012 2

3. Wykazać, w której przemianie gazu doskonałego średnia prędkość cząstek gazu nie ulega zmianie.

Temperatura jest miarą średniej energii kinetycznej molekuł gazu. Jeżeli zmianie nie ulegnie prędkość cząsteczek, a masa gazu zostanie taka sama, to znaczy, że nie zmienia się E_k układu -> PRZEMIANA IZOTERMICZNA.

KINEMATYCZNO-MOLEKULARNA INTERPRETACJA TEMPERATURY

1    2    \ N ->    N-m

p---p-v =-yffl'V, ponieważ p-—^—

średnia energia kinetyczna molekuł -    — ^m'^v , 2 E_k—m■ v²

2 N ~    2    ~

^P2V^Ek’ P-^V=\^N'^Ek ₍ pV = nRT- — RT = NkT)

N _A

NkT=j-N-E_k

^kTĄ^r^

j_ 2 Ek

3 k _> im wyższa temperatura, tym wyższa energia wewnętrzna układu

4. Czy gaz doskonały wykonuje pracę rozprężając się adiabatycznie? Odpowiedź uzasadnij. Przemiana adiabatyczna - proces termodynamiczny, podczas którego ciepło nie zostaje wymienione z otoczeniem (całość energii jest dostarczana [sprężanie] lub odbierana [rozprężanie] jako praca).

pV^K—const,

a+ 1

/

a

P \ P \ ~ p₂ V 2

a - zależy od stopni swobody

C_p - ciepło molowe przy stałym ciśnieniu C_v - ciepło molowe przy stałej objętości

5.    Jaka jest przyczyna zjawiska dyfuzji i czy jest ono odwracalne?

Dyfuzja wywołana jest przez chaotyczne ruchy i zderzenia cząsteczek lub atomów substancji dyfundujących ze sobą (np. 2 gazów) lub substancji z otaczającym ją ośrodkiem.

Dyfuzja prowadzi do wyrównania stężeń, jednak jeżeli do tego dojdzie, nie spowoduje to zatrzymania dyfuzji - będzie ona jednak niezauważalna (stężenia będą już wyrównane).

Dyfuzja jest procesem nieodwracalnym.

6.    Wykazać, że siły elektrostatyczne są siłami zachowawczymi.

Siły zachowawcze to takie siły, dla których praca po dowolnej drodze między dowolnymi punktami A i B nie zależy od przebytej drogi (krzywej toru, po którym porusza się ciało) i wyraża się przez zmianę energii potencjalnej ciała w trakcie ruchu od A do B. (Zależą od położenia A i B, nie od przebiegu drogi, toru czy też prędkości przemieszczania się ciał).

Siły elektrostatyczne są siłami zachowawczymi, bo zgodnie z Prawem Coulomba nie zależą od drogi pokonanej przez ładunki, ale jedynie od przesunięcia (odległości pomiędzy ładunkami).

p ₌ 9' Q

i

r