- •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.
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?
Билет №15
1. Внутренняя энергия. Работа в термодинамике. Количество теплоты. Теплоемкость.
Вну́тренняя эне́ргия тела (обозначается как E или U) — это сумма энергий молекулярных взаимодействий и тепловых движений молекулы. Внутренняя энергия является однозначной функцией состояния системы. Это означает, что всякий раз, когда система оказывается в данном состоянии, её внутренняя энергия принимает присущее этому состоянию значение, независимо от предыстории системы. Следовательно, изменение внутренней энергии при переходе из одного состояния в другое будет всегда равно разности между ее значениями в конечном и начальном состояниях, независимо от пути, по которому совершался переход.
Внутреннюю энергию тела нельзя измерить напрямую. Можно определить только изменение внутренней энергии:
где
— подведённая к телу теплота, измеренная в джоулях
[1] — работа, совершаемая телом против внешних сил, измеренная в джоулях
U = A/q Эта формула является математическим выражением первого начала термодинамики
Для квазистатических процессов выполняется следующее соотношение:
где
— температура, измеренная в кельвинах
— энтропия, измеренная в джоулях/кельвин
— давление, измеренное в паскалях
— химический потенциал
— количество частиц в системе
Работа в термодинамике
При рассмотрении термодинамических процессов механическое перемещение макротел в целом не рассматривается. Понятие работы здесь связывается с изменением объема тела, т.е. перемещением частей макротела друг относительно друга. Процесс этот приводит к изменению расстояния между частицами, а также часто к изменению скоростей их движения, следовательно, к изменению внутренней энергии тела.
Рис. 1
Пусть в цилиндре с подвижным поршнем находится газ при температуре T1 (рис. 1). Будем медленно нагревать газ до температуры T2. Газ будет изобарически расширяться, и поршень переместится из положения 1 в положение 2 на расстояние Δl. Сила давления газа при этом совершит работу над внешними телами. Так как p = const, то и сила давления F = pS тоже постоянная. Поэтому работу этой силы можно рассчитать по формуле
где ΔV — изменение объема газа. Если объем газа не изменяется (изохорный процесс), то работа газа равна нулю.
Сила давления газа выполняет работу только в процессе изменения объема газа.
При расширении (ΔV > 0) газа совершается положительная работа (А > 0); при сжатии (ΔV < 0) газа совершается отрицательная работа (А < 0), положительную работу совершают внешние силы А’ = -А > 0.
Запишем уравнение Клапейрона—Менделеева для двух состояний газа:
Следовательно, при изобарном процессе
Если m = М (1 моль идеального газа), то при ΔΤ = 1 К получим R = A. Отсюда вытекает физический смысл универсальной газовой постоянной: она численно равна работе, совершаемой 1 моль идеального газа при его изобарном нагревании на 1 К.
На графике p = f(V) при изобарном процессе работа равна площади заштрихованного на рисунке 2, а прямоугольника.
Рис. 2
Если процесс не изобарный (рис. 2, б), то кривую p = f(V) можно представить как ломаную, состоящую из большого количества изохор и изобар. Работа на изохорных участках равна нулю, а суммарная работа на всех изобарных участках будет
, или
т.е. будет равна площади заштрихованной фигуры. При изотермическом процессе (Т = const) работа равна площади заштрихованной фигуры, изображенной на рисунке 2, в.
Определить работу, используя последнюю формулу, можно только в том случае, если известно, как изменяется давление газа при изменении его объема, т.е. известен вид функции p(V).
Таким образом, газ при расширении совершает работу. Приборы и агрегаты, действия которых основаны на свойстве газа в процессе расширения совершать работу, называются пневматическими. На этом принципе действуют пневматические молотки, механизмы для закрывания и открывания дверей на транспорте и др.
Коли́чество теплоты́ — энергия, которую получает или теряет тело при теплопередаче. Количество теплоты является одной из основных термодинамических величин.
Количество теплоты является функцией процесса, а не функцией состояния, то есть количество теплоты, полученное системой, зависит от способа, которым она была приведена в текущее состояние.
Единица измерения: Джоуль Дж
Теплоёмкость тела (обычно обозначается латинской буквой C) — физическая величина, определяющая отношение бесконечно малого количества теплоты δQ, полученного телом, к соответствующему приращению его температуры δT:
Единица измерения теплоёмкости в системе СИ — Дж/К.
|