Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
1)Основные положения МКТ. Их опытные обоснования. Агрегатные состояния вещества Молекулярно-кинетической теорией называют учение о строении и свойствах вещества на основе представления о существовании атомов и молекул как наименьших частиц химических веществ. В основе молекулярно-кинетической теории лежат три основных положения:1. Все вещества жидкие, твердые и газообразные образованы из мельчайших частиц молекул, которые сами состоят из атомов («элементарных молекул»). Молекулы химического вещества могут быть простыми и сложными, т.е. состоять из одного или нескольких атомов. Молекулы и атомы представляют собой электрически нейтральные частицы. При определенных условиях молекулы и атомы могут приобретать дополнительный электрический заряд и превращаться в положительные или отрицательные ионы.2.Атомы и молекулы находятся в непрерывном хаотическом движении.3. Частицы взаимодействуют друг с другом силами, имеющими электрическую природу. Гравитационное взаимодействие между частицами пренебрежимо мало.Основными доказательствами этих положений считались:
- Диффузия
- Броуновское движение
- Изменение агрегатных состояний вещества
Агрегатные состояния вещества
Все вещества могут существовать в трех агрегатных состояниях - твердом, жидкоми газообразном. Четвертым агрегатным состоянием вещества часто считают плазму. Переходы между ними сопровождаются скачкообразным изменением ряда физических свойств (плотности, теплопроводности и др.).Агрегатное состояние зависит от физических условий, в которых находится вещество. Существование у вещества нескольких агрегатных состояний обусловлено различиями в тепловом движении его молекул (атомов) и в их взаимодействии при разных условиях.Газ - агрегатное состояние вещества, в котором частицы не связаны или весьма слабо связаны силами взаимодействия;Жидкость - агрегатное состояние вещества, промежуточное между твердым и газообразным. Для нее характерна большая подвижность частиц и малое свободное пространство между ними.Твердые тела - агрегатное состояние вещества, характеризующееся стабильностью формы и характером теплового движения атомов.
2)Размеры молекул. Масса молекул и атомов. Постоянная Авогадро. Количество вещества. Моль вещества. Опыт Штерна, скорость молекул.Масса и размер молекул. Постоянная Авогадро: Любое вещество состоит из частиц, поэтому количество вещества принято считать пропорциональным числу частиц. Единицей количества вещества является моль. Моль равен количеству вещества системы, содержащей столько же частиц, сколько содержится атомов в 0,012 кг углерода.Отношение числа молекул к количеству вещества называется постоянной Авогадро.Молярной массой называется величина, равная отношению массы вещества к количеству вещества.Опыт Штерна опыт, впервые проведённый немецким физиком Отто Штерном в 1920 году. Опыт являлся одним из первых практических доказательств состоятельности молекулярно-кинетической теории строения вещества. В нём были непосредственно измерены скорости теплового движения молекул и подтверждено наличие распределения молекул газов по скоростям.Моль (русское обозначение: моль; международное: mol) единица измерения количества вещества в Международной системе единиц (СИ), одна из семи основных единиц СИ[1].
3)Идеальный газ. Его свойства. Основное уравнение МКТ газов.Идеальный газ:
У разреженного газа расстояние между молекулами во много раз превышает их размеры. В этом случае взаимодействие между молекулами пренебрежимо мало и кинетическая энергия молекул много больше потенциальной энергии их взаимодействия.
Для объяснения свойств вещества в газообразном состоянии вместо реального газа используется его физическая модель - идеальный газ. В модели предполагается:
расстояние между молекулами чуть больше их диаметра;
молекулы - упругие шарики;
между молекулами не действуют силы притяжения;
при соударении молекул друг с другом и со стенками сосуда действуют силы отталкивают;
движения молекул подчиняется законам механики.Основное уравнение МКТ идеального газа:
Основное уравнение МКТ позволяет вычислить давление газа, если известны масса молекулы, среднее значение квадрата скорости и концентрация молекул.
4) Давление газа на стенки сосуда. Связь давления газа со средней кинетической энергией молекул.Давление идеального газа заключается в том, что молекулы при столкновениях со стенками сосуда взаимодействуют с ними по законам механики как упругие тела. При столкновении молекулы со стенкой сосуда проекция скорости вектора скорости на ось перпендикулярную стенке, изменяет свой знак на противоположный, но остается постоянной по модулю. Поэтому в результате столкновений молекулы со стенкой проекция ее импульса на ось OX изменяется Изменение импульса молекулы при столкновении со стенкой вызывает сила действующая на нее со стороны стенки. Изменение импульса молекулы равно импульсу этой силы.
6)Абсолютный нуль Термодинамическая шкала температур Кельвина. Температурная шкала Цельсия.Абсолю́тный нуль температу́ры (реже абсолютный ноль температуры) минимальный предел температуры, которую может иметь физическое тело во Вселенной. Абсолютный нульслужит началом отсчёта абсолютной температурной шкалы, например, шкалы Кельвина. Термодинамическая шкала температуры. Единица термодинамической температурыКельвина (К), называемая кельвином, определяется тройной точкой воды, т.е. температурой, при которой вода находится в равновесии со льдом и паром.Шкала ЦельсияШкала Цельсия стоградусная термометрическая шкала, имеющая две основные точки:Точка плавления чистого льда при нормальном давлении;Точка кипения чистой воды при нормальном давлении.Первая точка соответствует числу 0°C шкалы Цельсия, вторая точка соответствует 100°C шкалы Цельсия. Шкала Цельсия используется для измерения температуры в быту и в науке. Температуру в градусах Цельсия передают радиостанции и телевизионные каналы, температуру в градусах Цельсия показывают в Интернете информеры погоды. В градусах Цельсия проградуированы многие термометры, шкалы регуляторов климат-контроля автомобилей и табло пультов дистанционного управления кондиционерами.
7) Насыщенный пар. Динамическое равновесие. Свойства насыщенного пара. Зависимость давления насыщенного пара от температуры
Насы́щенный пар это пар, находящийся в термодинамическом равновесии с жидкостью или твёрдым телом того же состава[1].
Давление насыщенного пара связано определённой для данного вещества зависимостью от температуры. Когда внешнее давление падает ниже давления насыщенного пара, происходит кипение (жидкости) или возгонка (твёрдого тела); когда оно выше напротив, конденсация или десублимация.Давление насыщенного пара-это давление пара,при котором жидкость находиться в равновесии со своим паромДавление насыщенного пара: конденсация молекул насыщенного пара при постоянной температуре не зависит от его обьёма.ТАК КАК ДАВЛЕНИЕ ПРОПОРЦИОНАЛЬНО КОНДЕНСАЦИИ МОЛЕКУЛ,ТО ИЗ ЭТОГО СЛЕДУЕТ,ЧТО ДАВЛЕНИЕ НАСЫЩЕННОГО ПАРА НЕ ЗАВИСИТ ОТ ЗАНИМАЕМОГО ИМ ОБЬЁМАДинамическое равновесии-это равновесии, которое выполняется, но разными составляющими...
Наиболее простой пример-жидкость и её пар (изолированные):
Какое-то время жидкость будет активно испарятся (равновесия нет) и пар достигнет насыщенного состояния (динамическое равновесие). Но часть пара все время конденсируется (в том чиле в жедкость), а сама жидкость все время испаряется.
Динамическое равновесии в данном случае-одинаковая скорость обоих процессов.
Но это не означет, что состав пара все время один и тот же (молекулы, составляющие его все время меняются)-это и есть динамическое равновесие.
8)Термодинамические параметры газа. Обьединённый газовый закон. Уравнение Менделеева-Клапейрона.термодинамические параметры газа:А)давление б)обьём в)температураОбъединенный газовый закон - Объединение трех независимых частных газовых законов: Гей-Люсака, Шарля, Бойля-Мариотта,Обьёденённый газовый закон-это закон Клапейрона. Используя зависимость давления от концентрации и температуры, можно найтисвязь между макроскопическими параметрами газа объемом, давлением итемпературой. Это уравнение называют уравнением состояния идеального газа (уравнение Менделеева-Клапейрона).
9)Изотермический, изохорический и изобарический процессы. Законы и графики.
Изотермическим процессом называется процесс, протекающий при постоянной
температуре. Из уравнения состояния идеального газа следует, что при
постоянной температуре, массе и составе газа произведение давления на объем
должно оставаться постоянным. Графиком изотермы (кривой изотермического
процесса) является гипербола. Уравнение [pic] называют законом Бойля-
Мариотта.
Изохорным процессом называется процесс, протекающий при неизменном объеме,
массе и составе газа. При этих условиях[pic], где [pic] температурный
коэффициент давления газа. Это уравнение называется законом Шарля. График
уравнения изохорного процесса называется изохорой, и представляет из себя
прямую, проходящую через начало координат.
Изобарным процессом называется процесс, протекающий при неизменном
давлении, массе и составе газа. Аналогичным образом как и для изохорного
процесса можно получить уравнение для изобарного процесса [pic]. Уравнение,
описывающее этот процесс, называется законом Гей-Люссака. График уравнения
изобарного процесса называется изобарой, и представляет из себя прямую,
проходящую через начало координат.
10) Внутренняя энергия идеального газа. Теплообмен. Изменение внутренней энергии газа при нагревании и охлаждении. Закон сохранения и превращения энергии в механических и тепловых процессах.
Если потенциальная энергия взаимодействия молекул равна нулю, то внутренняя
энергия равна сумме кинетических энергий движения всех молекул газа .
Следовательно, при изменении температуры изменяется и внутренняя энергия
газа. Подставив в уравнение для энергии уравнение состояния идеального
газа, получим, что внутренняя энергия прямо пропорциональная произведению
давления газа на объем. Внутренняя энергия тела может изменяться
только при взаимодействии с другими телам. При механическом взаимодействии
тел (макроскопическом взаимодействии) мерой передаваемой энергии является
работа. Теплообмен это процесс изменения внутренней энергии без совершения работы над телом или самим телом.
Теплообмен всегда происходит в определенном направлении: от тел с более высокой температурой к телам с более низкой.
Когда температуры тел выравниваются, теплообмен прекращается.
Теплообмен может осуществляться тремя способами:
11)Работа газа при изменении его обьёма. Графическое истолкование работы.Результат интегрирования определяется характером зависимости между давлением и объемом газа. Найденное для работы выражение справедливо при любых изменениях объема твердых, жидких и газообразных тел.Графически можно изображать только равновесные процессы процессы, состоящие из последовательности равновесных состояний. Они протекают так, что изменение термодинамических параметров за конечный промежуток времени бесконечно мало. Все реальные процессы неравновесны (они протекают с конечной скоростью), но в ряде случаев неравновесностью реальных процессов можно пренебречь (чем медленнее процесс протекает, тем он ближе к равновесному). В дальнейшем рассматриваемые процессы будем считать равновесными.
12) 1 закон термодинамики. Адиабатический процесс. Применение 1 закона к изопроцессам в идеальном газе.Внутренняя энергия может изменяться только под влиянием внешних воздействий, то есть в результате сообщения системе количества теплоты и совершения над ней работыЭто выражение представляет собой закон сохранения энергии в применении к макроскопическим системам и является математической формулировкой I-го начала термодинамики:количество тепла, сообщенное системе, идет на приращение внутренней энергии системы и на совершение системой работы над внешними телами.
Одним из основных процессов, совершающих работу в большинстве машин,
является процесс расширения газа с совершением работы. Если при изобарном
расширении газа от объема V1до объема V2 перемещение поршня цилиндра
составило l, то работа A совершенная газом равна [pic], или же [pic]. Если
сравнить площади под изобарой и изотермой, являющиеся работами, можно
сделать вывод, что при одинаковом расширении газа при одинаковом начальном
давлении в случае изотермического процесса будет совершено меньше
количество работы. Кроме изобарного, изохорного и изотермического
процессов существует т.н. адиабатный процесс. Адиабатным называется
процесс, происходящий при условии отсутствия теплообмена. Близким к
адиабатному может считаться процесс быстрого расширения или сжатия газа.
При этом процессе работа совершается за счет изменения внутренней энергии,
т.е. [pic], поэтому при адиабатном процессе температура понижается.
Поскольку при адиабатном сжатии газа температура газа повышается, то
давление газа с уменьшением объема растет быстрее, чем при изотермическом
процессе.
13) 2 закон термодинамики. Необратимость тепловых процессов. Второй закон термодинамики Формулировки:
• тепло самопроизвольно переходит только от тела с высокой температурой к телу с низкой температурой, но не наоборот;
• некомпенсированный переход тепла возможен только от тела с высокой температурой к телу с низкой температурой;
• тепло самопроизвольно не может переходить от холодного тела к горячему.необратимость в цикле (потеря работы)равна произведению низшей температуры цикла и увеличению энтропии системы.
14) Тепловые двигатели. Роль холодильника, нагревателя и рабочего тела теплового двигателя. КПД тепловых двигателей.
Обычно в тепловых машинах работа совершается расширяющимся газом. Газ,
совершающий работу при расширении, называется рабочим телом. Расширение
газа происходит в результате повышения его температуры и давления при
нагревании. Устройство, от которого рабочее тело получает количество
теплоты Q называется нагревателем. Устройство, которому машина отдает
тепло после совершения рабочего хода, называется холодильником. Сначала
изохорически растет давление, изобарически расширяется, изохорически
охлаждается, изобарически сжимается. . В результате
совершения рабочего цикла газ возвращается в начальное состояние, его
внутренняя энергия принимает исходное значение. Это значит, что .
Согласно первому закону термодинамики, Работа, совершаемая телом за
цикл, равна Q. Количество теплоты, полученное телом за цикл, равно разности
полученного от нагревателя и отданного холодильнику .Следовательно,
. Коэффициентом полезного действия машины называется отношение полезно
использованной к затраченной энергии.
15)Фазы вещества. График фазовых переходов.Агрегатные состояния вещества - состояния одного и того же вещества в различных интервалах температур и давлений.
Основными агрегатными состояниями вещества считают газообразное, жидкое и твердое состояния, переходы между которыми обычно сопровождаются скачкообразными изменениями плотности, энтропии и других физических свойств. Четвертым агрегатным состоянием вещества считают плазму.
Существование у вещества нескольких агрегатных состояний обусловлено различиями в тепловом движении его молекул/атомов и в их взаимодействии.Фаза вещества - это состояние вещества, которому в данных условиях соответствует минимум свободной энергии.
16) Характеристика жидкого и газообразного состояний вещества.
Газообразное состояние вещества. Характеристика газообразного состояния.Расстояние между молекулами много больше их размеров, силы взаимодействия очень малы, поэтому газ не сохраняет форму и объем, легко сжимаем.Жидкости. Характеристика жидкого состояния.Расстояние между молекулами меньше радиуса молекулярного действия, поэтому жидкость сохраняет объем и не сохраняет форму.Упругость проявляется, когда время воздействия силы на жидкость мало (удар палкой о поверхность воды, «скачки» камня по поверхности воды).Текучесть проявляется, когда время воздействия силы на жидкость велико (рука проникает внутрь воды).Хрупкость проявляется при кратковременном воздействии на струю жидкости.Сжимаемость мала, но больше, чем у тех же веществ в твердом состоянии.Кавитация появление пустот внутри жидкости при интенсивном воздействии на нее. Строение жидкости называют квазикристаллическим, т.е существует ближний порядок в расположении атомов и отсутствует дальний.
17) Кристаллические и аморфные тела Свойства кристаллических тел:А) температура плавления постоянна. б) имеют кристаллическую решётку. В) каждое вещество имеет свою температуру плавления . г) анизотропны (механическая прочность,оптические,электрические,тепловые свойства)Типы кристаллов: ионные,атомные,металлические, молекулярные.Аморфные вещества-не имеют кристаллической структуры в отличии от кристаллов не расщепляються с образованием кристаллических граней,как правило-изотропны,то есть не обнаруживают различных свойств в различных направлениях, не имеют определённой точки плавления.Свойства аморфных тел: а)не имеют постоянной температуры плавления. Б)не имеют кристаллического строения.В)изотропны. Г)имеют только ближний порядок в расположении частиц. Д)способны переходить в кристаллическое и жидкое состояниеТвердое состояние вещества обычно характеризуется кристаллическим строением и в некоторых случаях аморфным состоянием. Молекулы, из которых построен кристалл, расположены не хаотически, а в строго определенном порядке, от которого зависит внешняя форма кристалла, они находятся на некотором расстоянии друг от друга. Твердое состояние вещества характеризуется главным образом определенным порядком расположения молекул, атомов и ионов, которые образуют кристаллическую решетку. Твердое состояние вещества характеризуется главным образом определенным порядком расположения молекул, атомов и ионов, из которых состоят твердые тела и которые образуют кристаллическую решетку. а) простая кубическая;
б) гранецентрированная кубическая;
в) объемноцентрированная кубическая
г) гексагональная простая решетка
д) гексагональная плотноупакованная решетка
18) Поверхностное натяжение жидкости. Сила и коэффициент поверхностного натяжения. Смачивание. Энергия и давление поверхностного слоя жидкости. Поверхностное натяжение-явление вызванное притяжением молекул поверхностного слоя к молекулам внутри жидкости.Поверхностная энергия- дополнительная потенциальная энергия молекул поверхностного слоя жидкости. Пример ближнего порядка молекул жидкости и дальнего порядка молекул кристаллического вещества: 1 вода; 2 лед. коэффициент поверхностного натяжения равен работе, необходимой для увеличения площади поверхности жидкости при постоянной температуре на единицу.Из механики известно, что равновесным состояниям системы соответствует минимальное значение ее потенциальной энергии. Отсюда следует, что свободная поверхность жидкости стремится сократить свою площадь. По этой причине свободная капля жидкости принимает шарообразную форму. Жидкость ведет себя так, как будто по касательной к ее поверхности действуют силы, сокращающие (стягивающие) эту поверхность. Эти силы называются силами поверхностного натяжения.Коэффициент поверхностного натяжения σ может быть определен как модуль силы поверхностного натяжения, действующей на единицу длины линии, ограничивающей поверхность.Капилярным явлением называют подьём или опускание жидкости в трубках малого диаметра-капилярах. Смачивание это поверхностное явление, заключающееся во взаимодействии жидкости с поверхностью твёрдого тела или другой жидкости. Смачивание бывает двух видов: Иммерсионное (вся поверхность твёрдого тела контактирует с жидкостью) Контактное (состоит из трёх фаз твердая, жидкая, газообразна.Смачивающие жидкости поднимаються по капиллярам,несмачивающие не поднимаються.Энергия поверхностного слоя Молекулы поверхностного слоя обладают избыточной по сравнению с молекулами внутри жидкости потенциальной энергией, т.е. поверхностной энергией.
19) Капиллярность. Капиллярные явления. Высота подьёма жидкости в капиллярной трубке. Мениск.
Капиллярные явления - физические явления, обусловленные действием поверхностного натяжения на границе раздела трех (несмешивающихся) сред жидкость, газ, твердое тело. Силы поверхностного натяжения в капиллярах Любая жидкость, ограниченная поверхностями различных сред, имеет разные энергии молекул находящихся внутри жидкости и на пограничной поверхности. Поверхностные молекулы жидкости имеют определенную энергию, отличную от энергии молекул, находящихся внутри, так как внутренние молекулы окружены со всех сторон другими молекулами уменьшается плотность жидкости
все эти факторы приводят к увеличению высоты подъема жидкости в капилярной трубке.этой же жидкости. Разность этих энергий поверхностная энергия. Поверхностная энергия пропорциональна числу поверхностных молекул и зависит от параметров соприкасающихся сред. Зависимость характеризуется коэффициентом поверхностного натяжения. Еще одним фактором при котором возможны капиллярные явления является смачивание. при росте температуры жидкости уменьшается вязкость жидкости, увеличивается смачиваемость, уменьшается плотность жидкости
все эти факторы приводят к увеличению высоты подъема жидкости в капилярной трубке. МЕНИСК МЕНИСК, искривленная поверхность жидкости внутри узкого сосуда, возникающая из за натяжения поверхности. Поверхность воды в системе воздух вода стекло является вогнутой, тогда как в системе воздух ртуть стекло ртутный мениск является выпуклым .
20) Испарение. Абсолютная и относительная влажность воздуха. Точка росы. Психрометр Абсолютной влажностью воздуха называют величину, численно равную массе водяного пара, содержащегося в воздуха (т.е. плотность водяного пара в воздухе при данных условиях). Относительной влажностью воздуха называют выраженное в процентах отношение абсолютной влажности к плотности насыщенного пара при данной температуре (или отношение упругости водяного пара к давлению насыщенного пар Температуру , при которойводяной пар становится насыщенным, называют точкой росы. а при данной температуре). Психро́метр Гигрометр психро́метрический прибор для измерения влажности воздуха и его температуры.виды: Современные психрометры можно разделить на три категории: станционные, аспирационные и дистанционные.
21) Электрический заряд. Электризация тел. Закон сохранения электрического заряда. Ядерная модель строения атома по Резерфорду. Электри́ческий заря́д это физическая скалярная величина, определяющая способность тел быть источником электромагнитных полей и принимать участие в электромагнитном взаимодействии. Это сообщение телу электрического заряда различными способами, трением, соприкосновением, электростатической индукцией. Электрический заряд характеризует способность тел (элементарных частиц) к электромагнитным взаимодействиям. Зако́н сохране́ния электри́ческого заря́да гласит, что алгебраическаясумма зарядов электрически замкнутой системы сохраняется. .^ Закон сохранения электрического заряда. В электрически изолированной системе алгебраическая сумма всех зарядов частиц остается постоянной при любых взаимодействиях между ними. Английский физик Э. Резерфорд предложил ядерную (планетарную) модель строения атома. Основные положения ядерной модели атома.
1. Атом имеет форму шара, в центре которого находится ядро.
2. Ядро имеет очень маленький размер (диаметр атома 10-10 м, диаметр ядра ~10-15 м).
3. Ядро имеет положительный заряд.
4. Почти вся масса атома находится в ядре.
5. Вокруг ядра движутся электроны.
6. Электроны движутся вокруг ядра, как планеты вокруг Солнца.
22) Закон Кулона. Опыт с крутильными весами. Зако́н Куло́на это закон, описывающий силы взаимодействия между неподвижными точечными электрическими зарядами. Сила взаимодействия двух точечных зарядов в вакууме направлена вдоль прямой, соединяющей эти заряды, пропорциональна их величинам и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Она является силой притяжения, если знаки зарядов разные, и силой отталкивания, если эти знаки одинаковы.Важно отметить, что для того, чтобы закон был верен, необходимы:Точечность зарядов, то есть расстояние между заряженными телами должно быть много больше их размеров.Впрочем, можно доказать, что сила взаимодействия двух объёмно распределённых зарядов со сферически симметричными непересекающимися пространственными распределениями равна силе взаимодействия двух эквивалентных точечных зарядов, размещённых в центрах сферической симметрии;Их неподвижность. Иначе вступают в силу дополнительные эффекты: магнитное поле движущегося заряда и соответствующая ему дополнительная сила Лоренца, действующая на другой движущийся заряд;Расположение зарядов в вакууме. 1. В своих опытах по измерению силы взаимодействия зарядов Кулон использовал крутильные весы. Сферы, имеющие одноименные заряды, начинали отталкиваться, закручивая нить весов. По величине угла поворота коромысла Кулон определял силу взаимодействия зарядов.
23) Электрическое поле. Его свойства. Графическое изображение электрических полей.
Электрическое поле заряда действует с некоторой силой F эл на всякий другой заряд, помещенный в поле данного заряда. Сила с которой электрическое поле действует на внесенный в него заряд, называется электрической силой. Она направлена всегда вдоль силовых линий электрического поля. Действие электрического поля зависит от расстояния, чем меньше расстояние до заряда, образующего поле, тем сильней действие поля (тем больше электрическая сила).Основным действием электрического поля является силовое воздействие на неподвижные относительно наблюдателя электрически заряженные тела или частицы. На движущиеся заряды силовое воздействие оказывает и магнитное поле (вторая составляющая силы Лоренца).
24) Напряжённость электрического поля. Принцип суперпозиции электрических полей .Однородные и неоднородные электрические поля.
Напряженность электрического поля. Количественной характеристикой силового действия электрического поля на заряженные тела служит векторная величина E, называемая напряжённостью электрического поля. Принцип суперпозиции, позволяет рассчитывать не только напряжённость поля системы точечных зарядов, но и напряженность поля в системах, где имеет место непрерывное распределение заряда. Однородное электрическое поле - это такое поле, во всех точках которого напряженность имеет одно и то же абсолютное значение и направление. Приблизительно однородным является электрическое поле между двумя разноименно заряженными металлическими пластинами. Силовые линии такого поля являются прямыми одинаковой густоты. Неоднородное поле - поле, значение (вектор) которого принимает различные значения и/или направления в разных точках.
25) Напряжённость электрического поля.
Напряженность электрического поля. Количественной характеристикой силового действия электрического поля на заряженные тела служит векторная величина E, называемая напряжённостью электрического поля. Она определяется отношением силы F, действующей со стороны поля на точечный пробный заряд qпр, помещенный в рассматриваемую точку поля, к величине этого заряда. Понятие «пробный заряд» предполагает, что этот заряд не участвует в создании электрического поля и так мал, что не искажает его, т. е. не вызывает перераспределения в пространстве зарядов, создающих рассматриваемое поле. В системе СИ единицей напряженности служит 1 В / м, что эквивалентно 1 Н / Кл.
26) Работа электрического поля при перемещении заряда. Работа сил электростатического поля при перемещении заряда из одной точки поля в другую не зависит от формы траектории, а определяется только положением начальной и конечной точек и величиной заряда. Работа сил электростатического поля при перемещении заряда по любой замкнутой траектории равна нулю.Силовые поля, обладающие этим свойством, называют потенциальными или консервативными. Работа сил электростатического поля при движении электрического заряда по любой замкнутой траектории равна нулю.
27) Потенциал. Потенциальное электрическое поле. Связь между потенциалом и напряжённостью. Потенциал является важной характеристикой электрического поля, он определяет всевозможные энергетические характеристики процессов, проходящих в электрическом поле. Кроме того, расчет потенциала поля проще расчета напряженности, хотя бы потому, что является скалярной (а не векторной) величиной. Безусловно, что потенциал и напряженность поля связаны между собой достаточно сложными формулами.
ПОПРОБУЕМ ВЫЯСНИТЬ СВЯЗЬ ПРОСТЫМИ СЛОВАМИ:.
Eсли перемещать единичный заряд даже и в неоднородном эл. поле, то энергия на его перемещение и есть потенциал между точками,между которыми его перемещали.
Напряженность - это силовая характеристика эл.поля, а разность потенциалов - энергетическая характеристика эл.поля, поэтому разность потенциалов равна произведению напряженности на перемещение заряда U=E*S
Связь между напряженностью электростатического поля и потенциалом можно выразить с помощью понятия градиента потенциала:
E = - grad Ф (далее математика). Потенциальное электрическое поле - поле, в котором работа, совершаемая электрической силой при перемещении электрического заряда, зависит только от положения начальной и конечной точек пути, по которому происходит перемещение электрического заряда, но не зависит от пути, по которому происходит перемещение. В потенциальном электрическом поле напряжение между двумя точками совпадает по величине с разностью потенциалов между ними. Электростатический потенциал скалярная энергетическая характеристика электростатического поля, характеризующая потенциальную энергию поля, которой обладает единичный заряд, помещённый в данную точку поля. Единицей измерения потенциала является, таким образом, единица измерения работы, деленная на единицу измерения заряда (для любой системы единиц; подробнее о единицах измерения - см. ниже). Электростатический потенциал равен отношению потенциальной энергии взаимодействия заряда с полем к величине этого заряда. Напряжённость электростатического поля и потенциал связаны соотношением: Потенциал является энергетической характеристикой поля. Он численно равен работе, которую надо затратить против сил электрического поля при перенесении единичного положительного точечного заряда из бесконечности в данную точку поля. Единица измерения потенциала вольт.
28) Электроёмкость. Конденсатор. Виды соединений конденсаторов. Электроемкость скалярная, физическая величина характеризующая способность проводника или системы проводников накапливать электрический заряд. За величину электроемкости система проводников принимают отношение модуля заряда одного из проводников к разности потенциалов между этим проводником и соседним. Электрической ёмкостью проводника называется отношение заряда проводника к его потенциалу. При этом потенциал отсчитывается от потенциала бесконечности, который принимается равным нулю. Проводник называют уединённым, если он находится далеко от других тел, то есть его размеры много меньше расстояний до других тел. Электроёмкость уединённого проводника не зависит от его заряда. Электроёмкость любого проводника не зависит от материала. Она зависит только от формы и размеров проводника. Хотя электроёмкость и определяется через заряд и потенциал, она не зависит ни от заряда, ни от потенциала. Эта величина постоянна для данного уединённого проводника. Практическая польза электроёмкости состоит в том, что, определив её экспериментально или теоритически, можно при известном заряде проводника вычислить его потенциал и наоборот.
1/C1+1/C2+1/C3=1/Cx - Последовательно ( так же верно для резисторов, но параллельных)
C1+C2+C3= Cx - Параллельные конденсаторы ( так же верно для резисторов, но последовательных )
Смешанное, параллельно - последовательное соединение определяется индувидуально, согласно группам в схеме .
Итак есть три вида соединения - параллельное, последовательное и смешанное .
P.S. совершенно забыл - спасибо вернему коментирующему, электролиты - особая тема! Два полярных, одинаковых по номиналу ( лучше подобрать ) конденсатора можно соединить одноименными полюсами, чтобы получить неполярный, емкостью определяемый формулой 1 .( не все электролиты работают с импульсными токами - возможен перегрев и авария ).
29) Конденсатор. Электроёмкость плоского и шарообразного конденсаторов. Энергия конденсаторов. Существуют такие конфигурации проводников, при которых электрическое поле оказывается сосредоточенным (локализованным) лишь в некоторой области пространства. Такие системы называются конденсаторами, а проводники, составляющие конденсатор, называются обкладками. А электроемкостью плоского конденсатора называется то же, что называется емкостью любого конденсатора - отношение заряда в конденсаторе к напряжению на нем. Независимо от диэлектрика. Энергия конденсатора обусловлена тем, что электрическое поле между его обкладками обладает энергией. Напряженность Е поля пропорциональна напряжению U, поэтому энергия электрического поля пропорциональна квадрату его напряженности.
30) Проводники в электрическом поле. Свободные заряды. Электростатическое поле внутри проводника. Проводники в электростатическом поле. Электростатические свойства однородных металлических проводников. При помещении проводника во внешнее электростатическое поле наблюдается явление электростатической индукции появление на противоположных сторонах проводника электрических зарядов разных знаков. Внутри проводника электрический заряд отсутствует; весь статический заряд проводника, полученный им при электризации, может располагаться только на его поверхности. Электрические заряды распределяются по поверхности проводника так, что электростатическое поле оказывается сильнее на выступах проводника и слабее на его впадинах. Если внутри проводника имеется полость, то в каждой точке этой полости напряженность электростатического поля равно нулю (теорема Фарадея). Напряженность электростатического поля на внешней поверхности проводника направлена перпендикулярно к этой поверхности. Во всех точках внутри проводника потенциал электростатического поля имеет одно и то же значение. 1) избыточные электрич. заряды, сообщённые проводящему или непроводящему телу и вызывающие нарушение его электронейтральности. 2) Электрич. заряды носителей тока. 3) положит. электрич. заряды атомных остатков в металлах. Наличие в проводнике свободных зарядов приводит к тому, что даже при наличии внешнего электрического поля внутри проводника напряженность поля равна нулю. Если бы напряженность электрического поля была отлична от нуля, то поле приводило бы свободные заряды в упорядоченное движение, т. е. в проводнике существовал бы электрический ток. Утверждение об отсутствии электростатического поля внутри проводника справедливо как для заряженного проводника, так и для незаряженного, помещенного во внешнее электростатическое поле. Электрический заряд проводников. Внутри проводника при равновесии зарядов не только напряженность поля равна нулю, равен нулю и заряд. Весь статический заряд проводника сосредоточен на его поверхности. В самом деле, если бы внутри проводника имелся заряд, то вблизи заряда имелось бы и поле. Но электростатического поля внутри проводника нет. Следовательно, заряды в проводнике могут располагаться только на его поверхности. Этот вывод справедлив как для незаряженных проводников в электрическом поле, так и для заряженных.
При равновесии зарядов электрическое поле и электрический заряд внутри проводника равны нулю. Весь заряд сосредоточен на поверхности проводника, а линии напряженности электрического поля в любой точке поверхности проводника перпендикулярны этой поверхности.