Задания по статистической физике для курсовых работ (1083988)
Текст из файла
2011-2012 ó÷. ãîä. Ôàêóëüòåò ýëåêòðîíèêè.Ñòàòèñòè÷åñêàÿ ôèçèêà(çàäàíèÿ ïî êóðñîâîé ðàáîòå)Òåìà I. Òåðìîäèíàìèêà ìîëåêóëÿðíûõ ãàçîâ.Âëèÿíèå ýëåêòðîííûõ âîçáóæäåíèé.Òåîðåòè÷åñêàÿ ÷àñòü:1. Ìîäåëü áîëüöìàíîâñêîãî ãàçà. Îáëàñòü ïðèìåíèìîñòè ìîäåëè.2. Âûâîä âûðàæåíèé äëÿ îñíîâíûõ òåðìîäèíàìè÷åñêèõ âåëè÷èí áîëüöìàíîâñêîãî ãàçà:F (T, V, N )G(T, p, N )U (T, V, N ) è U (T, p, N )S(T, V, N ) è S(T, p, N )µ(T, V, N ) è µ(T, p, N )CV (T, V, N ) è Cp (T, V, N )(Ñâîáîäíàÿ ýíåðãèÿ)(Òåðìîäèíàìè÷åñêèé ïîòåíöèàë Ãèááñà)(Âíóòðåííÿÿ ýíåðãèÿ)(Ýíòðîïèÿ)(Õèìè÷åñêèé ïîòåíöèàë)(Òåïëîåìêîñòè)3.
Âûâîä ôîðìóë äëÿ âêëàäîâ ýëåêòðîííûõ âîçáóæäåíèé â ñâîáîäíóþ ýíåðãèþ, âî âíóòðåííþþýíåðãèþ, â ýíòðîïèþ, è â òåïëîåìêîñòü CV ìîëåêóëÿðíîãî ãàçà.Ðàñ÷åòíàÿ ÷àñòü:Âàðèàíò Ià. Îñíîâíîé ýëåêòðîííûé òåðì ìîëåêóëû NO åñòü äóïëåò (äâà áëèçêî ðàñïîëîæåííûõóðîâíÿ ýíåðãèè), ðàññòîÿíèå ìåæäó êîòîðûìè ñîñòàâëÿåò ∆ = 0, 0153 ÝÂ. Îáà óðîâíÿ äóïëåòàäâóêðàòíî âûðîæäåíû.1) Îöåíèòü òåìïåðàòóðó Týë , ïðè êîòîðîé kTýë ≈ ∆. Êàêîé ôèçè÷åñêèé ñìûñë èìååò ýòà òåìïåðàòóðà?2) Âûâåñòè ôîðìóëó äëÿ âêëàäà ýëåêòðîííîãî äóïëåòà Fýë â ñâîáîäíóþ ýíåðãèþ ãàçà.3) Âûâåñòè ôîðìóëó äëÿ âêëàäà ýëåêòðîííîãî äóïëåòà Cýë â ìîëÿðíóþ òåïëîåìêîñòü ãàçà.4) Âûâåñòè è îáñóäèòü ïðèáëèæåííûå âûðàæåíèÿ äëÿ Fýë è Cýë â ïðåäåëüíûõ ñëó÷àÿõ T ¿ Týëè T À Týë .5) Îöåíèòü âêëàä ýëåêòðîííîãî äóïëåòà â ìîëÿðíóþ òåïëîåìêîñòü ãàçà NO ïðè êîìíàòíûõòåìïåðàòóðàõ T ≈ 20 0 C è ñðàâíèòü åãî ñ âêëàäîì ïîñòóïàòåëüíîãî äâèæåíèÿ ìîëåêóë.6) Ïîñòðîèòü è îáñóäèòü ãðàôèêè çàâèñèìîñòè Fýë è ìîëÿðíîé òåïëîåìêîñòè Cýë îò òåìïåðàòóðû.
(Ãðàôèêè ñòðîÿòñÿ ñ èñïîëüçîâàíèåì êîìïüþòåðà).Óêàçàíèå: Äëÿ íàãëÿäíîñòè ñëåäóåò ñòðîèòü ãðàôèêè çàâèñèìîñòè ñâîáîäíîé ýíåðãèè íàîäíó ìîëåêóëó Fýë /N (â ÝÂ) è áåçðàçìåðíîé òåïëîåìêîñòè Cýë /R (R ãàçîâàÿ ïîñòîÿííàÿ) îòáåçðàçìåðíîé òåìïåðàòóðû T /Týë .Âàðèàíò Iá. Îñíîâíîé ýëåêòðîííûé òåðì ìîëåêóëû O2 òðåõêðàòíî âûðîæäåí (ïî çíà÷åíèÿìïðîåêöèè ñïèíà ìîëåêóëû), à ïåðâûé âîçáóæäåííûé óðîâåíü ýíåðãèè ýëåêòðîíîâ (äâóêðàòíî âûðîæäåííûé) îòäåëåí îò îñíîâíîãî òåðìà ùåëüþ ∆E = 0, 974 ÝÂ.1) Îöåíèòü òåìïåðàòóðó Týë , ïðè êîòîðîé kTýë ≈ ∆E . Êàêîé ôèçè÷åñêèé ñìûñë èìååò ýòàòåìïåðàòóðà?2) Âûâåñòè ôîðìóëó äëÿ âêëàäà âîçáóæäåííîãî ýëåêòðîííîãî óðîâíÿ Uýë âî âíóòðåííþþ ýíåðãèþ ãàçà.3) Âûâåñòè ôîðìóëó äëÿ âêëàäà âîçáóæäåííîãî ýëåêòðîííîãî óðîâíÿ Cýë â ìîëÿðíóþ òåïëîåìêîñòü ãàçà.4) Âûâåñòè è îáñóäèòü ïðèáëèæåííûå âûðàæåíèÿ äëÿ Uýë è Cýë â ïðåäåëüíûõ ñëó÷àÿõ T ¿ Týëè T À Týë .5) Îöåíèòü âêëàä âîçáóæäåííîãî ýëåêòðîííîãî óðîâíÿ â ìîëÿðíóþ òåïëîåìêîñòü ãàçà O2 ïðèêîìíàòíûõ òåìïåðàòóðàõ T ≈ 20 0 C è ñðàâíèòü åãî ñ âêëàäîì ïîñòóïàòåëüíîãî äâèæåíèÿ ìîëåêóë.6) Ïîñòðîèòü è îáñóäèòü ãðàôèêè çàâèñèìîñòè Uýë è Cýë îò òåìïåðàòóðû.
(Ãðàôèêè ñòðîÿòñÿñ èñïîëüçîâàíèåì êîìïüþòåðà).Óêàçàíèå: Äëÿ íàãëÿäíîñòè ñëåäóåò ñòðîèòü ãðàôèêè çàâèñèìîñòè âíóòðåííåé ýíåðãèè íà îäíó÷àñòèöó Uýë /N (â ÝÂ) è áåçðàçìåðíîé òåïëîåìêîñòè Cýë /R (R ãàçîâàÿ ïîñòîÿííàÿ) îò áåçðàçìåðíîé òåìïåðàòóðû T /Týë .1Òåìà II. Òåðìîäèíàìèêà ìîëåêóëÿðíûõ ãàçîâ.Âëèÿíèå êîëåáàíèé àòîìîâ.Òåîðåòè÷åñêàÿ ÷àñòü:1. Ìîäåëü áîëüöìàíîâñêîãî ãàçà. Îáëàñòü ïðèìåíèìîñòè ìîäåëè.2.
Âûâîä âûðàæåíèé äëÿ îñíîâíûõ òåðìîäèíàìè÷åñêèõ âåëè÷èí áîëüöìàíîâñêîãî ãàçà:F (T, V, N )G(T, p, N )U (T, V, N ) è U (T, p, N )S(T, V, N ) è S(T, p, N )µ(T, V, N ) è µ(T, p, N )CV (T, V, N ) è Cp (T, V, N )(Ñâîáîäíàÿ ýíåðãèÿ)(Òåðìîäèíàìè÷åñêèé ïîòåíöèàë Ãèááñà)(Âíóòðåííÿÿ ýíåðãèÿ)(Ýíòðîïèÿ)(Õèìè÷åñêèé ïîòåíöèàë)(Òåïëîåìêîñòè)3.
Âûâîä ôîðìóë äëÿ âêëàäîâ êîëåáàíèé àòîìîâ â ñâîáîäíóþ ýíåðãèþ, âî âíóòðåííþþ ýíåðãèþ,â ýíòðîïèþ, è â òåïëîåìêîñòü CV ìîëåêóëÿðíîãî ãàçà.Ðàñ÷åòíàÿ ÷àñòü:Âàðèàíò IIà. Ýêñïåðèìåíòàëüíîå çíà÷åíèå õàðàêòåðèñòè÷åñêîé òåìïåðàòóðû äëÿ êîëåáàíèéàòîìîâ â ìîëåêóëå êèñëîðîäà O2 ñîñòàâëÿåò Tv = 2230 o K.1) Âûâåñòè ïðèáëèæåííûå âûðàæåíèÿ äëÿ âêëàäà êîëåáàíèé àòîìîâ Uêîë âî âíóòðåííþþ ýíåðãèþ ãàçîîáðàçíîãî êèñëîðîäà â ïðåäåëüíûõ ñëó÷àÿõ T ¿ Tv è T À Tv .2) Âûâåñòè ïðèáëèæåííûå âûðàæåíèÿ äëÿ âêëàäà êîëåáàíèé àòîìîâ Cêîë â ìîëÿðíóþ òåïëîåìêîñòü ãàçîîáðàçíîãî êèñëîðîäà â ïðåäåëüíûõ ñëó÷àÿõ T ¿ Tv è T À Tv .3) Îöåíèòü âêëàä êîëåáàíèé ìîëåêóë â ìîëÿðíóþ òåïëîåìêîñòü ãàçà ïðè êîìíàòíûõ òåìïåðàòóðàõ T ≈ 20 0 C è ñðàâíèòü åãî ñ âêëàäîì ïîñòóïàòåëüíîãî äâèæåíèÿ ìîëåêóë.4) Ïîñòðîèòü è îáñóäèòü ãðàôèêè çàâèñèìîñòè Uêîë è Cêîë îò òåìïåðàòóðû T äëÿ ãàçîîáðàçíîãîêèñëîðîäà.
(Ãðàôèêè ñòðîÿòñÿ ñ èñïîëüçîâàíèåì êîìïüþòåðà). Îïðåäåëèòü ïî ãðàôèêó,÷åìó ðàâíî îòíîøåíèå Cêîë ê êëàññè÷åñêîìó ðåçóëüòàòó ïðè òåìïåðàòóðàõ T ≈ 1000o C.Óêàçàíèå: Äëÿ íàãëÿäíîñòè ñëåäóåò ñòðîèòü ãðàôèêè çàâèñèìîñòè âíóòðåííåé ýíåðãèè íàîäíó ìîëåêóëó Uêîë /N (â ÝÂ) è áåçðàçìåðíîé òåïëîåìêîñòè Cêîë /R (R ãàçîâàÿ ïîñòîÿííàÿ) îòáåçðàçìåðíîé òåìïåðàòóðû T /Tv .Âàðèàíò IIá. Ýêñïåðèìåíòàëüíîå çíà÷åíèå õàðàêòåðèñòè÷åñêîé òåìïåðàòóðû äëÿ êîëåáàíèéàòîìîâ â ìîëåêóëå NO ñîñòàâëÿåò Tv = 2690 o K.1) Âûâåñòè ïðèáëèæåííûå âûðàæåíèÿ äëÿ âêëàäà êîëåáàíèé àòîìîâ Sêîë â ýíòðîïèþ ãàçîîáðàçíîãî NO â ïðåäåëüíûõ ñëó÷àÿõ T ¿ Tv è T À Tv .2) Âûâåñòè ïðèáëèæåííûå âûðàæåíèÿ äëÿ âêëàäà êîëåáàíèé àòîìîâ Cêîë â ìîëÿðíóþ òåïëîåìêîñòü ãàçîîáðàçíîãî NO â ïðåäåëüíûõ ñëó÷àÿõ T ¿ Tv è T À Tv .3) Îöåíèòü âêëàä êîëåáàíèé ìîëåêóë â ìîëÿðíóþ òåïëîåìêîñòü ãàçà NO ïðè êîìíàòíûõ òåìïåðàòóðàõ T ≈ 20 0 C è ñðàâíèòü åãî ñ âêëàäîì ïîñòóïàòåëüíîãî äâèæåíèÿ ìîëåêóë.4) Ïîñòðîèòü è îáñóäèòü ãðàôèêè çàâèñèìîñòè Sêîë è Cêîë îò òåìïåðàòóðû T äëÿ ãàçà NO.(Ãðàôèêè ñòðîÿòñÿ ñ èñïîëüçîâàíèåì êîìïüþòåðà).
Îïðåäåëèòü ïî ãðàôèêó, ÷åìó ðàâíîîòíîøåíèå Cêîë ê êëàññè÷åñêîìó ðåçóëüòàòó ïðè òåìïåðàòóðå T = 1000o C.Óêàçàíèå: Äëÿ íàãëÿäíîñòè ñëåäóåò ñòðîèòü ãðàôèê çàâèñèìîñòè áåçðàçìåðíîé ýíòðîïèèíà îäíó ÷àñòèöó Sêîë /N k è áåçðàçìåðíîé òåïëîåìêîñòè Cêîë /R (R ãàçîâàÿ ïîñòîÿííàÿ) îòáåçðàçìåðíîé òåìïåðàòóðû T /Tv .Âàðèàíò IIâ. Ýêñïåðèìåíòàëüíîå çíà÷åíèå õàðàêòåðèñòè÷åñêîé òåìïåðàòóðû äëÿ êîëåáàíèéàòîìîâ â ìîëåêóëå àçîòà N2 ñîñòàâëÿåò Tv = 3340 o K.1) Âûâåñòè ïðèáëèæåííûå âûðàæåíèÿ äëÿ âêëàäà êîëåáàíèé àòîìîâ Fêîë â ñâîáîäíóþ ýíåðãèþãàçîîáðàçíîãî àçîòà â ïðåäåëüíûõ ñëó÷àÿõ T ¿ Tv è T À Tv .2) Âûâåñòè ïðèáëèæåííûå âûðàæåíèÿ äëÿ âêëàäà êîëåáàíèé àòîìîâ Cêîë â ìîëÿðíóþ òåïëîåìêîñòü ãàçîîáðàçíîãî àçîòà â ïðåäåëüíûõ ñëó÷àÿõ T ¿ Tv è T À Tv .3) Îöåíèòü âêëàä êîëåáàíèé ìîëåêóë â ìîëÿðíóþ òåïëîåìêîñòü àçîòà ïðè êîìíàòíûõ òåìïåðàòóðàõ T ≈ 20 0 C è ñðàâíèòü åãî ñ âêëàäîì ïîñòóïàòåëüíîãî äâèæåíèÿ ìîëåêóë.4) Ïîñòðîèòü è îáñóäèòü ãðàôèêè çàâèñèìîñòè Fêîë è Cêîë îò òåìïåðàòóðû T äëÿ ãàçîîáðàçíîãîàçîòà.
(Ãðàôèêè ñòðîÿòñÿ ñ èñïîëüçîâàíèåì êîìïüþòåðà). Îïðåäåëèòü ïî ãðàôèêó, ÷åìóðàâíî îòíîøåíèå Cêîë ê êëàññè÷åñêîìó ðåçóëüòàòó ïðè òåìïåðàòóðå T = 1500o C.Óêàçàíèå: Äëÿ íàãëÿäíîñòè ñëåäóåò ñòðîèòü ãðàôèêè çàâèñèìîñòè ñâîáîäíîé ýíåðãèè íàîäíó ìîëåêóëó Fêîë /N (â ÝÂ) è áåçðàçìåðíîé òåïëîåìêîñòè Cêîë /R (R ãàçîâàÿ ïîñòîÿííàÿ) îòáåçðàçìåðíîé òåìïåðàòóðû T /Tv .2.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
