- •2. Плавление и отвердевание кристаллических тел и объяснение этих процессов на основе представлений о дискретном строении вещества. Удельная теплота плавления.
- •Уравнение Теплового Баланса. Первый Закон Термодинамики
- •Первый закон термодинамики
- •Применение первого закона термодинамики к процессам в одноатомных идеальных газах
- •Первый закон Ньютона
- •[Править] Современная формулировка
- •Второй закон Ньютона
- •[Править] Современная формулировка
- •Третий закон Ньютона
- •[Править] Современная формулировка
- •2. Проводники в электростатическом поле. Диэлектрики в электрическом поле. Поляризация диэлектриков. Проводники в электрическом поле.
- •И деальный газ оказывает на стенки сосуда давление 1,01•105 Па. Тепловая скорость движения молекул 500 м/с. Найдите плотность газа.
- •1. Сила упругости. Закон Гука. Силы трения. Силы упругости
- •Закон Гука
- •2. Потенциальность электростатического поля. Потенциал и разность потенциалов.
- •Найти максимальную высоту, на которую поднимется камень, брошенный вертикально вверх со скоростью 20 м/с?
- •1. Импульс. Закон сохранения импульса. Реактивное движение.
- •2. Электроемкость. Конденсаторы. Энергия электрического поля конденсатора.
- •3. Шар массой 1 кг, летящий со скоростью 4 м/с, при ударе сжимает пружину. Найти максимальную энергию сжатия пружины.
- •1. Работа силы. Кинетическая энергия. Потенциальная энергия. Закон сохранения механической энергии. Работа силы (сил) над одной точкой
- •Работа силы (сил) над системой или неточечным телом
- •2. Сила тока. Закон Ома для участка цепи.
- •1. Статика. Момент силы. Условия равновесия твердого тела.
- •2. Сопротивление. Электрические цепи.
- •1. Возникновение атомистической гипотезы строения вещества и ее экспериментальные доказательства. Размеры и масса молекул. Количество вещества. Моль. Постоянная Авогадро.
- •Возрождение и раннее Новое время
- •2. Последовательное и параллельное соединения проводников.
- •[Править] Катушка индуктивности
- •[Править] Электрический конденсатор
- •[Править] Мемристоры
- •3. Через какой промежуток времени с момента старта мотоциклист, двигаясь с постоянным ускорением 5 м/с2 , разовьет скорость 90 км/ч?
- •1. Броуновское движение. Силы взаимодействия молекул. Строение газообразных, жидких и твердых тел. Тепловое движение молекул.
- •Построение классической теории
- •2. Основное уравнение мкт. Давление идеального газа. Связь давления и температуры.
- •3. Резистор сопротивлением r подключен к параллельно соединенным батареям с эдс 1и 2 и внутренними сопротивлениями соответственно r1 и r2. Определить ток, текущий через нагрузку.
- •1. Модель идеального газа. Границы применимости модели. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории газа.
- •2. Работа и мощность тока. Электродвижущая сила. Закон Ома для полной цепи.
- •Эдс индукции
- •2. Электрический ток в металлах.
- •3. Напряженность поля в точке а направлена на восток и равна 2 • 105 н/Кл. Какая сила и в каком направлении будет действовать на заряд -3 мкКл?
- •1. Внутренняя энергия. Работа в термодинамике. Количество теплоты. Теплоемкость.
- •Работа в термодинамике
- •2. Зависимость сопротивления от температуры.
- •3. Сила взаимодействия двух одинаковых точечных зарядов, находящихся на расстоянии 0,5 м, равна 3,6 н. Найдите значения этих зарядов.
- •1. Первый закон термодинамики. Изопроцессы. Изотермы Ван-дер-Ваальса. Адиабатный процесс.
- •2. Сверхпроводимость.
- •1. Второй закон термодинамики: статистическое истолкование необратимости процессов в природе. Порядок и хаос.
- •2. . Собственная и примесная проводимости полупроводников, p— n переход. Полупроводниковый диод.
- •1. Тепловые двигатели: двигатель внутреннего сгорания, дизель. Холодильник: устройство и принцип действия. Кпд двигателей. Проблемы энергетики и охраны окружающей среды.
- •2. Транзистор.
- •3. Два шара массами 1 и 2 кг, скользят по гладкой поверхности на запад и север со скоростями 10 и 5 м/с соответственно. Определить направление и модуль импульса системы шаров.
- •2. Электрический ток в жидкостях.
- •1. Влажность воздуха. Кристаллические и аморфные тела. Модели строения твердых тел.
- •2. Электрический ток в вакууме. Электрический ток в газах. Плазма.
Эдс индукции
Причиной электродвижущей силы может стать изменение магнитного поля в окружающем пространстве. Это явление называется электромагнитной индукцией. Величина ЭДС индукции в контуре определяется выражением
где — поток магнитного поля через замкнутую поверхность , ограниченную контуром. Знак «−» перед выражением показывает, что индукционный ток, созданный ЭДС индукции, препятствует изменению магнитного потока в контуре (см. правило Ленца).
Закон Ома для полной цепи - сила тока в цепи пропорциональна действующей в цепи ЭДС и обратно пропорциональна сумме сопротивлений цепи и внутреннего сопротивления источника.
3. Кислород массой 32 г находится в закрытом сосуде под давлением 0,1 МПа при температуре 17 °C После нагревания давление в сосуде увеличилось в 2 раза. Найдите объем сосуда; температуру, до которой нагрели газ; количество теплоты, сообщенное газу.
Кислород массой 32 г находится в закрытом сосуде под давлением 0,1 МПа при температуре 290 К. После нагревания давление в сосуде повысилось в 4 раза. Определить: 1) объем сосуда; 2) температуру, до которой газ нагрели; 3) количество теплоты, сообщенное газу. Ответ: 1) 2,4.10-2 м3; 2) 1,16 кК; 3) 18,1 кДж.
Билет №14
1. Тепловое равновесие. Определение температуры. Абсолютная температура. Температура – мера средней кинетической энергии молекул. Измерение скоростей движения молекул газа.
Тепловое Равновесие. Температура
Величины, характеризующие состояние макроскопических тел без учета их молекулярного строения, называются макроскопическими параметрами. К ним относятся давление и температура, объем, масса, концентрация отдельных компонентов смеси газа и др.
Состояние термодинамической системы, в которое она самопроизвольно приходит через достаточно большой промежуток времени в условиях изоляции от окружающей среды, называется тепловым равновесием. В этом состоянии параметры системы не изменяются со временем - это означает, что в системе не меняются объем и давление, не происходит теплообмен, отсутствуют превращения газов, жидкостей и твердых тел. В состоянии теплового равновесия объем, давление могут быть различными в разных частях термодинамической системы, и только температура во всех частях термодинамической системы, находящейся в состоянии теплового равновесия, является одинаковой. Микроскопические процессы внутри тела не прекращаются и при тепловом равновесии: меняются положения молекул, их скорости при столкновениях.
Температура характеризует степень нагретости тела. Она является макроскопическим параметром, характеризующим тепловое равновесие систем тел: все тела системы, находящиеся друг с другом в тепловом равновесии, имеют одну и ту же температуру, а другие макроскопические параметры (р, V, т) могут быть различны.
Температура служит мерой средней кинетической энергии молекул:
где k - постоянная Больцмана, k = 1,38 • 10-23Дж/К, Т - температура по абсолютной шкале.
Температура измеряется термометрами, которые могут быть градуированы по разным шкалам. Международной шкалой является абсолютная температурная шкала. Кроме этого широко используется шкала Цельсия.
Прибор для измерения температуры посредством контакта с исследуемой средой - термометр. Действие термометра основано на различных физических явлениях, зависящих от температуры (тепловое расширение газов, жидкостей и твердых тел, изменение электрического сопротивления, возникновение термоЭДС и др.) Наиболее распространены жидкостные термометры, манометрические термометры, термометры сопротивления.
Методы измерения различны для разных диапазонов измеряемых температур и зависят от условий измерений и требуемой точности. Их можно разделить на две группы: контактные и бесконтактные. При контактных методах прибор, измеряющий температуру среды, должен находиться с нею в тепловом равновесии, т. е. иметь с нею одинаковую температуру, а при бесконтактных - путем опосредованных измерений.
Абсолютная температура (термодинамическая температура) - параметр состояния, характеризующий макроскопическую систему в состоянии термодинамического равновесия. Абсолютная температура введена в 1848 г. английским физиком У. Томсоном (Кельвином) (1824 - 1907), обозначается символом Т, выражается в Кельвинах (К) и отсчитывается от абсолютного нуля температуры.
Абсолютный нуль температуры расположен на 273,15 °С ниже нуля температуры по шкале Цельсия. С приближением температуры к абсолютному нулю стремится к нулю теплоемкость, коэффициент теплового расширения и др. По представлениям классической физики при абсолютном нуле температур энергия теплового (хаотического) движения молекул и атомов вещества равна нулю.
В астрономии температуру тел T принято измерять в К – кельвинах. Шкала Кельвина (или абсолютная температурная шкала) – шкала, в которой температура замерзания воды принята равной 273,15 K, а температура ее кипения – 373,15 K. На практике часто используют приближенные значения: 273 и 373. Температуру, отсчитываемую по абсолютной шкале, называют абсолютной. Температуру, равную 0 К, называют абсолютным нулем
Температура - мера средней кинетической энергии |
|
|
|
|
|
|
Сравнивая уравнение состояния идеального газа и основное уравнение кинетической теории газов, записанные для одного моля (для этого число молекул N возьмём равным числу Авогадро NА), найдём среднюю кинетическую энергию одной молекулы: и . Откуда . (31) Средняя кинетическая энергия поступательного движения молекулы не зависит от её природы и пропорциональна абсолютной температуре газа T. Отсюда следует, что абсолютная температура является мерой средней кинетической энергии молекул. Величина R/NА = k в уравнении (31) получила название постоянной Больцмана и представляет собой газовую постоянную, отнесенную к одной молекуле: k = 1,38·10-23 Дж/К-23. Так как = kТ, то средняя квадратичная скорость равна . (32) Подставляя значение средней кинетической энергии поступательного движения молекул (31) в основное уравнение молекулярно–кинетической теории газов, получим другую форму уравнения состояния идеального газа: P = n0kT. (33) Давление газа пропорционально произведению числа молекул в единице объема на его термодинамическую температуру.
|
Измерение скоростей движения молекул газа.