Нужна помощь в написании работы?

Энергия есть мера движений материи, удельная энергия — мера движения материи, заключенной в единице объема. Удельная энергия газа, выраженная в Дж/м3, есть давление этого газа, выраженное в Па (Паскалях), или. что то же самое, в Н/м2, т.е. силе, выраженной в Ньютонах, приходящейся на единицу площади, выраженной в кв. м.:

Давле́ние(P) — физическая величина, равная силе F, действующей на единицу площади поверхности S перпендикулярно этой поверхности. В данной точке давление определяется как отношение нормальной составляющей силы Fn, действующей на малый элемент поверхности, к его площади:

Описание: P=frac{dF_n}{dS}.

Среднее давление по всей поверхности есть отношение силы к площади поверхности:

Описание: {P_{rm{cp}}}=frac{F_n}{S}.

Давление характеризует состояние сплошной среды и является диагональной компонентой тензора напряжений. В простейшем случае изотропной равновесной неподвижной среды давление не зависит от ориентации. Давление можно считать также мерой запасённой в сплошной среде потенциальной энергии на единицу объёма и измерять в единицах энергии, отнесённых к единице объёма.

Давление является интенсивной физической величиной. Давление в системе СИ измеряется в паскалях (ньютонах на квадратный метр, или, что эквивалентно, джоулях на кубический метр); применяются также следующие единицы: Паскаль, Бар, Торр, Техническая атмосфера (ата — абсолютное, ати — избыточное), Физическая атмосфера, Миллиметр ртутного столба, Метр водяного столба, Дюйм ртутного столба, Фунт-сила на квадратный дюйм.         

Физическая сущность давления газа на поверхность заключается в упругой передаче молекулами импульсов движения этой поверхности при изменении своего направления движения в результате соударения с этой поверхностью. Таким образом, давление будет тем больше, чем больше число молекул в единице объема и чем выше их скорость. Измерение давления газов и жидкостей выполняется с помощью манометров, дифманометров, вакуумметров, датчиков давления, атмосферного давления — барометрами, артериального давления — тонометрами.

Температу́ра  — скалярная физическая величина, характеризующая приходящуюся на одну степень свободы среднюю кинетическую энергию частиц макроскопической системы, находящейся в состоянии термодинамического равновесия. Температура — это мера энергии одной молекулы газа:  где m — масса молекулы, u— ее скорость, k = 1,38 • 10-23 Дж/град.

В Международной системе единиц (СИ) термодинамическая температура входит в состав семи основных единиц и выражается в кельвинах. В состав производных величин СИ, имеющих специальное название, входит температура Цельсия, измеряемая в градусах Цельсия.

Вещество при изменении давления и температуры может переходить из одного агрегатного состояния в другое. Эти переходы, совершающиеся при постоянной температуре, называют фазовыми переходами первого рода. Количество теплоты, которое вещество получает из окружающей среды либо отдает окружающей среде при фазовом переходе, есть скрытая теплота фазового перехода λфп. Если рассматривается гетерогенная система, в которой нет химических взаимодействий, а возможны лишь фазовые переходы, то при постоянстве температуры и давления в системе существует т.н. фазовое равновесие. Фазовое равновесие характеризуется некоторым числом фаз, компонентов и числом степеней термодинамической свободы системы.

В ходе фазовых переходов второго  рода превращение вещества происходит по всему объему, причем этот процесс не сопровождается выделением или поглощением энергии в точке перехода. Температура, при которой происходит фазовое превращение второго рода, называется точкой Кюри (по имени Пьера Кюри, обнаружившего фазовый переход второго рода в ферромагнетиках).

Для перехода тел из одного состояния в другое — из твердого в жидкое или из жидкого в газообразное нужно затратить дополнительную энергию — энергию плавления или энергию парообразования соответственно. Для воды эта энергия составляет 6,013 и 40,683 кДж/моль. При обратных фазовых переходах (конденсации или кристаллизации) происходит выделение тепла. Благодаря этому явлению не происходит полного замерзания рек и озер. Дождь идет теплым, что важно для растений. Практическое применение теплоты плавления или парообразования заключается в первую очередь в учете ее при расчете затрачиваемого на плавление или парообразования тепла. Данное физическое явление может быть в ряде случаев полезно использовано, например, для поддержания постоянства температуры в некотором объеме. В этом случае плавящееся или испаряющееся теле нужно специально подбирать или менять его давление.

Следует учитывать, что температура фазовых переходов зависит от давления (фазовая диаграмма с тройной точкой).

Процессы, в которых протекают фазовые превращения первого рода, широко используются в настоящее время в быту, науке, промышленности, медицине и т.д. Испарение и конденсацию используют для получения дистиллированной воды, очистки спирта и других жидкостей. С помощью этих же процессов осуществляется разделение нефти на бензин, керосин, минеральные масла, битум и др. фракции. Всем известен способ получения чистой воды методом вымораживания. В технологии приготовления чистых полупроводников и металлов используется метод, основанный на испарении и конденсации загрязненного вещества.

Внимание!
Если вам нужна помощь в написании работы, то рекомендуем обратиться к профессионалам. Более 70 000 авторов готовы помочь вам прямо сейчас. Бесплатные корректировки и доработки. Узнайте стоимость своей работы.

Весьма эффективным способом очистки материалов является метод зонной плавки. Он обычно используется для удаления небольшого количества примесей, которые трудно удалить другими методами. Для регистрации заряженных частиц в ядерной физике и физике элементарных частиц используют метастабильные состояния вещества. Пересыщенный пар применяют в камере Вильсона. В пузырьковой камере для наблюдения треков ионизирующих частиц используют перегретую жидкость. Большое значение в металлургии и машиностроении имеют фазовые превращения железа. При изготовлении интегральных схем и других радиокомпонентов в полупроводниковой технологии широко применяется метод термического испарения материалов в вакууме и последующего перехода пара в твердое или аморфное состояние. В космической технике необходимо при выборе конструкционных материалов учитывать скорость их сублимации при низком давлении.


Поделись с друзьями