Кинетическая теория идеального газа

[anik]

EvilPhysicist, если бы все физики были такими как Вы, мы до сих пор говорили бы о теплороде, а теплоту измеряли бы в калориях, не зная откуда она берётся.

[anik]

Очень удобно так отвечать: посмотрел википедию - ответил.

[anik]

Рассмотрим двухкомпонентный газ, состоящий из частиц с массами $m_1$ и $m_2$. Если такой газ находится в состоянии термодинамического равновесия, то количества движения (по модулю) всех его частиц равны (в среднем), а средние скорости и энергии – различны. Частицы с большей массой будут иметь меньшие скорости и, соответственно, меньшие кинетические энергии.
Если количества движения двух упруго взаимодействующих частиц в системе отсчёта, связанной с неподвижным сосудом, не равны (по модулю), то частица с большим количеством движения передаст часть энергии частице с меньшим количеством движения. Так будет происходить всякий раз, при взаимодействии частиц газа, пока количества движения всех частиц не станут равными (по модулю). Это следует из законов механики упругого взаимодействия частиц.
Где здесь «абсурдность моих построений»?

[EvilPhysicist]

anik в сообщении #484105 писал(а):

Если такой газ находится в состоянии термодинамического равновесия, то количества движения (по модулю) всех его частиц равны (в среднем), а средние скорости и энергии – различны

Если средние значения энергии разные возникнут токи тепла и система не будет равновестной. Аналогично и со средними значениями импульсов.

[anik]

Я прошу прощения за непонятно выраженную мысль. Средние значения импульсов всех частиц будут одинаковы. Средние значения энергий и скоростей частиц с большей массой будут меньше, А средние значения энергий и скоростей для частиц с меньшей массой будут больше. Я не имел в виду различные средние значения энергий частиц по объёму.

-- Пн сен 19, 2011 18:22:11 --

Это следует из равенства: $m_1v_1=m_2v_2$. Если $m_1,<m_2$, то $v_2<v_1$. Соответственно различны и энергии.

[anik]

Вам понятно, почему у многокомпонентного газа (воздух, например) в состоянии термодинамического равновесия выравниваются именно импульсы структурных частиц (молекул или атомов), а не их энергии? Если нет, могу разъяснить подробнее.

[anik]

Продолжу диалог с самим собой, только немного на другую тему.
Что-то публика слабо интересуется. Я задумался, почему?
Перечитал все страницы и мне самому не понравилось. Как-то амбициозно, что ли...
Я заставляю читателя вникать в смысл своей писанины, не объяснив толком, для чего это всё нужно.
Ключевым моментом предлагаемой теории является то, что при термодинамическом равновесии идеального газа выравниваются между собой импульсы его частиц. Это позволяет совсем по новому взглянуть на процессы, происходящие с газом, объяснить физический смысл температуры, понять, что же мы измеряем термометром, почему градусы неравноценны и ещё многие вопросы приобретают простоту и ясность. (Ну, не могу я гнать рекламу).
Предлагаю обсудить вопрос о равенстве импульсов частиц газа в состоянии термодинамического равновесия. Если со мной согласятся, то можно будет двигаться дальше.

[EvilPhysicist]

anik в сообщении #484382 писал(а):

Вам понятно, почему у многокомпонентного газа (воздух, например) в состоянии термодинамического равновесия выравниваются именно импульсы структурных частиц (молекул или атомов), а не их энергии? Если нет, могу разъяснить подробнее.

В термодинамическом равновестии равные значени принимают и средние импульсы и средние энергии, иначе в системе будут присутствовать макроскопические токи.

[anik]

Это справедливо только для однокомпонентного газа, с частицами с одинаковой средней массой. В дальнейшем слово "средний" для частиц, и их скоростей и т.п. буду опускать, но подразумевать. Если две частицы с различными массами имеют одинаковый (по модулю) импульс, то они не могут иметь одинаковые скорости и, соответственно, одинаковые энергии. Либо у двухкомпонентного газа равны импульсы частиц, либо равны кинетические энергии (скорости) частиц.
Теперь, по поводу потоков газа. Представим себе сосуд с перегородкой, разделяющей его объём на две части. По обе стороны от перегородки находятся два газа с различной массой частиц. Оба газа имеют одинаковые температуры и давления, и находятся в термодинамическом равновесии (в каждом сосуде нет потоков тепла и движений струй газа). Если теперь убрать перегородку, то потоков газа не будет, потому, что давления равны, а потоков тепла не будет потому, что количества теплоты на единицу объёма одинаковы для обоих газов. Будет перемешивание газов за счёт диффузии. Этот процесс (перемешивания за счёт диффузии) прекратится, когда концентрация каждого газа по всему объёму станет постоянной.

[EvilPhysicist]

anik в сообщении #484535 писал(а):

Это справедливо только для однокомпонентного газа, с частицами с одинаковой средней массой

Нет, это справедливо для любой термодинамической системы.

anik в сообщении #484535 писал(а):

Либо у двухкомпонентного газа равны импульсы частиц, либо равны кинетические энергии (скорости) частиц.

Нет, в любой термодинамической системы в состоянии термодинамического равновесия всюду средние координаты и импульсы равны.

anik в сообщении #484535 писал(а):

Если теперь убрать перегородку, то потоков газа не будет, потому, что давления равны, а потоков тепла не будет потому, что количества теплоты на единицу объёма одинаковы для обоих газов. Будет перемешивание газов за счёт диффузии.

При диффузии возникает поток концентрации частиц. Так что потоки есть.

[anik]

EvilPhysicist в сообщении #484541 писал(а):

Нет, в любой термодинамической системы в состоянии термодинамического равновесия всюду средние координаты и импульсы равны.

Если Вы согласны с тем, что в любой термодинамической системе средние импульсы частиц равны, то это как раз то, что мне нужно.

EvilPhysicist в сообщении #484541 писал(а):

При диффузии возникает поток концентрации частиц. Так что потоки есть.

Не буду с этим спорить. Но, по прошествии некоторого времени потоки концентрации частиц прекратятся, концентрации станут одинаковыми по всему объёму. Теперь, уже двухкомпонентный газ будет находится в состоянии термодинамического равновесия без всяких потоков.

[EvilPhysicist]

anik в сообщении #484552 писал(а):

Если Вы согласны с тем, что в любой термодинамической системе средние импульсы частиц равны, то это как раз то, что мне нужно.

Неправильно написал. Средине значения модулей импульсов и энергий равны. Иначе возникнут потоки.

anik в сообщении #484552 писал(а):

Но, по прошествии некоторого времени потоки концентрации частиц прекратятся, концентрации станут одинаковыми по всему объёму. Теперь, уже двухкомпонентный газ будет находится в состоянии термодинамического равновесия без всяких потоков.

Вот такое состояние и будет называться равновесным. Если же средная концентрация частиц в разлчных точках разная будут потоки система не будет равновестной.

[anik]

EvilPhysicist в сообщении #484574 писал(а):

anik в сообщении #484552 писал(а):

Но, по прошествии некоторого времени потоки концентрации частиц прекратятся, концентрации станут одинаковыми по всему объёму. Теперь, уже двухкомпонентный газ будет находится в состоянии термодинамического равновесия без всяких потоков.

Вот такое состояние и будет называться равновесным. Если же средная концентрация частиц в разлчных точках разная будут потоки система не будет равновестной.

Именно о таком равновесном состоянии газа я всегда и говорю. Я не имею в виду, что концентрации, давления или температуры в разных точках различные. Хотелось бы больше не возвращаться к этому вопросу.

-- Ср сен 21, 2011 12:51:26 --

EvilPhysicist в сообщении #484574 писал(а):

anik в сообщении #484552 писал(а):

Если Вы согласны с тем, что в любой термодинамической системе средние импульсы частиц равны, то это как раз то, что мне нужно.

Неправильно написал. Средине значения модулей импульсов и энергий равны. Иначе возникнут потоки.

Рассмотрим двухкомпонентный газ, состоящий из смеси азота и водорода. Допустим, что концентрации частиц (количество частиц в единице объёма) одинаковы для водорода и азота. Пусть, эта смесь газов находится в состоянии термодинамического равновесия. Это означает, что давления и температуры этого газа (смеси) во всех точках равны.
Так вот: общепринятая точка зрения заключается в том, что равенство температур по объёму газа означает равенство энергий всех частиц, независимо от их массы. Моя точка зрения состоит в том, что равенство температур по объёму газа означает равенство количеств движения (по модулю) всех частиц газа, независимо от их массы.
Одновременного равенства импульсов и энергий всех частиц газа с различными массами частиц (как Вы пишите) быть не может! Это противоречит законам механики!
Несмотря на одинаковость концентраций частиц азота и водорода в объёме, парциальное давление водорода будет больше, т.к. частицы водорода будут иметь большую кинетическую энергию, чем частицы азота, потому, то скорость частиц водорода будет больше чем у азота. Это справедливо при равенстве импульсов.

[EvilPhysicist]

anik в сообщении #484710 писал(а):

Так вот: общепринятая точка зрения заключается в том, что равенство температур по объёму газа означает равенство энергий всех частиц, независимо от их массы

Нет, общепринятая и правильная точка зрения, что производная энергии термодинамической системы по её энтропии везде одинакова.

anik в сообщении #484710 писал(а):

Одновременного равенства импульсов и энергий всех частиц газа с различными массами частиц (как Вы пишите) быть не может! Это противоречит законам механики!

Можете привести строгое доказательство?

[anik]

EvilPhysicist в сообщении #484833 писал(а):

anik в сообщении #484710 писал(а):

Одновременного равенства импульсов и энергий всех частиц газа с различными массами частиц (как Вы пишите) быть не может! Это противоречит законам механики!

Можете привести строгое доказательство?

Могу.
$m_1v_1=m_2v_2$
$m_1v_1^2=m_2v_2^2$
Как это может быть, если $m_1$ и $m_2$ не равны между собой?

-- Ср сен 21, 2011 19:49:01 --

EvilPhysicist в сообщении #484833 писал(а):

Нет, общепринятая и правильная точка зрения, что производная энергии термодинамической системы по её энтропии везде одинакова.

Здесь мы говорим о разных вещах.
И ещё, я не понимаю физического смысла понятия "энтропия". Чем её измерить? Существуют ли энтропометры?