- •1. М е х а н и к а.
- •Примеры решения задач:
- •Задачи для самостоятельной работы:
- •2. З а к о н ы с о х р а н е н и я
- •Примеры решения задач:
- •Задачи для самостоятельной работы.
- •3. М о л е к у л я р н а я ф и з и ка и т е р м о д и н а м и к а
- •Пример решения задач:
- •Задачи для самостоятельной работы.
- •4. Э л е к т р о д и н а м и к а
- •Примеры решения задач:
- •Задачи для самостоятельной работы:
- •5. К о л е б а н и я и в о л н ы
- •Примеры решения задач:
- •Задачи для самостоятельной работы.
- •6. О п т и к а
- •Задачи для самостоятельной работы.
- •7. К в а н т о в а я ф и з и к а
- •Пример решения задач:
- •Задачи для самостоятельной работы.
- •Р а з д е л д л я п о в т о р е н и я:
3. М о л е к у л я р н а я ф и з и ка и т е р м о д и н а м и к а
В основе молекулярно-кинетической теории (МКТ) строения вещества лежат утверждения:
1. Вещество состоит из мельчайших частиц (молекул, атомов,…).
2. Частицы беспорядочно движутся.
3. Частицы взаимодействуют друг с другом..
Относительной молярной массой (атомной) называют отношение массы молекулы (атома) данного вещества к 1/12 массы атома углерода:.
Молярная масса вещества – масса вещества, взятого в количестве одного моля: , где- постоянная Авогадро. В одном моле любого вещества содержитсямолекул.
Количеством вещества называется отношение числа молекулк числу Авогадро:.
Идеальный газ – газ, в котором молекулы движутся свободно и взаимодействуют между собой и со стенками сосуда только при столкновениях (эта модель удовлетворительно описывает достаточно разреженные газы).
Концентрацией молекул n называется отношение числа молекул N в объеме V к этому объему V: .
Давление p можно выразить формулой: - основное уравнение молекулярно–кинетической теории (МКТ) газов.
Средняя кинетическая энергия , где- постоянная Больцмана.
Уравнение Менделеева – Клапейрона , где- универсальная газовая постоянная.
Уравнение Клапейрона: .
Изопроцессы – процессы, протекающие при неизменном значении одного из параметров (p,V,T).
закон Бойля – Мариотта; процесс изменения состояния термодинамической системы, при постоянной температуре – изотермический , при.
закон Гей-Люссака; процесс изменения термодинамической системы, при постоянном давлении – изобарный , при.
закон Шарля; процесс изменения термодинамической системы, при постоянном объеме – изохорный , при.
Внутренняя энергия тела U – это энергия движения и взаимодействия его частиц,
Для одноатомного газа
- идеальный газ:U=3/2NkT
Внутренняя энергия – функция макроскопических параметров состояния тела.
Способы изменения внутренней энергии:
Совершение работы (перемещение частей относительно друг друга).
Теплообмен (процесс переноса части внутренней энергии от одного тела к другому или между частями тела, обусловленный различной температурой и несвязанный с совершением работы).
Часть внутренней энергии, передаваемая при теплообмене, называют количеством теплоты.
Нагревание, охлаждение |
Парообразование, конденсация |
Плавление, кристаллизация |
Q=cmt |
Q= r m |
Q= ג m |
Количество теплоты – функция процесса.
А - работа газа при изменении его объема.
Удельная теплоемкость вещества – это величина равная количеству теплоты, необходимого для нагревания 1 кг вещества на 1К.
Молярная теплоёмкость - это физическая величина, численно равная количеству теплоты, необходимого для нагревания 1 моль вещества на 1 К.
, М - молярная масса вещества.
Первый закон термодинамики: изменение внутренней энергии системы при переходе ее из одного состояния в другое равно сумме работы внешних сил и количества теплоты, переданного системе: .
При изохорном процессе, V=const, A=const, то (при нагреванииQ>0).
При изотермическом процессе ,.
при изобарном процессе .
Второй закон термодинамики:
Все самопроизвольные процессы в любой неравновесной системе происходит в направлении, при котором энтропия системы возрастает, пока не достигнет максимального значения, соответствующего состоянию теплового равновесия.
Третий закон термодинамики: абсолютный нуль температуры не достижим, к нему лишь можно асимптотически приближаться.
Тепловые двигатели – устройства, совершающие механическую работу за счет использования внутренней энергии топлива:
Коэффициент теплового двигателя (КПД): .