Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
|
Механическое движение- изменение положения тела или его частей в пространстве относительно других тел с течением времени. Материальная точка- тело, размерами которого в данных условиях можно пренебречь. Путь(S)- расстояние, пройденное точкой при ее движении по траектории. Траектория – линия, которуб описывает мат. тчк. в пространстве при своем движении. Перемещение ∆r’- вектор, соединяющий начальное и коненое положение пути. Средняя(путевая) скорость v=∆S/∆t Средняя скорость перемещения v’=∆r’/∆t’ Мгновенная скорость v’- скорость в данный момент времени. v’= |
Тангенциальное (касательное) ускорение – это составляющая вектора ускорения, направленная вдоль касательной к траектории в данной точке траектории движения. Тангенциальное ускорение характеризует изменение Нормальное ускорение – это составляющая вектора ускорения, направленная вдоль нормали к траектории движения в данной точке на траектории движения тела. То есть вектор нормального ускорения перпендикулярен линейной скорости движения. Ускорение a’- векторная физ величина, = отношению изменения скорости ∆v’ к промежутку времени ∆t, за которое призошло изменение a’=∆v’/∆t |
Углавая скорость ώ -физ величина, = отношению угла поворота радиуса к промежутку времени, за который этот поворот быс совершён ώ= ∆φ/ ∆t Углово́е ускоре́ние — векторная физическая величина, характеризующая быстроту изменения угловойnскорости материальной точки. При вращении точки вокруг неподвижной оси, угловое ускорение по модулю равно β = d ώ/dt Рад/с2 Линейное ускорение любой точки тела, вращающегося с постоянным угловым ускорением, равно произведению этого ускорения на расстояние этой точки от оси вращения Связь линейной и угловой скорости линейная скорость вращающейся точки равна векторному произведению угловой скорости на радиус-вектор этой точки |
1Ньютона(зак.инерции):существует такие сист отсчёта, в которых всякое тело сохроняет сосотояния покаоя или равномерного и прямолинейного движения до тех пор, пока под действием сил оно не будет выведено из этого состояния Инерциа́льная систе́ма отсчёта (ИСО) — система отсчёта, в которой все свободные тела движутся прямолинейно и равномерно или покоятся 2Ньютона(основной зак динам): ускорение, скоторым движ тело, прямо пропорционально равнодействующей всех сил, действующих на тело, совподает с не по направлению и обратно пропорционально его массе a’=F’/m 3Ньютона: силы, с которыми два тела действуют друг на друга, равны по модолю и противоположны по направлению F’12=-F’21 |
||||
|
Си́ла упру́гости — сила, возникающая при деформации тела и противодействующая этой деформации.Механическое напряжение — это мера внутренних сил, возникающих в деформируемом теле под влиянием различных факторов. Механическое напряжение в точке тела определяется как отношение внутренней силы к единице площади в данной точке рассматриваемого сечения. σ=F/Sσ — механическое напряжение.F — сила, возникшая в теле при деформации.S — площадь. Модуль Юнга (модуль упругости) — физическая величина, характеризующая свойства материала сопротивляться растяжению/сжатию при упругой деформации Деформация- изменение формы и размеров тела под действием внешних сил Относ диф отношение абослютной диф∆l кначальной длинестержня l0 ɛ=∆l /l0 Абсолютная диф ∆l =(l- l0) Закон Гука: относ диф пропроц прилож напряж σ= ɛE (Fупр=k∆l) Модуль Юнга численно = напряжению при относ диф =1 E= σ/ ɛ |
закон всемирного тяготения. Любые два тела притягиваются друг к другу. Сила притяжения между точечными телами направлена по прямой, их соединяющей, прямо пропорциональна массам обоих и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними: G = 6,67*10-11 Н*м2/кг2 — гравитационная постоянная |
На любое тело, расположенное вбили поверхности Земли, действует сила тяготения. Эта сила в сист отсч связанной с Землёй, наз силой тяжести F=mg. Если не учитывать вращение земли F=mg=GmM/(R+h)2. Вес тела P’- сила, с которой тело, вследствие притяжения к Земле, действует на опрру или подвес P=mg.При движении P=m(g-a) Невесо́мость — состояние, при котором сила взаимодействия тела с опорой (вес тела), возникающая в связи сгравитационным притяжением, действием других массовых сил, в частности силы инерции, возникающей при ускоренном движении тела, отсутствует АБСОЛЮТНАЯ ТЕМПЕРАТУРА (термодинамическая температура) - температура Т, отсчитываемая от абсолютного нуля. В Кельвинах
абсолютный ноль — наиболее низкая возможная температура, при которой ничего не может быть холоднее и теоретически невозможно извлечь из вещества тепловую энергию. Температура - мера кинетической энергии движения молекул |
Пе́рвая косми́ческая ско́рость (кругова́я ско́рость) — минимальная скорость, которую необходимо придать объекту, чтобы вывести его на геоцентрическую орбиту. Иными словами, первая космическая скорость — это минимальная скорость, при которой тело, движущееся горизонтально над поверхностью планеты, не упадёт на неё, а будет двигаться по круговой орбите. =7.9 км/сВтора́я косми́ческая ско́рость (параболи́ческая ско́рость, ско́рость освобожде́ния, ско́рость убега́ния) — наименьшая скорость, которую необходимо придать объекту (например, космическому аппарату), масса которого пренебрежимо мала по сравнению с массойнебесного тела (например, планеты), для преодоления гравитационного притяжения этого небесного тела и покидания замкнутой орбиты вокруг него. Предполагается, что после приобретения телом этой скорости оно более не получает негравитационного ускорения (двигатель выключен, атмосфера отсутствует). .Тре́тья косми́ческая ско́рость — минимальная скорость, которую необходимо придать находящемуся вблизи поверхности Земли телу, чтобы оно могло преодолеть гравитационное притяжение Земли и Солнца и покинуть пределы Солнечной системы |
||||
|
Сила, возникающая при движении одного тела по поверхности другого, приложенная к движущемуся телу и направленная против движения, называется силой трения. Fтр=ᶮN ɳ-коэф трен покаоя N-сила норм реакции. Трение внешнее, механическое сопротивление, возникающее в плоскости касаний двух соприкасающихся, прижатых друг к другу тел при их относительном перемещении. ВНУТРЕННЕЕ ТРЕНИЕ в твёрдых телах - свойство твёрдых тел необратимо превращать в теплоту механич. энергию, сообщённую телу в процессах его деформирования, сопровождающихся нарушением в нём термодинамич. равновесия. Импульс тела р’ векторная величина = произведению массы тела на его скорость p’=mv’ Зако́н сохране́ния и́мпульса векторная сумма импульсов всех тел (или частиц) системы есть величина постоянная, если векторная сумма внешних сил, действующих на систему, равна нулю. P’=const |
Идеальный газ - это физическая модель газа, взаимодействие между молекулами которого пренебрежительно мало. ЗАКОН БОЙЛЯ-МАРИОТТА, закон, согласно которому объем газа при постоянной температуре обратно пропорционален давлению. Это означает, что по мере возрастания давления объем газа уменьшается. pV=const Закон Гей Люссака — при постоянном давлении объём постоянной массы газа пропорционален абсолютной температуре P=const=>V1/T1=V2/T2Уравнение состояния идеального газа ( Менделеева — Клапейрона) — формула, устанавливающая зависимость между давлением, молярным объёмом и абсолютной температурой идеального газа. Уравнение имеет вид:p*V=R*Tгде p — давление, Vm — молярный объём, R — универсальная газовая постоянная T — абсолютная температура,К. |
Реактивное движение – движение , возникающее приотделении от тела с некотрой скоростью какой-либо его частей. Раке́та — летательный аппарат, двигающийся в пространстве за счёт действия реактивной тяги, возникающей только вследствие отброса части собственной массы (рабочего тела) аппарата и без использования вещества из окружающей среды Формула Циолковского определяет скорость, которую развивает летательный аппарат под воздействием тяги ракетного двигателя, неизменной по направлению, при отсутствии всех других сил. Эта скорость называется характеристической. — конечная (после выработки всего топлива) скорость летательного аппарата; — удельный импульс ракетного двигателя (отношение тяги двигателя к секундному расходу массы топлива); — начальная масса летательного аппарата (полезная нагрузка + конструкция аппарата + топливо); — конечная масса летательного аппарата (полезная нагрузка + конструкция). |
Кинетическая эн- меха эн, которая связан с движ сист или её частей. E=mv2/2 Мерой действия силы при превращении механического движения в другую форму движения являетсяработа силы. Работа постоянной по модулю и направлению силы F на прямолинейном перемещении s ее точки приложения равна Если постоянная сила действует на тело, то оно будет двигаться в направлении силы. Тогда элементарная работа по перемещению тела из точки 1 в точку 2, будет равна произведению силы F на перемещение dr работа силы, приложенной к телу на пути r, численно равна изменению кинетической энергии этого тела:
Потенциальная эн-механ эн. Обусловлена взаимным распол систымы тел или её частей, а так же хар их взаимодействия E=mgh Закон сохранения механ эн: если на тела сист действ толко консерв силы(тяжести, упруг), то полн механ эн с течением времнеи остаются постоянной E1=E2=const |
||||
|
Потенциальная кривая – это кривая, выражающая зависимость потенциальной энергии от координаты. Потенциальные кривые позволяют качественно описать характер движения тела. Приведем примеры потенциальных кривых: |
Удар называется центральным, если тела до удара движутся вдоль прямой, соединяющей их центры. Абсолютно упругий удар – столкновение двух тел, в результате которого в обоих взаимодействующих телах не остается никаких деформаций (механическая энергия не переходит в другие, немеханические виды) и вся кинетическая энергия, которой тела обладали до удара, после удара снова превращается в кинетическую энергию. Законы сохранения импульса и энергии при этом имеют вид:m1v1+m2v2=m1v'1+m2v'2Решая эти уравнения, находим:v'1=[v1(m1-m2)+2m2v2]/(m1+m2)v'2=[v2(m1-m2)+2m1v1]/(m1+m2) |
Центр масс - точка пересечения прямых, вдоль которых действуют внешние силы, вызывающие поступательное движение тела Центром масс системы называется точка с радиус-вектором Уравнение движения центра масс и уравнение моментов системы материальных точек являются замкнутой системой уравнений движения твердого тела dP/dt = M∙dVc/dt = ΣFi Центр масс системы движется так же, как двигалась бы частица с массой, равной массе системы, под действием силы, равной векторной сумме всех внешних сил, действующих на входящие в систему частицы. |
Момент силы — векторная физическая величина, равная векторному произведению радиус-вектора на вектор этой силы. M’=[r’,F’] Модуль M=r*F*sin(r’,F’)=F*d Момент силы относительно оси.Mz=Fz*R. R=r*cosα Термодинамический подход (термодинамика) не опирается на представлении об атомно-молекулярной структуре вещества. Это теория, основанная на небольшом числе экспериментально установленных законов, таких, например, как закон сохранения энергии. Таким образом, параметры состояния термодинамической системы и связи между ними устанавливаются на основе физического эксперимента. Вследствие этого термодинамический подход отличается общностью и простотой, дает возможность решать многие задачи без привлечения сведений о свойствах атомов и молекул.Статистический подход (статистическая физика) основан на представлении об атомно-молекулярном строении вещества. Задачей статистической физики является установление связей между микропараметрами системы (координатами частиц, их скоростями, массами, зарядами и др.) и экспериментально измеряемыми макропараметрами (объемом, давлением, температурой и др.).Термодинамические параметры - температура, плотность, давление, объем, Давление физи скалярная величина, = отношению: перпендикулярной составляющей силы, равномерно распределенной по поверхности тела; к площади этой поверхности.p=F/S Плотность - скалярная величина, измеряемая для однородных тел отношением массы тела к его объему. |
||||
|
моментом импульса относительно точки L’=[r’,p’] омент количества движения (момент импульса) характеризует количество вращательного движения. Величина, зависящая от того, сколько массы вращается, как она распределена относительно оси вращения и с какой скоростью происходит вращение. |
Момент инерции- физ величина, которая существует не зависимо от того вращается тело или нет. Шар J=2/5mr2 Диск J=1/2mr2 Стержень J=1/12ml2 J-mR2 относ оси Штейнера: момент инерции тела относ произ оси=сумме момента инерции относ оси параллельной данной и проход через цент масс тела Jc и произ масы тела на квадрат расстояния между осями J=Jc+md2 Основное ур дин: Момент внешней силы, приложенный к телу, относ оси,= произв моменту инерции твердого тела относ неподв оси вращ* на углов ускорение M=Jβ Кинетическая энергия вращ движ E=Jώ2/2 Релятивистская механика — раздел физики, рассматривающий законы механики (законы движения тел и частиц) при скоростях, сравнимых со скоростью света. Основной закон динамики (второй закон Ньютона) для материальной точки имеет вид: |
Масса и энергия покоя связаны уравнением:
из которого вытекает, что всякое изменение массы Δm сопровождается изменением энергии покоя ΔE0 : ΔE0 = Δm c2 Это утверждение носит название закона взаимосвязи массы и энергии покоя, оно стало символом современной физикиE - полная энергия тела m - масса тела c - скорость света в вакууме P=F/S На основе использования основных положений молекулярно-кинетической теории было получено уравнение, которое позволяло вычислить давление газа, если известны масса m0 молекулы газа, среднее значение квадрата скорости молекул v2’ и концентрация n молекул: p=(1/3)nm0v2’ Давление идеального газа на стенки сосуда зависит от концентрации молекул и пропорционально средней кинетической энергии молекул. |
Молекулы газа вследствие теплового движения испытывают многочисленные соударения друг с другом. При каждом соударении скорости молекул изменяются как по величине, так и по направлению. Распределение молекул газа по величине скоростей называется распределением Максвелла. Если одновременно измерить скорости большого числа N молекул газа и выделить некоторый малый интервал скоростей от v до v+∆v, то в выделенный интервал ∆v попадает некоторое число ∆N молекул. На графике удобно изображать зависимость величины (∆N/∆v) от скорости v. При достаточно большом числе N эта зависимость изображается плавной кривой, имеющей максимум при (наиболее вероятная скорость). Здесь m - масса молекулы, - постоянная Больцмана.Из выражения для среднеквадратичной скорости следует, что средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул газа есть С уменьшением температуры число молекул на высотах, отличных от нуля, убывает. При T = 0 тепловое движение прекращается, все молекулы расположились бы на земной поверхности. При высоких температурах, наоборот, молекулы оказываются распределёнными по высоте почти равномерно, а плотность молекул медленно убывает с высотой. Так как mgh– это потенциальная энергия U, то на разных высотах U = mgh – различна. Следовательно, (2.5.2) характеризует распределение частиц по значениям потенциальной энергии: это закон распределения частиц по потенциальным энергиям – распределение Больцмана. Здесь n0 – число молекул в единице объёма там, где U = 0. |
||||
|
Изотермический T=const, PV=const Изобарный P=const, V/T=const Изохорный V=const, P/T=const
- уравнение Пуассона, где -коэффициент Пуассона. |
Количество теплоты Q, необходимое для нагревания 1 кг вещества на 1 К называют удельной теплоемкостью вещества c. c = Q / (mΔT).
|
Круговым процессом (или циклом) называется такой процесс при котором система после ряда изменении возвращается в исходное состояние. На графике цикл изображается замкнутой кривой Работа совершаемая при круговом процессе, численно равна площади охватываемой кривой. После совершения цикла система возвращается в прежнее состояние. Поэтому всякая функция состояния, в частности внутренняя энергия, имеет в начале и в конце цикла одинаковое значение. Процесс называют обратимым, если он протекает таким образом, что после окончания процесса он может быть проведен в обратном направлении через все те же промежуточные состояния, что и прямой процесс. После проведения кругового обратимого процесса никаких изменений в среде, окружающей систему, не произойдет. При этом под средой понимается совокупность всех не входящих в систему тел, с которыми система непосредственно взаимодействует. Процесс называется необратимым, если он протекает так, что после его окончания систему нельзя вернуть в начальное состояние через прежние промежуточные состояния.Нельзя осуществить необратимый круговой процесс, чтобы нигде в окружающей среде не осталось никаких изменений. |
Принцип работы теплового двигателя: от термостата с более высокой температурой T1, называемого нагревателем, за цикл отнимается количество теплоты Q1, а термостату с более низкой температурой T2, называемому холодильником, за цикл передается количество теплоты Q2. При этом совершается работа A=Q1-Q2 Процесс, обратный происходящему в тепловом двигателе, используется в холодильной машине: от термостата с более низкой температурой T2 за цикл отнимается количество теплоты Q2 и отдается термостату с более высокой температурой T1. При этом Q=Q1-Q2=A или Q1=Q2+A КПД теплово́го дви́гателя — отношение совершённой полезной работы двигателя, к энергии, полученной от нагревателя. КПД теплового двигателя может быть вычислен по следующей формуле ɳ=(Q1-Q2)/Q1 (Q1— количество теплоты, полученное от нагревателя, Q2 — количество теплоты, отданное холодильнику |
||||
|
Количество теплоты(KT) — энергия, которую получает или теряет тело при теплопередаче. Количество теплоты, передаваемое от одного тела к другому, может идти на нагревание тела, плавление, парообразование, либо выделяться при противоположных процессах –остывании тела, кристаллизации, конденсации. Теплота выделяется при сгорании топлива.KT, необходимое для нагревания тела или выделяющееся при его охлаждении, Q = cmΔT,с - удельная теплоемкость [Дж/кг·К], m - масса тела [кг], ΔT - изменение температуры [К]KT, необходимое для превращения жидкости в пар или выделяющееся при его конденсации, Q = Lm,где L - удельная теплота парообразования [Дж/кг], m - масса тела [кг]KT, необходимое для плавления тела или выделяющееся при его кристаллизации, Q = λm,где λ (лямбда) - удельная теплота плавления [Дж/кг], m - масса тела [кг]KT, выделяющееся при сгорании топлива, Q = qm,где q - удельная теплота сгорания [Дж/кг], m - масса тела [кг] Удельная теплоемкость вещества показывает, чему равно количество теплоты, необходимое для нагревания или выделяющееся при охлаждении 1 кг вещества на 1 К.Удельные теплоты парообразования, плавления, сгорания показывают, какое количество теплоты требуется для парообразования, плавления или выделяется при конденсации, кристаллизации, сгорании 1 кг вещества.Теплоёмкость тела (C) — физическая величина, определяющая отношение бесконечно малого количества теплотыδQ, полученного телом, к соответствующему приращению его температуры δT: C= δQ/ δT Дж/К.Работа есть физическая величина, численно равная произведению силы на перемещение в направлении действия этой силы и ей же вызванное. A = F*s. Если перемещение по направлению не совпадает с направлением действия силы, то появляется косинус угла. |
Числом степеней свободы материального объекта называют число независимых координат, которые необходимо задать, чтобы однозначно определить положение этого объекта относительно рассматриваемой системы отсчета. Число степеней свободы одноатомной молекулы - 3, двухатомной - 5, трехатомной и более – 6 равномерном распределении энергии по степеням свободы молекул: для статистической системы, которая находится в состоянии термодинамического равновесия, на каждую поступательную и вращательную степени свободы приходится в среднем кинетическая энергия, равная kT/2 , а на каждую колебательную степень свободы — в среднем энергия, равная kT. Колебательная степень обладает вдвое большей энергией, т.к. на нее приходится как кинетическая энергия, так и потенциальная, причем средние значения потенциальной и кинетической и энергии одинаковы. |
Внутренняя энергия — это кинетическая энергия хаотического (теплового) движения частиц системы (молекул, атомов, ядер, электронов) и потенциальная энергия взаимодействия этих частиц. Внутренняя энергия идеального газа есть сумма кинетических энергий его частиц (энергией взаимодействия частиц пренебрегаем). Число степеней свободы — это число независимых переменных, полностью определяющих положение молекулы как системы атомов в пространстве.∆U=δQ-δAδQ — подведённое к телу количество теплоты, измеренное в джоулях δA работа, совершаемая телом против внешних сил, измеренная в джоулях Второе начало термодинамики — физический принцип, накладывающий ограничение на направление процессов передачи тепла между телами. Невозможен процесс, единственным результатом которого является превращение всей теплоты, полученной от нагревателя в эквивалентную ей работу (формулировка Кельвина).Невозможен вечный двигатель второго рода (формулировка Томпсона – Планка).Невозможен процесс, единственным результатом которого является передача энергии в форме теплоты от холодного тела к горячему (формулировка Клаузиуса). |
Количество теплоты, полученное системой, идёт на изменение её внутренней энергии и совершение работы против внешних сил Q=∆U+A=A Изохорический процесс (V = const). Работа в этом процессе= 0. Процесс сводится к теплообмену системы с окружающей средой. Q = ΔU. количество теплоты, полученное системой, если она представляет собой один моль идеального газа, равно Q=Cv∆T. При Q > 0 (энергия подводится к системе) температура системы повышается, т.е. ΔТ > 0, при Q < 0 система охлаждается, т.е. ΔТ < 0. Изобарический процесс (Р = const). количество теплоты Q, подведенное к системе в изобарном процессе, для одного моля идеального газа равно: Q=Cp∆T= Cp(T2-T1) Поскольку для любой системы CP > 0, то при Q > 0 (система получает энергию извне) ΔТ > 0 и Т2 > T1, система нагревается. При Q < 0 (система отдает энергию окружающей среде) ΔТ< 0, Т2 < T1, система охлаждается. Изотермический процесс. При изотермическом процессе температура системы не изменяется (ΔТ = 0), а, следовательно, ее внутренняя энергия, являясь для идеального газа только функцией температуры, остается постоянной, то есть ее изменение ΔU = 0. Это значит, что сообщаемое системе количество теплоты идет на совершение работы.
Адиабатический процесс – процесс, идущий без теплообмена с окружающей средой. Это значит, что система должна быть теплоизолирована, либо процесс должен протекать так быстро, что за время процесса не происходит теплообмена системы с окружающей средой. Условие адиабатичности процесса означает, что Q = 0.Уравнение первого закона термодинамики для адиабатического процесса принимает вид:∆U+A=0 |
||||
|
Цикл Карно состоит из четырёх стадий: Изотермическое расширение В начале процесса рабочее тело имеет температуру TH, то есть температуру нагревателя. Затем тело приводится в контакт с нагревателем, который изотермически (при постоянной температуре) передаёт ему количество теплоты QH. При этом объём рабочего тела увеличивается. Адиабатическое (изоэнтропическое) расширение . Рабочее тело отсоединяется от нагревателя и продолжает расширяться без теплообмена с окружающей средой. При этом его температура уменьшается до температуры холодильника. Изотермическое сжатие. Рабочее тело, имеющее к тому времени температуру TX, приводится в контакт с холодильником и начинает изотермически сжиматься, отдавая холодильнику количество теплоты QX. Адиабатическое (изоэнтропическое) . Рабочее тело отсоединяется от холодильника и сжимается без теплообмена с окружающей средой. При этом его температура увеличивается до температуры нагревателя.Отсюда коэффициент полезного действия тепловой машины Карно равен ɳ=(QH-QX)/QH=(TH-TX)/TH |
ЭНТРОПИЯ (от греч. entropia — поворот, превращение) (обычно обозначается S), функция состояния термодинамической системы, изменение которой dS в равновесном процессе равно отношению количества теплоты dQ, сообщенного системе или отведенного от нее, к термодинамической температуре Т системы. Неравновесные процессы в изолированной системе сопровождаются ростом энтропии, они приближают систему к состоянию равновесия, в котором S максимальна. Понятие «энтропия» введено в 1865 Р. Клаузиусом. Статистическая физика рассматривает энтропию как меру вероятности пребывания системы в данном состоянии (Больцмана принцип). Понятием энтропии широко пользуются в физике, химии, биологии и теории информации.В статистической физике энтропия системы определяется формулой Больцмана:S=klnG,G - статистический вес - число микросостояний, отвечающих данному макросостоянию. |
Реальный газ — газ, который не описывается уравнением состояния идеального газа Клапейрона — Менделеева. Зависимости между его параметрами показывают, что молекулы в реальном газе взаимодействуют между собой и занимают определенный объём. Состояние реального газа часто на практике описывается обобщённым уравнением Менделеева — Клапейрона: где p — давление; V - объем T — температура; Zr = Zr (p,T) — коэффициент сжимаемости газа; m - масса; М —молярная масса; R — газовая постоянная. Изотерма реального газа представляет собой зависимость молярного объема газа от давления при постоянной температуре. При высоких температурах (T Tk )изотерма реального газа отличается от изотермы идеального газа только некоторым искажением формы. |
Уравнение состояния газа Ван-дер-Ваальса — уравнение, связывающее основные термодинамические величины в модели газа Ван-дер-Ваальса Термическим уравнением состояния (или, часто, просто уравнением состояния) называется связь между давлением, объёмом и температурой. Для одного моля газа Ван-дер-Ваальса оно имеет вид: — давление, — молярный объём, — абсолютная температура, — универсальная газовая постоянная. |
|
Критическая температура, 1) температура вещества в его критическом состоянии. Для индивидуальных веществ критическая температураопределяется как температура, при которой исчезают различия в физических свойствах между жидкостью и паром, находящимися в равновесии. При критической температуре плотности насыщенного пара и жидкости становятся одинаковыми, граница между ними исчезает и теплотапарообразования обращается в нуль. Критическая температура — одна из неизменяющихся характеристик (констант) вещества. При смешении идеальных газов тепловые эффекты отсутствуют, поэтому теплообмена между газами и термостатом не происходит, и изменение энтропии системы будет полностью определяться необратимостью процессов внутри системы. |
Согласно MKT все вещества состоят из частиц, которые находятся в непрерывном тепловом движении и взаимодействуют друг с другом. Поэтому, даже если тело неподвижно и имеет нулевую потенциальную энергию, оно обладает энергией (внутренней энергией), представляющей собой суммарную энергию движения и взаимодействия микрочастиц, составляющих тело. В состав внутренней энергии входят:nкинетическая энергия поступательного, вращательного и колебательного движения молекул; потенциальная энергия взаимодействия атомов и молекул; внутриатомная и внутриядерная энергии. U=i2⋅mM⋅R⋅T, где i — степень свободы. Для одноатомного газа (например, инертные газы) i = 3, для двухатомного — i = 5. U=i2⋅mM⋅R⋅T — внутренняя энергия идеального газа. Эффе́ктом Джо́уля — То́мсона называется изменение температуры газа при адиабатическом дросселировании — медленном протекании газа под действием постоянного перепада давлений сквозь дроссель (пористую перегородку). Данный эффект является одним из методов получения низких температур. Изменение энергии газа в ходе этого процесса будет равно работе: . Следовательно, из определения энтальпии () следует, что процесс изоэнтальпиен. |
Фа́зовый перехо́д (фазовое превращение) в термодинамике — переход вещества из одной термодинамической фазы в другую при изменении внешних условий. С точки зрения движения системы по фазовой диаграмме при изменении её интенсивных параметров (температуры, давления и т. п.), фазовый переход происходит, когда система пересекает линию, разделяющую две фазы. Поскольку разные термодинамические фазы описываются различными уравнениями состояния, всегда можно найти величину, которая скачкообразно меняется при фазовом переходе. Равнове́сие фаз в термодинамике — состояние, при котором фазы в термодинамической системе находятся в состоянии теплового, механическогои химического равновесия. Типы фазовых равновесий: Тепловое равновесие означает, что все фазы вещества в системе имеют одинаковую температуру. Механическое равновесие означает равенство давлений по разные стороны границы раздела соприкасающихся фаз. Строго говоря, в реальных системах эти давления равны лишь приближенно, разность давлений создается поверхностным натяжением. Химическое равновесие выражается в равенстве химических потенциалов всех фаз вещества. |
Длина свободного пробега молекулы — это среднее расстояние (обозначаемое ), которое частица пролетает за время свободного пробега от одного столкновения до следующего. Длина свободного пробега каждой молекулы различна, поэтому в кинетической теории вводится понятие средней длины свободного пробега (<λ>). Величина <λ> является характеристикой всей совокупности молекул газа при заданных значениях давления и температуры. , где — эффективное сечение молекулы, — концентрация молекул. Среднее число столкновений за 1 секунду равно числу молекул в объеме ломаного цилиндра. <z> = n⋅V, где n– концентрация молекул. |
|
Ва́куум (от лат. vacuum — пустота) — пространство, свободное от вещества. В технике и прикладной физике под вакуумом понимают среду, содержащую газ при давлениях, значительно ниже атмосферного[1]. Вакуум характеризуется соотношением между длиной свободного пробега молекул газа λ и характерным размером среды d. Под d может приниматься расстояние между стенками вакуумной камеры, диаметр вакуумного трубопровода и т. д. В зависимости от величины соотношения λ/d различают низкий (), средний () и высокий () вакуум. |
В термодинамических неравновесных системах происходят особые необратимые процессы, называемые явлениями переноса, в результате которых осуществляется пространственный перенос массы, импульса, энергии. К явлениям переноса относятся теплопроводность (перенос энергии), диффузия (перенос массы) и внутреннее трение (перенос импульса). Теплопроводность. Если в первой области газа средняя кинетическая энергия молекул больше, чем во второй, то вследствие постоянных столкновений молекул с течением времени происходит процесс выравнивания средних кинетических энергий молекул, т. е., выравнивание температур. Перенос энергии в форме теплоты подчиняется закону Фурье: где jE — плотность теплового потока —λ — теплопроводность, — градиент температуры, |
Жи́дкость — одно из агрегатных состояний вещества. Основным свойством жидкости, отличающим её от других агрегатных состояний, является способность неограниченно менять форму под действием касательных механических напряжений,.плотность жидкости p=M/W, W-объём заним жидк. Текучесть Если к участку жидкости, находящейся в равновесии, приложить внешнюю силу, то возникает поток частиц жидкости в том направлении, в котором эта сила приложена: жидкость течёт. Таким образом, под действием неуравновешенных внешних сил жидкость не сохраняет форму и относительное расположение частей, и поэтому принимает форму сосуда, в котором находится. Вязкость Она определяется как способность оказывать сопротивление перемещению одной из частей относительно другой — то есть как внутреннее трение.Поверхностное натяжение. На молекулу, находящуюся в глубине жидкости, со всех сторон равномерно действуют силы межмолекулярного притяжения. Однако на поверхности жидкости эти силы оказываются несбалансированными, и вследствие этого поверхностные молекулы испытывают действие результирующей силы, направленной внутрь жидкости. Поэтому поверхность жидкости оказывается в состоянии натяжения-она все время стремится сократиться. Поверхностное натяжение жидкости-это минимальная сила, необходимая, чтобы преодолеть устремление частиц жидкости внутрь и тем самым удержать поверхность жидкости от сокращения. Существованием поверхностного натяжения объясняется сферическая форма свободно падающих капель жидкости.Диффузия. Так называется процесс, посредством которого вещество перераспределяется из области с высокой концентрацией или высоким давлением в область с меньшей концентрацией или меньшим давлением. |
Капиллярные явления. Особенности взаимодействия жидкостей со смачиваемыми и несмачиваемыми поверхностями твердых тел являются причиной капиллярных явлений.Капилляром называется трубка с малым внутренним диаметром. Возьмем капиллярную стеклянную трубку и погрузим один ее конец в воду. Опыт показывает, что внутри капиллярной трубки уровень воды оказывается выше уровня открытой поверхности воды.При полном смачивании жидкостью поверхности твердого тела силу поверхностного натяжения можно считать направленной вдоль поверхности твердого тела перпендикулярно к границе соприкосновения твердого тела и жидкости. В этом случае подъем жидкости вдоль смачиваемой поверхности продолжается до тех пор, пока сила тяжести , действующая на столб жидкости в капилляре и направленная вниз, не станет равной по модулю силе поверхностного натяжения , действующей вдоль границы соприкосновения жидкости с поверхностью капилляра (рис. 94): Отсюда получаем, что высота подъема столба жидкости в капилляре обратно пропорциональна радиусу капилляра:
|