Розділ 6: Розрахунок умов фазової рівноваги в однокомпонентних системах (1 задача):
Задача 1: Знайти температурну залежність тиску насиченої пари, якщо температура не дуже близька до критичної. Теплоту випаровування вважати сталою.
Для розв’язку цієї задачі будемо застосовувати рівняння Клапейрона Клаузіуса:
dp |
|
= |
|
1 |
|
|
∆qlg |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
T vg −vl |
||||||||||
dT |
cc |
|
|
|||||||
dp = |
dT |
|
|
∆qlg |
|
|||||
T |
|
v |
g |
−v |
||||||
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
l |
|||
Умова того, що система далека від критичної точки означає, що vl будемо вважати сталою величиною.
vg необхідно виразити з якогось рівняння стану – наприклад ідеального газу, чи рівняння Ван-
Дер-Ваальса. Для спрощення інтегрування будемо вважати, що об’єм рідкої фази набагато менший за об’єм газової фази, тоді:
dp |
= dT |
|
|
q |
≈ − dT |
q |
p |
||
|
vg − kT |
|
|||||||
|
|
T |
|
T |
kT |
|
|||
|
|
|
|
|
|
p |
|
|
|
dp |
= − dT q |
|
|
|
|
||||
p |
|
T 2 k |
|
|
|
|
|||
ln p |
= 1 |
1 q |
+ln c |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|||||
|
|
2 T k |
|
|
|
|
|||
q
p = ce2kT
Розділ 8: Розрахунок флуктуацій в заданих системах (3 задачі):
Задача 1: Обчислити середньоквадратичну флуктуацію швидкості атомів для ідеального газу, який знаходиться у термостаті з температурою T.
(∆v)2 = v2 − v 2 = +∞∫ |
f (v)v2dv −+∞∫ f (v)vdv … |
|
|
|
|
−∞ |
−∞ |
|
|
|
|
Тоді показник функції розподілу максвелла Больцмана необхідно прирівняти до |
− |
|
v2 |
||
2 |
x2 |
||||
|
|
|
|||
Задача 2: Розрахувати флуктуацію числа частинок у виродженому ідеальному фермі-газі.
Із Статистичної теорії флуктуацій відомий результат:
(∆N )2
= −kT ∂
N
∂µ
tkitar 2010
У випадку виродження знаходимо з означення кількість частинок і враховуємо стільки членів ряду скільки потрібно, при цьому отримуємо N = N (µ). Після цього проводимо диференціювання і
отримуємо відповідь. Задача 3: аналогічно до 2.
Kirill
tkitar 2010