Молекулярна фізика, термодинаміка, реальні гази і рідини

Основні закони і формули

Рівняння Клапейрона-Менделєєва	pV= RT	p – тиск (Па) V– об’єм (м3) m– маса газу (кг) – молярна маса (кг/моль) – кількість речовини (моль) R – газова стала (Дж/моль×К) Т – абсолютна температура (К) NA – стала Авогадро (моль-1) n – концентрація (м-3)
Маса молекули	m0 =
Кількість речовини	=
Кількість молекул	N = NA
Концентрація молекул	n =
Основне рівняння молекулярно- кінетичної теорії газів (МКТ)	p = nw0, p = nkT pV= Wк	Wк – кінетична енергія поступаль-ного руху молекул (Дж) w0 – середня кінетична енергія однієї молекули (Дж) n – концентрація молекул (м-3) k – стала Больцмана (Дж/К)
Середня квадра-тична швидкість молекул	Jкв.= =	m0 – маса однієї молекули R – універсальна газова стала (Дж/моль×К) – молярна маса (кг/моль) Т– абсолютна температура (К) k – стала Больцмана (Дж/К)
Найбільш імовірна швидкість молекул	=
Середня арифметич-на швидкість моле-кул	=
Молярна теплоємність ідеального газу при постійному об’ємі		R – універсальна газова стала (Дж/(моль×К)) Сv – молярна теплоємність при сталому об’ємі (Дж/(моль×К)) Ср – молярна теплоємність при сталому тиску (Дж/(моль×К)) с – питома теплоємність (Дж/(кг×К)) – молярна маса (кг/моль) і – число ступенів вільності і= 3 – для одноатомних молекул і= 5 – для двохатомних молекул і= 6 – для багатоатомних молекул
Молярна теплоєм-ність ідеального газу при постійному тиску	С
Рівняння Майера	Ср – Сv = R
Зв’язок молярної і питомої теплоєм-ностей	С= с
Показник адіабати	= =

 

Енергія теплового руху молекул (внутрішня енергія газу)	U ×	– молярна маса (кг/моль) і – число ступенів вільності R – універсальна газова стала (Дж/моль×К) Т – абсолютна температура (К)
Середня довжина вільного пробігу молекул газу		–середня кількість зіткнень кож- ної молекули з іншими за одиницю часу (с-1) – середня арифметична швидкість (м/с) d – ефективний діаметр молекул (м) n – концентрація молекул (м-3)
Закон Фіка     Коефіцієнт дифузії	M = - Д Д=	M – маса речовини (кг) – градієнт густини (кг/м4) r – густина речовини (кг/м3) S – площа (м2) t – час (с) Д – коефіцієнт дифузії (м2/с) F – сила внутрішнього тертя (Н) – градієнт швидкості (с-1) h – коефіцієнт в’язкості (Па×с) – середня арифметична швидкість (м/с) – середня довжина вільного пробігу (м) Q – кількість теплоти, яка пере-носиться у наслідок теплопро-відності (Дж) – градієнт температури (К/м) – коефіцієнт теплопровідності (Вт/м×К) СV – молярна теплоємність при сталому об’ємі (Дж/(моль×К))
Закон Ньютона   Коефіцієнт внутріш- нього тертя (в’язкості)	F= -
Закон Фур’є   Коефіцієнт теплопровідності	Q= - =
Кількість теплоти	Q =сmT Q =m	с – питома теплоємність (Дж/(кг×К)) m – маса (кг) T– зміна температури (К) – питома теплота згорання палива (Дж/К)

 

Перший початок термодинаміки	Q = DU + A,	Q – кількість теплоти (Дж) U – зміна внутрішньої енергії (Дж) А – робота проти зовнішніх сил (Дж) – молярна маса (кг/моль) і – число ступенів вільності R – універсальна газова стала (Дж/моль×К) Т – зміна температури (К)
Зміна внутрішньої енергії	U ×
Робота при ізобаричному процесі	A= pDV
Робота при ізотермічному процесі	А =
Коефіцієнт корисної дії теплової машини		Q1 – теплота, передана робочому тілу (Дж) Q2 – теплота, віддана холодильнику (Дж)
Коефіцієнт корисної дії ідеального циклу Карно		Т1 – температура нагрівника (К) Т2 – температура холодильника (К)
Коефіцієнт поверхневого натягу рідини	d = d =	d – коефіцієнт поверхневого натягу (Н/м) F – сила поверхневого натягу (Н) l – довжина контуру рідини (м) А – робота (Дж) DS – площа поверхні рідини (м2)
Формула Лапласа (додатковий тиск, який викликаний кривизною поверхні рідини)	р = d( )	р – додатковий тиск, викликаний кривизною поверхні рідини (Па) , – радіуси кривизни двох взаємноперпендикулярних перети- нів поверхні рідини (м)
Формула Жюрена	h =	h – висота підняття рідини у капілярі (м) r – радіус капіляра (м) r – густина рідини (кг/м3) g – прискорення вільного падіння (м/с2) Q – краєвий кут (при повному змочуванні Q = 0, при повному незмочуванні Q = p)