к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА

Глоссарий по физике

А   Б   В   Г   Д   Е   Ж   З   И   К   Л   М   Н   О   П   Р   С   Т   У   Ф   Х   Ц   Ч   Ш   Э   Ю   Я  

Идеальный газ

Идеальный газ - теоретич. модель газа ,в к-рой пренебрегают размерами и взаимодействиями частиц газа и учитывают лишь их упругие столкновения. Это первонач. представление было расширено, в более широком понимании И. г. состоит из частиц, представляющих собой упругие сферы радиуса r или эллипсоиды, у них проявляется атомная структура. Расшир. модель И. г. позволяет учитывать не только поступательное, но и вращательное и колебательное движения его частиц, вводить в рассмотрение наряду с центральным и нецентральное соударение, исследовать переходы энергии из одной степени свободы в другую и т. д. Внутр. энергия И. г. определяется лишь кинетич. энергией его частиц (в противоположность модели решёточного газа, в частности Изинга модели, где кинетич. энергией пренебрегают и учитывают лишь потенц. энергию взаимодействия частиц). Модель И. г. предложена в 1847 Дж. Герапатом (J. Herapath). На основе этой модели были теоретически выведены ранее эксперим. установленные газовые законы (законы Бойля - Мариотта, Гей-Люссака, Шарля, Авогадро). Эта модель И. г. легла в основу молекулярно-кинетич. представлений. Позднее экспериментально были обнаружены отклонения от законов И. г. [А. В. Реньо (Н. V. Regnault), Дж. Томсон (J. Thomson), Т. Эндрюс (Th. Andrews)], а в 1873 эти отклонения были теоретически обоснованы Й. Д. Ван-дер-Ваальсом (J. D. van der Waals). Модель И. г. справедлива для реальных классич. и квантовых газов при достаточно высоких температурах и разрежениях. В совр. физике понятие И. г. применяют при описании ансамбля любых слабовзаимодействующих частиц и квазичастиц, бозонов и фермионов. Осн. законы И. г.- уравнение состояния и закон Авогадро, впервые связавший макрохарактеристики газа (давление, температуру, массу) с массой его молекулы. Мн. кинетич. и термодинамич. свойства реальных газов в рамках этой модели могут быть выражены в виде степенных разложений с помощью функций распределения частиц И. г. Модель И. г. позволяет оценить мн. характеристики газа, напр. ср. расстояние L между частицами: L~n-1/3, где п - плотность газа (число частиц в ед. объёма), а с учётом пуассоновского характера пространственного распределения частиц L=0,55396 п-1/3 Критерий идеальности к.- л. газа eЪ1, где e=nr3 - безразмерный параметр плотности. При квантовомеханич. описании атомов и молекул И. г., кроме классич. параметров (давления, температуры, плотности, массы частиц и т. д.), вводится дополнительно длина волны де Бройля lT=h/mv для частицы, движущейся как целое, и l0=h/mv0 для внутримолекулярных движений (т и m - масса и приведённая масса молекулы, v0 и v скорости внутримолекулярных перемещений и движения молекулы как целого соответственно). Квантовые эффекты проявляются при l0ЪLЪlТ. При l0ЪlТЪL движение частицы как целого описывается законами классич. механики, а внутримолекулярное - квантово-механич. законами. К внутримолекулярным движениям относят также и акты столкновений частиц газа, для к-рых классич. рассмотрение допустимо лишь при rдlT. Это условие можно записать в виде
3-35.jpg
При rхlT столкновения сопровождаются дифракц. эффектами и классич. рассмотрение неправомерно. Подставляя реальные параметры в (*), можно установить, что существенно квантовые явления должны наблюдаться, напр., для изотопов водорода и гелия при низких темп-pax. К квантовым эффектам относится также динамика намагниченности в спин-поляризованных разреженных газах (напр., коллективные спиновые осцилляции).

Литература по идеальным газам

  1. Чепмен С., Каулинг Т., Математическая теория неоднородных газов, пер. с англ., M., 1960;
  2. Панченков Г. M., Лебедев В. II, Химическая кинетика и катализ, 2 изд., M., 1974;
  3. Гиршфельдер Дж., Кертисс Ч., Верд Р., Молекулярная теория газов и жидкостей пер. с англ., M., 1961;
  4. Кириллин В. А., Сычев В. В., Шейндлин А. Е., Техническая термодинамика, 4 изд M., 1983
  5. Исихара А.. Статистическая физика, пер. с англ., М., 1973;
  6. Спроул Р., Современная физика, пер. с англ., М., 1974;
  7. Xир К., Статистическая механика, кинетическая теория и стохастические процессы, пер. с англ., M., 1976;
  8. Гордиец Б. Ф., Осипов А. И., Шелепин Л. А., Кинетические процессы в газах и молекулярные лазеры, M., 1980.
  9. Башкин Е. П., Спиновые волны и квантовые коллективные явления в больцмановских газах, "УФН", 1986, т. 148, с. 433,

Ю. Н. Любитов

к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

Знаете ли Вы, как разрешается парадокс Ольберса?
(Фотометрический парадокс, парадокс Ольберса - это один из парадоксов космологии, заключающийся в том, что во Вселенной, равномерно заполненной звёздами, яркость неба (в том числе ночного) должна быть примерно равна яркости солнечного диска. Это должно иметь место потому, что по любому направлению неба луч зрения рано или поздно упрется в поверхность звезды.
Иными словами парадос Ольберса заключается в том, что если Вселенная бесконечна, то черного неба мы не увидим, так как излучение дальних звезд будет суммироваться с излучением ближних, и небо должно иметь среднюю температуру фотосфер звезд. При поглощении света межзвездным веществом, оно будет разогреваться до температуры звездных фотосфер и излучать также ярко, как звезды. Однако в дело вступает явление "усталости света", открытое Эдвином Хабблом, который показал, что чем дальше от нас расположена галактика, тем больше становится красным свет ее излучения, то есть фотоны как бы "устают", отдают свою энергию межзвездной среде. На очень больших расстояниях галактики видны только в радиодиапазоне, так как их свет вовсе потерял энергию идя через бескрайние просторы Вселенной. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

Bourabai Research Institution home page

Боровское исследовательское учреждение - Bourabai Research Bourabai Research Institution