Уравнения идеальных газов. Зависимости между Q, P, V и T

[Ilia_]

AAK в сообщении #562507 писал(а):

Цитата:

Но для низковозбуждённых состояний переход в основное состояние за счёт взаимодействия с вакуумом происходит быстро.

Тогда оно должно сопровождаться излучением высокочастотных серий, а этого не наблюдается. Наблюдаются только излучения радиочастотных серий.

Ну да. Низковозбуждённое состояние $\Rightarrow$ мала энергия возбуждения $\Rightarrow$ мала частота излучения. Где вы противоречие увидели? И не забывайте, что релаксация происходит как правило не в один переход, что также снижает энергию фотонов (впрочем, Munin об этом только что упомянул).

Цитата:

Но, рассматривая плазму Вы выходите за пределы термодинамики. Взаимодействие Ионизированных атомов определяется Кулоновскими взаимодействиями, а не термодинамическими.

"Термодинамическое взаимодействие" - это что-то странное. Термодинамика всего лишь описывает соотношения между средними параметрами большой системы частиц, природа сил, посредством которых эти частицы взаимодействуют, неважна. Более того, термодинамика выводится из кинетической теории в определённых приближениях. Которые, к слову сказать, в плазме порой весьма неплохо выполняются. А порой не выполняются - надо смотреть на конкретную задачу. Если плотность достаточно велика, распределение частиц максвелловское, внешних полей нет, чем вас термодинамика не устраивает?

Не могли бы ещё раз объяснить, какую задачу и в каких приближениях вы хотите решать? Если вы говорите "идеальный газ" - это одно. Если вас интересуют населённости состояний атомов этого газа - это уже другое. Средние параметры ансамбля частиц ($T,\ \rho,\ E,\ P,...$) можно определить в любом случае, но рассчитывать на УРС идеального газа в общем случае не стоит.

-- 21.04.2012, 22:39 --

Цитата:

Вы сможете объяснить механизм спонтанного излучения?

Взаимодействие с вакуумом (нулевые колебания электромагнитного поля)

Цитата:

А определение давления это к чему относится? Неужели не к термодинамике?

К термодинамике. Но влияние обратное: давление влияет на излучение, значит, по излучению мы можем определить давление. Утверждение, что ридберговские состояния сильно влияют на давление - слишком сильное, на мой взгляд. Впрочем, надо полистать источники.

[Munin]

AAK в сообщении #562507 писал(а):

Именно это я и пытаюсь объяснить.

К сожалению, прибегая ко вранью.

AAK в сообщении #562507 писал(а):

Тогда оно должно сопровождаться излучением высокочастотных серий, а этого не наблюдается.

Наблюдается. Просто это излучение не специфично, и его трудно или невозможно отследить.

AAK в сообщении #562507 писал(а):

Все правильно. Но, рассматривая плазму Вы выходите за пределы термодинамики. Взаимодействие Ионизированных атомов определяется Кулоновскими взаимодействиями, а не термодинамическими.

Неверно. Всё там укладывается ровно в термодинамику, распределение Ферми-Дирака в спектре состояний, имеющем дискретную и непрерывную часть.

AAK в сообщении #562507 писал(а):

Взаимодействие Ридберговских атомов (не ионизированных, а атомарных) и формирование их спектров напрямую относится к равновесным процессам в термодинамике, то есть к школьной программе равновесных состояний идеальных газов.

К равновесным процессам в термодинамике - да.
К школьной программе равновесных состояний идеальных газов - нет.
В школьной программе идеальные газы рассматриваются только классические: одноатомные, двухатомные и многоатомные, с 3, 5 и 6 классическими (неквантованными) степенями свободы на частицу.
Рассмотрение квантовых состояний однозначно выходит за рамки школьной программы.

AAK в сообщении #562507 писал(а):

Я бы к нему и не цеплялся, если бы он адекватно относился к оппонентам.

Каждому оппоненту - то отношение, которое он заслуживает.

AAK в сообщении #562507 писал(а):

Но, когда он всех налево и направо обзывает ...

Не всех, а только тех, кто продемонстрировал себя с худшей стороны. К Ilia_, например, у меня никаких претензий.

AAK в сообщении #562507 писал(а):

и в тоже время отказывается рассматривать свои заблуждения и подтверждения в довольно солидных изданиях

Вы пока не умеете читать солидных изданий :-) Так что ваши ссылки на них выглядят смешно.

AAK в сообщении #562507 писал(а):

Он ЧТО согласился с существованием Ридберговских атомов? Да ничуть.

LOL Вы даже не в силах понять, с чем я согласился, и с чем не согласился...

AAK в сообщении #562507 писал(а):

Я не собираюсь перед ним унижаться.

Вы уже унижаетесь, демонстрируя свои худшие стороны. Если вы начнёте проявлять желание учиться и интерес к физике, этим вы унижаться перестанете.

[Ilia_]

Цитата:

Ну вот опять, полный бред -- где Вы видели в Ридберговских атомах ионизированные состояния?

Не спешите. Ионизировать ридберговское состояние намного проще, чем основное. Поэтому если есть ридберговские состояния, то и ионов будет хватать. А непрерывный спектр действительно формируют свободно-свободные и связано-свободные переходы.

[AAK]

Ilia_ в сообщении #562511 писал(а):

Не могли бы ещё раз объяснить, какую задачу и в каких приближениях вы хотите решать? Если вы говорите "идеальный газ" - это одно. Если вас интересуют населённости состояний атомов этого газа - это уже другое. Средние параметры ансамбля частиц ($T,\ \rho,\ E,\ P,...$) можно определить в любом случае, но рассчитывать на УРС идеального газа в общем случае не стоит.

Условие задачи очень простое: объединить уравнения Менделеева-Клапейрона и Пуассона. Во всех этих уравнениях присутствуют одни и те же параметры состояний идеальных газов. Математически это решается легко и соответствует 8 классу средней сельской школы. По крайней мере эту задачу легко решил 8 классник обычной сельской средней школы.
Вопрос тоже простой -- есть ли в решении ошибки? Если есть, то какие?

Цитата:

AAK в сообщении #562507 писал(а):

Цитата:

Но для низковозбуждённых состояний переход в основное состояние за счёт взаимодействия с вакуумом происходит быстро.

Тогда оно должно сопровождаться излучением высокочастотных серий, а этого не наблюдается. Наблюдаются только излучения радиочастотных серий.

Ну да. Низковозбуждённое состояние $\Rightarrow$ мала энергия возбуждения $\Rightarrow$ мала частота излучения. Где вы противоречие увидели? И не забывайте, что релаксация происходит как правило не в один переход, что также снижает энергию фотонов (впрочем, Munin об этом только что упомянул).

Munin, пока, думать не желает и несет то, что первое на язык ему попадает.
Спектры излучений формируются не так как Вы описали. Общие спектры излучений формируются из суммы интенсивностей излучений ВСЕХ СЕРИЙ. Если возбуждения электронов низкие, то они находятся на низких энергетических уровнях и их переходы между низкими энергетическими уровнями сопровождаются ВЫСОКОЧАСТОТНЫМИ излучениями (для водорода -- серии Лаймана, Бальмера). Если средние энергии электронов в атомах высокие (атомы Ридберга), то электроны распределяются на высоких энергетических уровнях и переходы электронов между высокими энергетическими уровнями сопровождаются НИЗКОЧАСТОТНЫМИ излучениями (дальними инфракрасными и радиосерий), что подтверждается излучениями разреженных космических газов..

Цитата:

"Термодинамическое взаимодействие" - это что-то странное. Термодинамика всего лишь описывает соотношения между средними параметрами большой системы частиц, природа сил, посредством которых эти частицы взаимодействуют, неважна.

Ничего странного нет. Термодинамика наука весьма обширная.

Цитата:

Более того, термодинамика выводится из кинетической теории в определённых приближениях. Которые, к слову сказать, в плазме порой весьма неплохо выполняются. А порой не выполняются - надо смотреть на конкретную задачу. Если плотность достаточно велика, распределение частиц максвелловское, внешних полей нет, чем вас термодинамика не устраивает?

В плазме весьма существенную роль играют Кулоновские силы между разноименно заряженными частицами. Поэтому, давайте не будем мешать все в кучу и не будем рассматривать в данной теме взаимодействия ионов.

Цитата:

-- 21.04.2012, 22:39 --
К термодинамике. Но влияние обратное: давление влияет на излучение, значит, по излучению мы можем определить давление.

Не совсем так. Если в атомах все электроны находятся на самом низком энергетическом уровне, то излучение, относительно, не зависит от давления. Его, относительно, просто не будет, так как электронам просто некуда снижаться. Поэтому излучение атомов зависит от переходов электронов по энергетическим уровням. Чем выше соседние энергетические уровни между которыми происходит переход электронов, тем ниже частота излучений. При низком давлении между атомами могут возникать только слабые неупругие удары сопровождающиеся низкочастотным излучением. При увеличении давления увеличивается мощность неупругих ударов между атомами, что сопровождается увеличением частоты излучений.

Цитата:

Утверждение, что ридберговские состояния сильно влияют на давление - слишком сильное, на мой взгляд. Впрочем, надо полистать источники.

Ридберговские атомы, это обычные состояния обычных атомов. Чем выше электроны распределяются по энергетическим уровням, тем больше каждый атом занимает объем и тем больше молярный объем газов. Давление влияет на взаимодействия между Ридберговскими атомами. Мы к этому вопросу вернемся чуть ниже, в опыте Крушева.

-- Вс апр 22, 2012 11:19:20 --

Ilia_ в сообщении #562515 писал(а):

Цитата:

Ну вот опять, полный бред -- где Вы видели в Ридберговских атомах ионизированные состояния?

Не спешите. Ионизировать ридберговское состояние намного проще, чем основное. Поэтому если есть ридберговские состояния, то и ионов будет хватать.

Не совсем так.
Ридберговские состояния могут и не сопровождаться ионизацией. Все зависит от внешних условий. Посмотрите вот эту ссылку: 3. Frey M. T. Hill S.B.. Smith K.A.. Dunning F.B., Fabrikant I.I. Studies of Electron-Molecule Scattering at Microelectronvolt Energies Using Very-High-n Rydberg Atoms // Phys. Rev. Lett. 1995. Vol. 75, № 5. P. 810—813. 1995PhRvL..75..810F http://adsabs.harvard.edu/cgi-bin/nph-data_query?bibcode=1995PhRvL..75..810F&db_key=PHY&link_type=ABSTRACT&high=4f4420f1de25549. Здесь описываются опыты по формированию Ридберговских атомов с электронами находящимися до 1100 n. И условиями их формирования.

Цитата:

А непрерывный спектр действительно формируют свободно-свободные и связано-свободные переходы.

Согласен, а еще непрерывный спектр формируют жидкие и твердые фазовые состояния вещества, а также большие объемы газов.

[AAK]

Munin в сообщении #562513 писал(а):

AAK в сообщении #562507 писал(а):

Именно это я и пытаюсь объяснить.

К сожалению, прибегая ко вранью.

Покажите -- ГДЕ и ЧТО я соврал?

Цитата:

AAK в сообщении #562507 писал(а):

Тогда оно должно сопровождаться излучением высокочастотных серий, а этого не наблюдается.

Наблюдается. Просто это излучение не специфично, и его трудно или невозможно отследить.

Странная у Вас логика -- переходы электронов на высоких энергетических уровнях отследить элементарно. Хотя по Вашей логике их интенсивность должна быть минимальна. А вот переходы в основное состояние отследить невозможно, хотя по Вашей логике их интенсивности должны быть на много порядков выше, чем интенсивности излучений переходов электронов между высокими энергетическими уровнями.

Цитата:

AAK в сообщении #562507 писал(а):

Взаимодействие Ридберговских атомов (не ионизированных, а атомарных) и формирование их спектров напрямую относится к равновесным процессам в термодинамике, то есть к школьной программе равновесных состояний идеальных газов.

Рассмотрение квантовых состояний однозначно выходит за рамки школьной программы.

За рамки данной темы это не выходит.

Цитата:

Каждому оппоненту - то отношение, которое он заслуживает.

Взаимно.

Цитата:

AAK в сообщении #562507 писал(а):

и в тоже время отказывается рассматривать свои заблуждения и подтверждения в довольно солидных изданиях

Вы пока не умеете читать солидных изданий Так что ваши ссылки на них выглядят смешно.

Вы даже не в силах понять, с чем я согласился, и с чем не согласился...

А как же я могу понять, если Вы несли бред, а потом только согласились, что ошиблись. И всё. Никаких вразумительных объяснений больше не было.

Цитата:

AAK в сообщении #562507 писал(а):

Я не собираюсь перед ним унижаться.

Вы уже унижаетесь, демонстрируя свои худшие стороны.

Это Вы о чем? Вероятно, я как холуй, не должен был показывать виду, что Вы несете откровенный бред?

Цитата:

Если вы начнёте проявлять желание учиться и интерес к физике, этим вы унижаться перестанете.

Для меня физика это хобби, она мне интересна и я хочу в ней разобраться.
А для Вас физика это ежедневный тяжкий труд, халтура. Которая Вам порядком надоела. Я не вижу других вариантов объяснений Вашего прямого отказа рассматривать информацию о Ридберговских атомах.

[Himfizik]

AAK в сообщении #562591 писал(а):

Условие задачи очень простое: объединить уравнения Менделеева-Клапейрона и Пуассона.

Странно звучит это предложение. А вы знакомы с выводом уравнения Пуассона для идеального газа? Вообще-то менделеевское уравнение состояния там уже "сидит" как бы.

[AAK]

Himfizik в сообщении #562652 писал(а):

AAK в сообщении #562591 писал(а):

Условие задачи очень простое: объединить уравнения Менделеева-Клапейрона и Пуассона.

Странно звучит это предложение. А вы знакомы с выводом уравнения Пуассона для идеального газа? Вообще-то менделеевское уравнение состояния там уже "сидит" как бы.

Вот именно, что "как бы". Но, ни в уравнении Менделеева-Клайперона, ни в уравнении Пуассона нет зависимостей от приращения тепловой энергии. В уравнениях изотермических процессов тоже не рассматриваются зависимости приращения тепловой энергии. Но так ли это на самом деле?
Вы можете показать ошибки в выводе общих уравнений в начале темы?

[Himfizik]

AAK в сообщении #562655 писал(а):

Вот именно, что "как бы".

Все же кавычки я бы оставил на прежнем месте в своей редакции.

AAK в сообщении #562655 писал(а):

Вы можете показать ошибки в выводе общих уравнений в начале темы?

Там нечетко сформулировано, какой смысл Вы вкладываете в термины, которые в термодинамике давно достаточно точно определены. Мне думается, что Вы подменяете терминологию. Оттого и непонимание. Вот, к примеру, Ваше "приращение молярной теплоты/тепловой энергии". Местами кажется, что Вы говорите о внутренней энергии $U$, однако используете обозначение для теплоты $Q$, также, читая Ваши сообщения, мне становится непонятно, почему Вы игнорируете первое начало термодинамики, исключая $\Delta U$ из решения.

[AAK]

Himfizik в сообщении #562677 писал(а):

какой смысл Вы вкладываете в термины, которые в термодинамике давно достаточно точно определены. Мне думается, что Вы подменяете терминологию. Оттого и непонимание. Вот, к примеру, Ваше "приращение молярной теплоты/тепловой энергии". Местами кажется, что Вы говорите о внутренней энергии $U$, однако используете обозначение для теплоты $Q$,

Я не физик, может, что то и путаю.
Пожалуйста, помогите разобраться.
Рассмотрим опыт.
Берем адиабатический сосуд перегороженный на две камеры подвижным прозрачным поршнем с вакуумной прослойкой. Поршень имеет свойство пропускать тепловое излучение, но не пропускает кинетическую энергию атомов.
Заполним обе камеры одноатомным идеальным газом с температурой $T_0$.
1. Сместим поршень в сторону камеры №1. При этом в камере №1 увеличится давление и адиабатически увеличится температура, а в камере №2 давление снизится и адиабатически снизится температура.
2. Зафиксируем поршень в смещенном состоянии. Через продолжительное время, в результате перехода энергии излучения через прозрачный поршень из камеры №1 в камеру №2, в камерах температуры выровняются.

Вопросы:
1. как формируется тепловое излучение?
2. как изменяются средние энергии электронов в атомах при переходе теплового излучения?

Я считаю, что:
1. тепловое излучение формируется при переходах электронов с верхних энергетических уровней на более низкие энергетические уровни.
2. при переходе энергии излучения из камеры №1 в камеру №2 в камере №1 средние энергии электронов атомов будут снижаться, а в камере №2 при захвате энергии излучения атомами энергии средние электронов будут увеличиваться.

Правильно ли я понимаю механизмы формирования теплового излучения?
Правильно ли я связываю приращение теплового излучения с изменениями средних энергий электронов?
Как обозначать энергию излучения переходящую из одной камеры в другую?

Цитата:

также, читая Ваши сообщения, мне становится непонятно, почему Вы игнорируете первое начало термодинамики, исключая $\Delta U$ из решения.

Первое начало термодинамики я не игнорирую.

Все дело в том, что при приращении тепловой энергии излучения прямо пропорционально изменяется средняя энергия электронов в атомах, соответственно и размеры атомов. Следовательно, средняя энергия электронов в атомах является первичным фактором определяющим состояние атомов в газах. Под действием давления формируются еще два показателя -- молярный объем и температура. То есть молярный объем и температура являются вторичными показателями и зависят именно от средних энергий электронов в атомах и давления. И на их изменения не нужно тратить тепловую энергию по отдельности.

[Ilia_]

AAK в сообщении #562591 писал(а):

Цитата:

"Термодинамическое взаимодействие" - это что-то странное.

Ничего странного нет. Термодинамика наука весьма обширная.

Пожалуйста, обращайте аккуратнее с терминами. Для термодинамического описания природа реальных сил взаимодействия абсолютно не важна.

Цитата:

В плазме весьма существенную роль играют Кулоновские силы между разноименно заряженными частицами. Поэтому, давайте не будем мешать все в кучу и не будем рассматривать в данной теме взаимодействия ионов.

Это вы к чему сказали?

Цитата:

Давление влияет на взаимодействия между Ридберговскими атомами.

Верно. Это я и написал. Но обратное утверждение, сделанное вами, слишком сильное.

Цитата:

Ридберговские состояния могут и не сопровождаться ионизацией. Все зависит от внешних условий. Посмотрите вот эту ссылку: <...> Здесь описываются опыты по формированию Ридберговских атомов с электронами находящимися до 1100 n. И условиями их формирования.

Дайте, пожалуйста, свободно открываемую ссылку.

(Оффтоп)

Немного погуглил. Судя по нагугленному, тему стоит перебросить к дискуссионным, пока не стало слишком поздно.

[AAK]

Ilia_ в сообщении #562707 писал(а):

Дайте, пожалуйста, свободно открываемую ссылку.

Посмотрите вот эту: http://window.edu.ru/window_catalog/files/r21028/9804_064.pdf
Вот тоже, но прямой адрес: http://window.edu.ru/resource/028/21028/files/9804_064.pdf

[Munin]

AAK в сообщении #562644 писал(а):

Для меня физика это хобби, она мне интересна

Нет. Хобби - это то, в чём хотят разобраться. А в чём несут ерунду, и не пытаются разобраться - это не хобби, а кухонный трёп.

[AAK]

Munin в сообщении #562716 писал(а):

AAK в сообщении #562644 писал(а):

Для меня физика это хобби, она мне интересна

Нет. Хобби - это то, в чём хотят разобраться. А в чём несут ерунду, и не пытаются разобраться - это не хобби, а кухонный трёп.

Munin, Пока, от Вас ничего путного не прозвучало. Один бред и Ваши ошибки.
Если у Вас есть ЧТО сказать говорите, я внимательно Вас выслушаю, а флудить какой смысл?

-- Вс апр 22, 2012 18:52:45 --

Himfizik в сообщении #562677 писал(а):

Там нечетко сформулировано, какой смысл Вы вкладываете в термины, которые в термодинамике давно достаточно точно определены. Мне думается, что Вы подменяете терминологию. Оттого и непонимание. Вот, к примеру, Ваше "приращение молярной теплоты/тепловой энергии". Местами кажется, что Вы говорите о внутренней энергии $U$, однако используете обозначение для теплоты $Q$, также, читая Ваши сообщения, мне становится непонятно, почему Вы игнорируете первое начало термодинамики, исключая $\Delta U$ из решения.

Помогите разобраться.
У меня получается, что приращение тепловой энергии сопровождается прямо пропорциональным изменением средних энергий электронов на верхних энергетических уровнях:

$ \Delta Q = k \Delta E $ ,

где $ \Delta Q$ -- приращение теплового излучения; $ \Delta E$ -- приращение средней энергии валентных электронов в атомах, k -- коэффициент пропорциональности.
Следовательно, можно записать, что:

$Q=kE$ ,

где $Q$ -- молярная тепловая энергия поглощенная газами; $E $-- средние энергии валентных электронов.
Следовательно, уравнения:

$PV^\gamma=kQ^\gamma$, (6)

$kE^\gamma=RTV^{(\gamma-1)}$, (7)

$R^\gamma T^\gamma=kE^\gamma P^{(\gamma-1)}$. (8)

можно записать в виде:

$PV^\gamma=kE^\gamma$, (9)

$kE^\gamma=RTV^{(\gamma-1)}$, (10)

$R^\gamma T^\gamma=kE^\gamma P^{(\gamma-1)}$. (11)

из уравнения (11) следует, что в изотермических системах с разными давлениями зависимости между средними энергиями валентных электронов в атомах и давлениями должны соответствовать следующему уравнению:

$E_1^\gamma P_1^{(\gamma-1)}=E_2^\gamma P_2^{(\gamma-1)}$, (12)

где $E_1$ и $E_2$ средние энергии валентных электронов, $P_1$ и $P_2$ -- давления соответственно в первой и второй камерах.

Вопрос -- правильно ли я использую терминологию и обозначения?

[Munin]

AAK в сообщении #562762 писал(а):

Если у Вас есть ЧТО сказать говорите, я внимательно Вас выслушаю, а флудить какой смысл?

Вам - уже ничего нет сказать. Я вам сказал ряд ключевых положений, вы их проигнорировали, так что "внимательно выслушаю" у меня вызывает только смех. И флудить здесь продолжаете только вы.

[AAK]

Munin в сообщении #562825 писал(а):

AAK в сообщении #562762 писал(а):

Если у Вас есть ЧТО сказать говорите, я внимательно Вас выслушаю, а флудить какой смысл?

Вам - уже ничего нет сказать.

Меня это радует.

Цитата:

Я вам сказал ряд ключевых положений, вы их проигнорировали,

Вероятно вот это:

Munin в сообщении #562277 писал(а):

Чёрт, я ридберговские перепутал с рентгеновскими.

Это единственное, что от Вас поступило вразумительного, тем более из ключевых фраз. Больше я ничего не нашел.

Я сейчас уезжаю, надо на могилку к отцу съездить. Вернусь через несколько дней. Продолжим.
С уважением ко всем форумчанам.