Калашников Н.П., Смондырев М.А. Основы физики Т.2 (2001) (1135800), страница 35
Текст из файла (страница 35)
â®¡ë ¯à¨£®â®¢¨âì ï©æ® ¢á¬ïâªã, ¥£® ¤® ¥ ¡à®á âì, ¯®¤®£à¥âì.«ï ª®«¨ç¥á⢥®© å à ªâ¥à¨á⨪¨ ¢ãâ॥© í¥à£¨¨ ¢¢®¤¨âáï ¯®ï⨥ ⥬¯¥à âãàë. ¥¬¯¥à âãà § ¨¬ ¥â ®á®¡®¥ ¬¥áâ® ¢ àï¤ã 䨧¨ç¥áª¨å ¢¥«¨ç¨. ¯ëâ ¯®ª §ë¢ ¥â, çâ® ® å à ªâ¥à¨§ã¥â á®áâ®ï¨¥â¥¯«®¢®£® à ¢®¢¥á¨ï ⥫.
᫨ ¯à¨¢¥á⨠¢ ᮯਪ®á®¢¥¨¥ ¤¢ ⥫ áà §ë¬¨ ⥬¯¥à âãà ¬¨, â® ¢ १ã«ìâ ⥠¢§ ¨¬®¤¥©áâ¢¨ï ¬¥¦¤ã ¬®«¥-216« ¢ 33. ¤¥ «ìë© £ §ªã« ¬¨ í⨠⥫ ¡ã¤ãâ ®¡¬¥¨¢ âìáï í¥à£¨¥©. ¥à¥§ ¥ª®â®à®¥ ¢à¥¬ï⥬¯¥à âãàë ¢ëà ¢ïîâáï ¨ ¯¥à¥¤ ç ⥯«®âë ¯à¥ªà â¨âáï, áâ㯨âá®áâ®ï¨¥ ⥯«®¢®£® à ¢®¢¥á¨ï. ®áâ®ï¨¥ ⥯«®¢®£® à ¢®¢¥á¨ï ¨ ¥áâìâ® á®áâ®ï¨¥, ¢ ª®â®à®¥ ¯¥à¥å®¤¨â á â¥ç¥¨¥¬ ¢à¥¬¥¨ «î¡ ï ¨§®«¨à®¢ ï á¨á⥬ .¨á. 33.2: ਬ¥àë à §«¨çëå ⥬¯¥à âãà ¢ ¯à¨à®¤¥.
¡á®«îâë© ®«ì T = 0 ᮮ⢥âáâ¢ã¥â ¡¥áª®¥ç® 㤠«¥®© â®çª¥ (10 1 ) «®£ à¨ä¬¨ç¥áª®© èª «¥ ¨ ¥¬®¦¥â ¡ëâì ¯®ª § à¨á㪥.¡ëçë¥ á¯®á®¡ë ®¯à¥¤¥«¥¨ï ⥬¯¥à âãàë ®á®¢ ë § ¢¨á¨¬®á⨮⠥¥ àï¤ á¢®©á⢠⥫ (®¡ê¥¬ , ¤ ¢«¥¨ï ¨ ¤à.). ਠí⮬ ¢ë¡¨à ¥âáïâ¥à¬®¬¥âà¨ç¥áª®¥ ⥫® ¨ £à ¤ã¨à®¢ª ⥬¯¥à âãன èª «ë. ¨¡®«¥¥à á¯à®áâà ¥®© ï¥âáï áâ®£à ¤ãá ï èª « . ç á⮪ í⮩ èª «ë¬¥¦¤ã â®çª ¬¨ § ¬¥à§ ¨ï ¨ ª¨¯¥¨ï ¢®¤ë ¯à¨ ®à¬ «ì®¬ ⬮áä¥à®¬ ¤ ¢«¥¨¨ ¤¥«¨âáï 100 à ¢ëå ç á⥩. ª ï ç áâì §ë¢ ¥âáï£à ¤ãᮬ ¥«ìá¨ï (®¡®§ ç ¥âáï tC ).
ª¨¬ ®¡à §®¬, â®çª ªà¨áâ ««¨§ 樨 ¢®¤ë ᮮ⢥âáâ¢ã¥â 0C , â®çª ª¨¯¥¨ï | 100C . ¨á¯®«ì§ãîâ â ª¦¥ èª «ã ॣ¥©â (®¡®§ ç ¥âáï tF ). ®«ì ᢮¥© èª «ë. ॣ¥©â ¢ë¡à « ¨¨§èãî ⥬¯¥à âãàã, ª®â®àãî ® ¬®£ ¢®á¯à®¨§¢¥á⨠¢ ᢮¥© « ¡®à â®à¨¨ | â®çªã ¯« ¢«¥¨ï ᬥᨠ᮫¨ ¨ «ì¤ . ®çª¥§ ¬¥à§ ¨ï ¢®¤ë ¢ í⮩ èª «¥ ᮮ⢥âáâ¢ã¥â ⥬¯¥à âãà 32F , â®çª¥33.2.à ¢¥¨¥ « ¯¥©à® -¥¤¥«¥¥¢ 217ª¨¯¥¨ï | 212F .
â®â ¨â¥à¢ « à §¤¥«¥ ¥ áâ®, 180 ç á⥩( «®£¨ç® 㣫®¢ë¬ £à ¤ãá ¬). ®íâ®¬ã £à ¤ãá ॣ¥©â ¬¥ìè¥£à ¤ãá ¥«ìá¨ï (ä ªâ®à 100/180 =5/9). ¢ï§ì ⥬¯¥à âãà ¢ íâ¨å ¤¢ãåèª « å ¤ ¥âáï ä®à¬ã« ¬¨tF = 32 + 95 tC;tC = 59 (tF 32):(33.1)¥¬, ªâ® ᮡ¨à ¥âáï ¢ : ¤«ï ¡ëáâண® ¯¥à¥¢®¤ ¤® 㬮¦¨âì⥬¯¥à âãàã ¯® ¥«ìá¨î ¤¢ , 㬥ìè¨âì १ã«ìâ â 10% ¨ ¯à¨¡ ¢¨âì 32 £à ¤ãá . ਬ¥à: 36:6C ) 2 36:6 = 73:2 ) 73:2 7:32 65:9 )65:9 + 32 = 97:9 F . ª¨¬ ®¡à §®¬, ®à¬ «ì ï ⥬¯¥à âãà ⥫ 祫®¢¥ª ¢ | íâ® 98 F . é¥ ¯à®é¥ ®¡à âë© ¯¥à¥¢®¤: ⥬¯¥à âãàã ¯® ॣ¥©âã ¤¥«¨¬ ¤¢ , ®â¨¬ ¥¬ 16 ¨ ¤®¡ ¢«ï¥¬ 11% ®â ¯®«ã祮£®à¥§ã«ìâ â . ¯à¨¬¥à, 30 F ) 30=2 16 = 31 ) 31 3:1 0:3 =34:4 C . 䨧¨ª¥ ¯®«ì§ãîâáï ¡á®«î⮩ èª «®© ⥬¯¥à âãà T (èª «®© ¥«ì¢¨ ), ª®â®à ï ¥ § ¢¨á¨â ®â â¥à¬®¬¥âà¨ç¥áª®£® ⥫ , ãáâ ¢«¨¢ ¥âáï ®á®¢¥ § ª®®¢ â¥à¬®¤¨ ¬¨ª¨. ¥«¨ç¨ ®¤®£® £à ¤ãá ¢ èª «¥¥«ì¢¨ (®¡®§ ç ¥âáï K ) ᮢ¯ ¤ ¥â á £à ¤ãᮬ ¥«ìá¨ï, § ®«ì¢§ïâ ⥬¯¥à âãà , ¯à¨ ª®â®à®© ¯à¥ªà é ¥âáï ⥯«®¢®¥ ¤¢¨¦¥¨¥ ¬®«¥ªã«.
¢ï§ì ¡á®«î⮩ ⥬¯¥à âãàë T á ⥬¯¥à âãன ¯® áâ®£à ¤ãá®©èª «¥ ¤ ¥âáï á®®â®è¥¨¥¬T K tC + 273:15:(33.2) ª¨¬ ®¡à §®¬, ¡á®«î⮬ã ã«î ⥬¯¥à âãàë T = 0 K ¢ áâ®£à ¤ãá®©èª «¥ ᮮ⢥âáâ¢ã¥â ⥬¯¥à âãà t = 273:15 C . â® § 票¥ ¡ë«®ãáâ ®¢«¥® ®¯ëâë¬ ¯ã⥬. ਬ¥àë ⥬¯¥à âãà ¢ ¯à¨à®¤¥ á¬. à¨á. 33.2.33.2à ¢¥¨¥ « ¯¥©à® ¥¤¥«¥¥¢ - í⮬ à §¤¥«¥ ¬ë § ª®¬¨¬áï á ãà ¢¥¨¥¬ á®áâ®ï¨ï ¨¤¥ «ì®£® £ § .®¤ ¨¤¥ «ìë¬ ¯®¨¬ ¥âáï á⮫쪮 à §à¥¦¥ë© £ §, çâ® ¢§ ¨¬®¤¥©á⢨¥¬ ¬¥¦¤ã ¥£® ¬®«¥ªã« ¬¨ ¬®¦® ¯à¥¥¡à¥çì. ªá¯¥à¨¬¥âë ¯®ª § «¨, çâ® ¯à¨ ®¡ëçëå ¤«ï 襣® ¬¨à ⥬¯¥à âãà å ¨ ¤ ¢«¥¨ïå ᢮©á⢠ॠ«ìëå £ §®¢ ¡«¨§ª¨ ª ᢮©á⢠¬ ¨¤¥ «ì®£®.
¡¥¤¨¬áï ¢ í⮬,᪠¦¥¬, ¯à¨¬¥à¥ ¢®¤ï®£® ¯ à .218« ¢ 33. ¤¥ «ìë© £ §® â ¡«¨æ¥ ¥¤¥«¥¥¢ ¬®¦® ®¯à¥¤¥«¨âì ¬ ááã ¬®«ï H2O 18 10 3 ª£=¬®«ì: «®â®áâì ¢®¤ë ¢ ¦¨¤ª®¬ á®áâ®ï¨¨ H2O 1 103 ª£=¬3.âáî¤ ¬®¦® ©â¨ ®¡ê¥¬ ®¤®£® ¬®«ï ¢®¤ë: VH2O = H2O =H2O 18 10 6 ¬3=¬®«ì: ¤¨ ¬®«ì «î¡®£® ¢¥é¥á⢠ᮤ¥à¦¨â ®¤® ¨ â® ¦¥ ç¨á«®¬®«¥ªã«. â® ç¨á«® §ë¢ îâ ç¨á«®¬ ¢®£ ¤à®: NA = 6:023 1023 1=¬®«ì.®«ãç ¥¬ ®âáî¤ ®¡ê¥¬ V1, ¯à¨å®¤ï騩áï ®¤ã ¬®«¥ªã«ã ¢®¤ë: V1 =VH2O=NA 3 10 29 ¬3. ª®¤¥á¨à®¢ ®¬ á®áâ®ï¨¨ ¬®«¥ªã«ë à ᯮ« £ îâáï ¢¯«®âãî ¤à㣠ª ¤àã£ã, â® ¥áâì ¢ áãé®á⨠V1 ¥áâì ®¡ê¥¬¬®«¥ªã«ë ¢®¤ë. âáî¤ ¯®«ãç ¥âáï ®æ¥ª ¥¥ «¨¥©ë© à §¬¥à (¤¨ p3¬¥âà): D V1 3 10 10 ¬: ¤à㣮© áâ®à®ë, ¨§¢¥áâ®, çâ® ®¡ê¥¬ Vm ®¤®£® ¬®«ï «î¡®£® £ § ¯à¨ ®à¬ «ìëå ãá«®¢¨ïå à ¢¥ Vm 22:4 10 3 ¬3=¬®«ì.
®í⮬㠮¤ã ¬®«¥ªã«ã ¢®¤ï®£® ¯ à ¯à¨å®¤¨âáï ®¡ê¥¬ v Vm =NA 3:7 10 26 ¬3. â® § ç¨â, çâ® £ § ¬®¦® १ âì ¬ëá«¥® ªã¡¨ª¨ áp3¤«¨®© ॡà L = v 3 10 9 ¬, ¨ ¢ ª ¦¤®¬ â ª®¬ ªã¡¨ª¥ ®ª ¦¥âáﮤ ¬®«¥ªã« . 묨 á«®¢ ¬¨, L | á।¥¥ à ááâ®ï¨¥ ¬¥¦¤ã ¬®«¥ªã« ¬¨ ¢®¤ï®£® ¯ à . ë ¢¨¤¨¬, çâ® L ¯®à冷ª ¯à¥¢®á室¨â à §¬¥à D¬®«¥ªã«ë. «®£¨çë¥ ®æ¥ª¨ ¯®«ãç îâáï ¨ ¤«ï ¤àã£¨å £ §®¢, â ª çâ®á å®à®è¥© â®ç®áâìî ¬®¦® áç¨â âì, çâ® ¬®«¥ªã«ë ¥ ¢§ ¨¬®¤¥©áâ¢ãîâ¤àã£ á ¤à㣮¬ ¨ ¯à¨ ®à¬ «ìëå ãá«®¢¨ïå £ § ¨¤¥ «¥. ª 㦥 £®¢®à¨«®áì, ãà ¢¥¨¥ á®áâ®ï¨ï, ¨¬¥î饥 ¢¨¤ F (p; V; T ) = 0,¯®§¢®«ï¥â ¢ëà §¨âì ®¤¨ â¥à¬®¤¨ ¬¨ç¥áª¨© ¯ à ¬¥âà ç¥à¥§ ¤¢ ¤à㣨å.
®ªà¥âë© ¢¨¤ í⮣® ãà ¢¥¨ï § ¢¨á¨â ®â ⮣®, ª ª®¥ ¢¥é¥á⢮¨ ¢ ª ª®¬ £à¥£ ⮬ á®áâ®ï¨¨ à áᬠâਢ ¥âáï. à ¢¥¨¥ á®áâ®ï¨ï ¨¤¥ «ì®£® £ § ®¡ê¥¤¨ï¥â àï¤ íªá¯¥à¨¬¥â «ì® ãáâ ®¢«¥ëåç áâëå £ §®¢ëå § ª®®¢. ¦¤ë© ¨§ ¨å ®¯¨áë¢ ¥â ¯®¢¥¤¥¨¥ £ § ¯à¨ãá«®¢¨¨, çâ® ¨§¬¥ïîâáï «¨èì ¤¢ ¯ à ¬¥âà .1.
ª® ®©«ï| ਮââ . «ï ¤ ®© ¬ ááë ª®ªà¥â®£® £ § ¯à¨ ¯®áâ®ï®© ⥬¯¥à âãॠT = const ¢ë¯®«ï¥âáï á®®â®è¥¨¥pV = const:(33.3)¥à¥å®¤ £ § ¨§ ®¤®£® á®áâ®ï¨ï ¢ ¤à㣮¥, ᮢ¥àè î騩áï ¯à¨ ¯®áâ®ï®© ⥬¯¥à âãà¥, §ë¢ ¥âáï ¨§®â¥à¬¨ç¥áª¨¬ ¯à®æ¥áᮬ. à ä¨ç¥áª¨í⨠¯à®æ¥ááë ¨§®¡à ¦¥ë (p; V ) ¤¨ £à ¬¬¥ (à¨á. 33.3).
®ª § ë¥ªà¨¢ë¥ ¯à¥¤áâ ¢«ïîâ ᮡ®© £¨¯¥à¡®«ë p = const=V , à ᯮ« £ î騥áï⥬ ¢ëè¥, 祬 ¢ëè¥ â¥¬¯¥à âãà £ § .2. ª® ¥©-îáá ª . ¯¨áë¢ ¥â ⥯«®¢®¥ à áè¨à¥¨¥ £ §®¢ ¯à¨33.2.à ¢¥¨¥ « ¯¥©à® -¥¤¥«¥¥¢ 219¨á. 33.3: §®â¥à¬ë ¨¤¥ «ì®£® £ § .¯®áâ®ï®¬ ¤ ¢«¥¨¨ p = const:V = V0(1 + t C ):(33.4)¤¥áì V0 | ®¡ê¥¬ £ § ¯à¨ t = 0C .
ª¨¥ ¯à®æ¥ááë §ë¢ îâáï ¨§®¡ à묨. à ä¨ç¥áª¨ íâ § ¢¨á¨¬®áâì ¯®ª § (V; t) ¤¨ £à ¬¬¥(à¨á. 33.4, á«¥¢ ). ¥¬ ¢ëè¥ ¤ ¢«¥¨¥ £ § , ⥬ ¨¦¥ à ᯮ« £ îâáïᮮ⢥âáâ¢ãî騥 ¯àï¬ë¥.¥©-îáá ª ãáâ ®¢¨«, ç⮠⥬¯¥à âãàë© ª®íä䍿¨¥â à áè¨à¥¨ï ¥ § ¢¨á¨â ®â ¯à¨à®¤ë £ § : = 1=(273:15 C ). ¥à¥å®¤ï ª ¡á®«îâ®©èª «¥ ⥬¯¥à âãà, ¬®¦¥¬ § ¯¨á âì íâ®â § ª® ¢ ¢¨¤¥V = const T:(33.5)3. ª® à«ï. «ï ¤ ®© ¬ ááë £ §ë, § ª«î祮£® ¢ ¯®áâ®ïë© ®¡ê¥¬ V = const, ¢ë¯®«ï¥âáï á®®â®è¥¨¥p = p0(1 + t C ):(33.6)¤¥áì p0 | ¤ ¢«¥¨¥ £ § ¯à¨ t = 0 C .
à®æ¥ááë ¯à¨ ¯®áâ®ï®¬ ®¡ê¥¬¥ §ë¢ îâáï ¨§®å®àë¬. à ä¨ç¥áª¨ ®¨ ¯®ª § ë (p; t) ¤¨ £à ¬¬¥220« ¢ 33. ¤¥ «ìë© £ §(á¬. à¨á. 33.4, á¯à ¢ ). ¥à¥å®¤ï ª ¡á®«î⮩ ⥬¯¥à âãà¥, § ¯¨áë¢ ¥¬§ ª® ¢ ¢¨¤¥:p = const T:(33.7) ᫨ ®¡ê¥¤¨¨âì í⨠§ ª®ë, â® ¯®«ã稬 ãà ¢¥¨¥ á®áâ®ï¨ï ¨¤¥ «ì®£® £ § (¤«ï ®¤®£® ¬®«ï):pV = RT:(33.8).. 㨢¥àá «ì ï £ §®¢ ï ¯®áâ®ï ï R = 8:31 ¦=(¬®«ì K ).ਠâ¥å ¦¥ § 票ïå ®¡ê¥¬ ¨ ⥬¯¥à âãàë á¨áâ¥¬ë ¤ ¢«¥¨¥ £ § ¯à®¯®à樮 «ì® ç¨á«ã ¬®«¥© ¢¥é¥á⢠= m=. ®í⮬㠤«ï ¯à®¨§¢®«ì®© ¬ ááë £ § m ãà ¢¥¨¥ á®áâ®ï¨ï ¨¤¥ «ì®£® £ § (33.8) ¯à¨¬¥â¢¨¤:pV = m(33.9) RT:â® ãà ¢¥¨¥ §ë¢ îâ ãà ¢¥¨¥¬ « ¯¥©à® -¥¤¥«¥¥¢ .¨á. 33.4: §®¡ àë© (á«¥¢ ) ¨ ¨§®å®àë© (á¯à ¢ ) ¯à®æ¥ááë.33.3.¨¥â¨ç¥áª ï ⥮à¨ï ¨¤¥ «ìëå £ §®¢33.3221¨¥â¨ç¥áª ï ⥮à¨ï ¨¤¥ «ìëå £ §®¢ í⮬ à §¤¥«¥ ¬ë ¯¥à¥å®¤¨¬ ª ¬®«¥ªã«ïà®-ª¨¥â¨ç¥áª®¬ã ®¯¨á ¨î¨¤¥ «ì®£® £ § .ਠ¢ë¢®¤¥ ãà ¢¥¨ï á®áâ®ï¨ï ¡ã¤¥¬ áç¨â âì ¬®«¥ªã«ë ¬ «¥ìª¨¬¨â¢¥à¤ë¬¨ è ਪ ¬¨, ã¯à㣮 ®âà ¦ î騬¨áï ®â á⥮ª á®á㤠.
ਯ¨è¥¬ ª ¦¤®© ¬®«¥ªã«¥ ®¬¥à i; (i = 1; 2; : : : ; N ), £¤¥ N | ¯®«®¥ ç¨á«® ¬®«¥ªã« ¢ á¨á⥬¥. ãáâì ¬®«¥ªã« i ¯®¤«¥â ¥â ª á⥪¥, ®£à ¨ç¨¢ î饩¤¢¨¦¥¨¥ ¢¤®«ì ®á¨ x, ᮠ᪮à®áâìî vi;x ¨ ¨¬¯ã«ìᮬ pi;x. ਠ®âà ¦¥¨¨® ¬¥ï¥â ¨¬¯ã«ìá ®¡à âë© pi;x, â ª çâ® ¨§¬¥¥¨¥ x-ª®¬¯®¥â먬¯ã«ìá ¬®«¥ªã«ë à ¢® pi;x = pi;x ( pi;x ) = 2pi;x. ®«¥ªã« ¯®á«¥ ®âà ¦¥¨ï ¤®«¥â¨â ¤® ¯à®â¨¢®¯®«®¦®© á⥪¨, ᮢ ®âà §¨âáï ¨ ¢á«¥¤ãî騩 à § ¯®¤«¥â¨â ª ⮩ ¦¥ á⥪¥ ç¥à¥§ ¢à¥¬ï t = 2l=vi;x , £¤¥ l| ¤«¨ á®á㤠. ®áª®«ìªã ¨¬¯ã«ìá pi;x ¯¥à¥¤ ¥âáï á⥪¥ ª ¦¤ë¥ tᥪã¤, á⥪ã á® áâ®à®ë ®¤®© ¬®«¥ªã«ë ¤¥©áâ¢ã¥â á।ïï ᨫ hFii = pi;x= pi;x vi;x :(33.10)tl( ¬¥â¨¬ ¡ã¤ã饥, çâ® á।¨¥ § ç¥¨ï ¬ë ¡ã¤¥¬ ®¡®§ ç âì ç¥à⮩ᢥàåã ¨«¨, ¥á«¨ íâ® ¡ã¤¥â ¡®«¥¥ 㤮¡®, 㣫®¢ë¬¨ ᪮¡ª ¬¨, â ª çâ®®¡®§ 票ï F ¨ hF i íª¢¨¢ «¥âë.) ᫨ ¢ á®á㤥 § ª«î祮 N ¬®«¥ªã«,â® ¯®« ï ᨫ F P¯®«ãç¨âáï á㬬¨à®¢ ¨¥¬ ¢ëà ¦¥¨ï (33.10) ¯® ¢á¥¬¬®«¥ªã« ¬: F = Ni Fi.
ਠí⮬ á㬬 ¯à®¨§¢¥¤¥¨© ¨¬¯ã«ìᮢ ᪮à®á⨠¯à¥¤áâ ¢¨¬ ¢ ¢¨¤¥NXiN1Xpi;x vi;x = N Ni!pi;xvi;x = N hpx vxi; ª ª ª ¢á¥ ¯à ¢«¥¨ï à ¢®¯à ¢ë ¨ ¬®«¥ªã«ë ᮢ¥à襮 ®¤¨ ª®¢®®âà ¦ îâáï ®â ¢á¥å á⥮ª á®á㤠, ¨¬¥¥¬ hpxvxi = hpy vy i = hpz vz i. ¤à㣮© áâ®à®ë, á।¥¥ § 票¥ ¯à®¨§¢¥¤¥¨ï ¨¬¯ã«ìá ¬®«¥ªã«ë ¥¥ ᪮à®áâì ®¯à¥¤¥«ï¥âáï ª ª hp~ ~vi = hpxvxi + hpy vy i + hpz vz i.