одна из: -Среднее число столкновений и средняя длина свободного пробега молекул. Опытное обоснование молекулярно-кинетической теории; -Теплообмен излучением и теплопроводностью; -Реальные газы и пары. Термодинамическое уравнение состояния; -Термодинамический анализ прямого и обратного циклов Карно;
Заказать уникальный реферат- 15 15 страниц
- 5 + 5 источников
- Добавлена 21.06.2017
- Содержание
- Часть работы
- Список литературы
- Вопросы/Ответы
1. Среднее число столкновений и средняя длина свободного пробега молекул 5
2. Опытное обоснование МКТ 9
Заключение 14
Список литературы 15
Рисунок 5. Установка ШтернаПрибор Штерна состоит из двух коаксиальных цилиндров, жестко связанных между собой (рисунок 5). Цилиндры могут вращаться с постоянной угловой скоростью. Вдоль оси внутреннего цилиндра с щелью натянута проволока из платины, покрытаясеребром. Вначале эксперимента прибор неподвижен. При прохождении тока по нити слой серебра испаряется и внутренний цилиндр заполняется газом из атомов серебра. Атомы серебра, вылетая через щель, попадают на внутреннюю поверхность второго цилиндра, оседают на нее, оставляя узкую полоску серебра напротив щели.Затем цилиндры приводят во вращение с частотой до 1500 Гц. Тогда изображение серебряной полоски получается размытым. Исследуя толщину осажденного слоя, можно оценить распределение молекул по скоростям, которое соответствует максвелловскому распределению скоростей молекул. Модули скоростей, определенные с помощь данного опыта, совпадают с теоретическим значением средней квадратичной скорости. Оказалось, что скорости молекул превышают звуковую скорость, достигая сотен метров в секунду. Эти скорости удалось измерить благодаря тому, что цилиндрам в опыте Штерна можно придать такую большую скорость, что за время пролета молекул между цилиндрами они поворачиваются на заметную величину.Опыт Ламмерта. Этот опыт является уточнением опыта Штерна. Схема вакуумной установки приведена на рисунке 6. В этом варианте опыта молекулярный пучок, сформированный источником, проходит через щель и попадает в приемник. Между источником быстрых молекул и их приемником помещают диски с щелями, закрепленными на единой оси. Принцип опыта тот же. Сначала диски неподвижны. При этом молекулы достигают приемника, свободно продвигаясь через щели в дисках. Далее ось приводят во вращение. В этом случае приемника достигнут только те молекулы, прошедшие щель в первом диске, которым необходимо для пробега между дисками время, кратное времени оборота диска. Все остальные молекулы задерживаются вторым диском. Таким образом, можно варьировать угловую скорость вращения дисков и каждый раз измерять число молекул, попадающих в приемник. Из полученных данных можно сделать выводы о закономерности распределения молекул по скоростям. Опыт Ламмерта еще раз подтвердил справедливость максвелловского распределения молекул по скоростям.Рисунок 6. Установка ЛаммертаОпытное определениепостоянной Авогадро. Ж. Перрен эмпирическим путем определил точное значение постоянной Авогадро. Исследуя под микроскопом движение броуновских частиц, он пришел к выводу, что они распределяются по глубине жидкости подобно тому, как молекулыатмосферного воздуха распределяются под действием силы тяжести Земли. С помощью больцмановского распределения для броуновских частиц можно записать формулу:N=n0*e-(m-m1)gh/(kT)где т—масса частицы;т1—масса вытесненной ею жидкости; m=4/3pr3rm1=4/3pr3r1где r — радиус частицы;p — плотность частицы;r1 — плотность жидкости;Если n1 и n2 — концентрации частиц на высотахh1 и h2,ak=R/NA,то:Полученное Ж. Перреном значение постоянной Авогадро,совпадалосо значениями, полученными в других опытах, что подтверждает применимость к броуновским частицам больцмановского распределения.ЗаключениеПредставление о молекулярном строении тел на первый взгляд не согласуется с нашим обыденным опытом: мы не можем разглядеть отдельных частиц, и все физические тела представляются нам сплошными, еще более сложно представить, что и мы сами – лишь совокупность все тех же молекул и атомов. Однако это не повод ставить под сомнение правдивость целой ветви физической науки. Ведь еще М.В. Ломоносов писал: «Нельзя так же отрицать движение там, где глаз его не видит; кто будет отрицать, что движутся листья и ветви деревьев при сильном ветре, хотя издали он не заметит никакого движения. Как здесь из-за отдаленности, так и в горячих телах вследствие малости частичек вещества движение скрывается от взоров». Успехи в изучении строения вещества, подарили науке новый мир – микромир мельчайших частиц. Для изучения его требуется мастерство и тончайшие исследования. Наша работа ставила целью отобразить только малый фрагмент тех трудов ученых, которые совершили переворот в мировоззрении человечества, и её мы выполнили.Список литературыГиршфельдер Дж., Кертисс Ч., Берд Р. Молекулярная теория газов и жидкостей. М.: ИЛ, 1961. — 931с.Кикоин А. К., Кикоин И. К. Молекулярная физика. 2-е изд. М.: Наука, 1976.Радченко И. В. Молекулярная физика. — М.: Наука, 1965 −480c.Элементарный учебник физики: Учебное пособие. В 3 т./ Под ред. Г.С. Ландсберга: Т.1. Механика. Теплота. Молекулярная физика – 13-е изд. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003. – 608 с.https://ru.wikipedia.org
2) Кикоин А. К., Кикоин И. К. Молекулярная физика. 2-е изд. М.: Наука, 1976.
3) Радченко И. В. Молекулярная физика. — М.: Наука, 1965 −480c.
4) Элементарный учебник физики: Учебное пособие. В 3 т./ Под ред. Г.С. Ландсберга: Т.1. Механика. Теплота. Молекулярная физика – 13-е изд. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003. – 608 с.
5) https://ru.wikipedia.org
О нанотехнологии. Средняя длина свободного пробега молекул
О нанотехнологии. Средняя длина свободного пробега молекул
Физические и эксплуатационные характеристики тонкопленочных покрытий и нанослоев, полученных путем вакуумного испарения напрямую зависит от условий распыления, и, в первую очередь, от чистоты и степени вакуума. Современные системы откачки остаточного газа позволяют получить вакуум на уровне 10-12 Па в лабораторных условиях. В условиях серийного производства такой вакуум, и не нужно работать с вакуума 10-4 - 10-6 Па. Вопрос в том, насколько эти условия пригодны для достижения высокого качества и технологический ответ покрытий. Можно предположить, что важную роль в этом играет длина свободного пробега, которая, в свою очередь, связана с частота столкновения отдельной молекулы газа с другими молекулами. Кроме того, молекулы, испаряемые из цели, также будут сталкиваться между собой и с молекулами остаточного газа, в условиях снижения степени вакуума. Точный расчет длины свободного пробега не является возможным из-за многих факторов, которые влияют на его значение, например, степень вакуума, предварительная подготовка объема камеры и материала мишени, физические и химические свойства температуры целевая температура проведения технологического процесса и другие. В равновесных условиях поведение молекул разряженного газа подчиняется молекулярно-кинетической теории идеального газа. Расстояние между центрами двух сталкивающихся молекул, называют эффективным диаметром. А площадь сечения таких молекул, называется эффективным сечением: d = r1 r2 2 тонкопленочный покрытия нанослой молекулы мы возьмем на длину свободного пробега молекул газа величина перемещения от одного столкновения до другого. Тогда, для N-столкновения получить среднюю длину свободного пробега: < > = ( l1 l