Kratky_spravochnik

!!! Условия 1 и 2 являются необходимыми, но не достаточными условиями равновесия. Это означает, что если тело находится в равновесии, то обязательно выполняются условия 1 и 2. Но при выполнении условий 1 и 2 тело может двигаться прямолинейно

иравномерно (условие 1) и равномерно вращаться (условие 2).

3.2.Центр масс. Центр тяжести

Центром масс системы (тела) z

называется точка С, характеризующая распределение массы в системе, радиус-вектор которой равен отношению суммы произведений масс всех материальных точек системы на их радиусы-векторы к массе всей системы:

Центр масс однородных симметричных тел расположен в их геометрическом центре или на оси симметрии. Центр масс плоского тела в виде произвольного треугольника находиться на пересечении его медиан.

Центр довузовского образования, Кафедра физики

Центр масс системы движется так, как двигалась бы материальная точка с массой, равной массе всей системы под действием равнодействующей силы всех приложенных сил.

!!! Центр масс системы может менять свои координаты только под действием внешних сил, т.е. если на систему не действуют внешние силы, то координаты центра масс не изменяются.

Центром тяжести тела, находящегося в поле тяготения Земли, называют точку приложения равнодействующей всех сил тяжести, действующих на все части тела.

!!! В однородном поле тяжести центр тяжести совпадет с его центром масс.

3.3.Гидростатика и аэростатика

1.Давление – это физическая величина, равная отношению

2.Закон Паскаля: Добавочное давление, оказываемое на жидкость в каком-либо одном месте на ее границе, передается без изменения во все точки жидкости.

3.Гидравлическая машина

4. Гидростатическое давление

Под действием силы тяжести верхние слои жидкости действуют на нижние и, следовательно, возникает дополнительное

Уфимский государственный нефтяной технический университет

давление в жидкости, называемое гидростатическим:

p gh,

где ρ – плотность жидкости, h – глубина, отсчитываемая

от поверхности жидкости.

На поверхности Земли атмосферный слой воздуха оказывает

Полное давление в жидкости: p gh p0 .

5. Сообщающиеся сосуды

6. Закон Архимеда: Выталкивающая сила, действующая на тело, погруженное в жидкость (или газ), равна по модулю весу FA вытесненной жидкости (газа) в объеме

погруженной части тела

FA ж gVпогр ,

где ж – плотность жидкости, Vпогр – объем

Причиной возникновения силы Архимеда является разность гидростатических

давлений жидкости сверху и снизу тела.

Центр довузовского образования, Кафедра физики

4. ЭЛЕМЕНТЫ МОЛЕКУЛЯРНОЙФИЗИКИ

1.Основные положения молекулярно-кинетической теории:

Все вещества состоят из частиц (атомов или молекул).

Частицы находятся в непрерывном хаотическом движении, в результате которого они имеют различные скорости.

Между частицами существуют силы взаимодействия – силы притяжения и отталкивания.

2.Критерии агрегатных состояний вещества:

Если <Wк> >> |<Wп>| (модуль средней потенциальной энергии взаимодействия молекул <Wп> вещества много меньше их средней кинетической энергии <Wк>), то вещество находится в газообразном состоянии.

Если <Wк> ≈ |<Wп>|, то вещество находится в жидком состоянии.

Если <Wк> << |<Wп>|, то вещество находится в твердом состоянии.

3.Идеальный газ – это газ, молекулы которого удовлетворяют следующим условиям: 1) собственный объем молекул газа пренебрежимо мал по сравнению с объемом сосуда; 2) силы взаимодействия между молекулами отсутствуют, и столкновения молекул газа между собой и со стенками сосуда абсолютно упругие.

Идеальный газ – это физическая модель. Все полученные ниже

где k = 1,38∙10-23 Дж/К – постоянная Больцмана. [T] = K(Кельвин). Термодинамическая температура измеряется по шкале Кельвина и связана с температурой, измеренной по шкале Цельсия:

Уфимский государственный нефтяной технический университет

Tt 273,15.

5.Основное уравнение МКТ идеального газа:

p 13 n m0 кв2 ,

где p – давление газа; n N – концентрация молекул (число

V

молекул в единице объема); m0 – масса одной молекулы; кв –

среднеквадратичная скорость молекулы.

Средняя кинетическая энергия поступательного движения одной

6. Количество вещества

Один моль вещества – это количества вещества ( ), в котором содержится столько же атомов или молекул, сколько их содержится в углероде массой 0,012 кг. Это число называется постоянной Авогадро NA = 6,02∙1023 моль-1.

В системе единиц СИ: [ ] = моль.

7. Средняя квадратичная скорость: Из (4. .1) и (4. .2) следует

Центр довузовского образования, Кафедра физики

где m, p, V и T – соответственно масса, давление, объем и температура газа.

Подставляя (4. .3) и (4. .4) в (4. .5), получаем связь давления

с температурой: p nkT . Плотность газа из (4. .5): m p .

V RT

9. Парциальным давлением одного из газов в смеси

(компонента смеси) называется давление, под которым находился бы этот газ, если бы из смеси были удалены все остальные газы, а объем и температура сохранились прежними.

Закон Дальтона: Давление смеси газов равно сумме парциальных давлений компонентов смеси газов.

4.1. Изопроцессы

Изопроцесс – это процесс изменения состояния газа постоянной массы, при котором один из термодинамических параметров остается неизменным.

1. Изотермический процесс – это процесс, проходящий при постоянной температуре и неизменной массе газа T = Const

(m = Const).

Закон Бойля-Мариотта: pV Const .

Изотермы (графики изотермического процесса)

Уфимский государственный нефтяной технический университет

Закон Гей-Люссака: V Const .

T

Изобары (графики изобарного процесса)

V2 >V1

V1

V2

3. Изохорный процесс – это процесс, проходящий при постоянном объеме и неизменной массе газа V = Const

(m = Const).

Закон Шарля: p Const .

T

Изохоры (графики изохорного процесса)

V1

V2

Центр довузовского образования, Кафедра физики

4.2. Влажность воздуха

Давление, которое производил бы водяной пар, если бы все остальные газы отсутствовали, называют парциальным давлением (или упругостью) водяного пара.

Абсолютной влажностью воздуха называют плотность водяного пара ρ, содержащегося в воздухе.

где р – парциальное давление водяного пара, ρ – абсолютная влажность.

Единица измерения абсолютной влажности в системе единиц СИ: [ρ] = кг/м3.

Пар, находящийся в динамическом равновесии со своей жидкостью называется насыщенным паром.

Относительной влажностью воздуха φ называют выраженное в процентах отношение парциального давления р водяного пара, содержащегося в воздухе при данной температуре, к давлению рн насыщенного пара при той же температуре:

Температура Тр, до которой должен охладиться воздух, чтобы находящийся в нем водяной пар достиг состояния насыщения (при данной влажности воздуха и неизменном давлении), называется точкой росы.

!!! Давление насыщенного водяного пара при температуре воздуха, равной точке росы, и есть парциальное давление водяного пара, содержащегося в атмосфере.

Уфимский государственный нефтяной технический университет

5.ТЕРМОДИНАМИКА

1.Теплоемкость тела – это физическая величина, равная

Удельная теплоемкость вещества – это теплоемкость единицы

Молярная теплоемкость вещества – это теплоемкость одного

В зависимости от процесса теплоемкость может быть положительной, отрицательной, нулевой или равной бесконечности.

где СP – молярная теплоемкость газа при постоянном давлении, СV – молярная теплоемкость газа при постоянном объеме.

Для одноатомного газа: CV 3R/2, для двухатомного газа:

CV 5R/2, для многоатомного газа CV 3R .

2. Работа газа

Работа газа в любом процессе равна p площади под графиком p(V) этого процесса и осью объема.

Центр довузовского образования, Кафедра физики

Работа газа в изобарном процессе: A p(V2 V1).

Работа газ в изохорном процессе: А 0.

3.Внутренняя энергия газа: U CV T ; изменение внутренней энергии газа: U CV T .

где Q – количество теплоты, переданное системе, U – изменение внутренней энергии системы, А – работа системы над внешними телами. А = –А', где А' – работа, совершаемая внешними силами над системой.

Уфимский государственный нефтяной технический университет