов. Вся приведенная в списке литература разбита по своему содержанию на 15, имеющих следующие наименования библиография задачники история сочинения общего характера и руководства первый и второй законы термодинами1Ш и. учение об энергии действие теплоты на твердые тела действительные газы, пары и жидкости характеристические уравнения тепловые машины холодильные машины тепловые (энтропийные) диаграммы принцип Ле-Шателье — Брауна приложения термодинамики к химии теорема Нернста и теория квант кинетическая теория газов. Из них наиболее обширными являются разделы Сочинения общего характера и руководства (136 наименований) и Первый и второй законы термодинамики и учение об энергии (76 наименований). [c.191]

Дальше Ломоносов не удовлетворяется высказыванием общих идеи он закладывает конкретные основы кинетической теории тепла..., вскрывая самый механизм молекулярного воздействия и впервые выявляя в кинетической картине роль соударения микрочастиц. Также впервые в истории науки он дает правильное в принципиальном направлении толкование механизма теплопроводности. Нет возможности в кратких словах обрисовать выдающиеся и разносторонние заслуги Ломоносова как основоположника современного учения о теплоте, гармонично сочетавшего в своих теориях макро- и ми-крофизический аспекты анализа . [c.283]

Работы Максвелла по кинетической теории газа примыкали к работам Клаузиуса, Как известно, М. В. Ломоносов положил начало этой теории, показав молекулярную картину газа и обосновав динамическую природу теплоты, сущность температуры, механизм передачи тепла и пр. Непризнанное в свое время учение Ломоносова только почти через 100 лет получило в результате работ Кренига, Джоуля, Клаузиуса, Максвелла, Больцмана, Пирогова, Смолуховского и др. блестящее развитие и завершение, позволившие исследовать особенности газов и многих физических, а также и химических процессов. [c.578]

Клауаиус ( lausius) Рудольф Юлиус Эмануэль (1822-1888) — немецкий физик, один из основателей термодинамики и молекулярно-кинетической теории теплоты. Дал (одновременно с У. Томсоном) в 1850 г. первую формулировку второго начала термодинамики. Придерживался гипотезы У. Томсона о тепловой смерти Вселенной. Ввел первым понятие энтропии (1865 г.) идеального газа, длины свободного пробега молекул. Обосновал в 1850 г. уравнение Клапейрона — Клаузиуса. Доказал (1870 г.) теорему вириала, связывающую кинетическую анергию системы частиц с действующими силами. Разработал теорию поляризации диэлектриков (формула Клаузиуса — Моссоти). [c.264]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...