16 вопрос. Второе начало термодинамики —1- физический принцип, накладывающий ограничение на направление процессов передачи тепла между телами.2- принцип, устанавливающий необратимость макроскопических процессов, протекающих с конечной скоростью

1. Превращение, единственный конечный результат которого состоит в переводе в работу тепла, извлечённого из источника, который на всём протяжении имеет одинаковую температуру, невозможно (М. Планк).

2. Невозможно при помощи неодушевлённого материального двигателя непрерывно получать работу, только охлаждая какую-либо массу вещества ниже температуры самой холодной части окружающей среды (В. Томсон (Кельвин)).

3. Невозможно построить "вечный двигатель второго рода", то есть периодически работающую машину, которая производила бы только подъём груза за счёт охлаждения теплового резервуара (В. Оствальд).

4. Тепло не может самопроизвольно переходить от более холодного к более тёплому телу (Р. Клаузиус).

5.Превращение механической работы в тепло может быть полным, однако обратное превращение тепла в работу обязательно должно быть неполным, поскольку всякий раз, когда количество тепла преобразуется в работу, другое количество тепла должно подвергнуться соответствующему компенсирующему изменению (М. Планк).

17 Вопрос. Химическая связь и хим.Реакции.

Химическая связь — явление взаимодействия атомов, обусловленное перекрыванием электронных облаков связывающихся частиц, которое сопровождается уменьшением полной энергии системы. Термин «химическое строение» впервые ввёл А. М. Бутлеров в 1861 году. Так же он заложил основы теории химического строения:

1.Атомы в молекулах соединены друг с другом в определенной последовательности. Изменение этой последовательности приводит к образованию нового вещества с новыми свойствами.

2.Соединение атомов происходит в соответствии с валентностью.

3.Свойства веществ зависят не только от их состава, но и от "химического строения", т.е. от порядка соединения атомов в молекулах и характера их взаимного влияния. Наиболее сильно влияют друг на друга атомы, непосредственно связанные между собой.

Типы связей:

Ковалентная – химическая связь, возникающая в результате образования общих электронных пар.

Ковалентная Полярная – связь, образованная атомами, электроотрицательности которых отличаются.

A• + •В -> А : В

Пример: СН4

КовалентнаяНеполярная – связь между атомами, электроотрицательности которых одинаковы.

Связь образует простые вещества (О2, С12, N2)

Ионная – связь, возникающая в результате электростатистического притяжения катионов и анионов (положительно и отрицательно заряженных ионов). Образуется между атомами с большой электроотрицательностью.

А• + •В = А+ + [:В]-

Металлическая – связь, которую оуществляют относительно свободные электроны между катионами металлов, образующих металлическую кристаллическую решетку.

Во всех узлах кристаллической решетки расположены положительные ионы металла. Между ними беспорядочно движутся валентные электроны. Эти электроны играют роль цемента, удерживая вместе положительные ионы; в противном случае решетка распалась бы под действием сил отталкивания между ионами. Вместе с тем и электроны удерживаются ионами в пределах кристаллической решётки и не могут её покинуть.

Водородная – связь, которая имеет частично электростатический, частично ковалентный характер.

Результатом таких взаимодействий являются комплексы RA-H•••BR' различной степени стабильности, в которых атом водорода выступает в роли "моста", связывающего фрагменты RA и BR'.

Атом с большой электроотрицательностью, например, фтор в молекуле HF смещает на себя электронное облако, приобретая значительный эффективный отрицательный заряд, а ядро атома водорода (протон) почти лишается электронного облака и приобретает эффективный положительный заряд. Между протоном атома водорода и отрицательно заряженным атомом фтора соседней молекулы возникает электростатическое притяжение, что и приводит к образованию водородной связи.

Атом водорода, соединенный с атомом сильно электроотрицательного элемента, способен к образованию еще одной химической связи с другим сильно электроотрицательным атомом.

Химическая реакция - превращение одного или нескольких исходных веществ (реагентов) в отличающиеся от них по химическому составу или строению вещества (продукты реакции). Это такое химическое взаимодействие частиц, при котором происходит перераспределение электронов и ядер и образуются новые вещества.

Классификация химических реакций:

1.По типу превращений реагирующих частиц: разложения (NH4=N2+H2O); соединения (Ca CO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2); замещения (3H2SO4+2Al=Al2(SO4)3+3H2); обмена (H2SO4+2KOH=K2SO4+2H2O).

2.По тепловому эффекту: экзотермические (+Q) (все реакции соединения, кроме N2+O2=2NO-Q) и эндотермические (тепло поглощается) (Все реакции разложения, кроме 2NO=N2+O2)

3.По фазовому состоянию реагирующей системы: Гомогенные гомофазные (NaOH(р.) + HCl(р.) → NaCl(р.) + H2O) (реагенты и продукты в одинаковых состояниях); Гетерогенные гетерофазные (реагенты и продукты в любом фазовом состоянии) (CaCO3(т.) + 2HCl(р.) → CaCl2(р.) + CO2(г.) + H2O(ж.)); Гетерогенные гомофазные (протекают в пределах одной фазы, однако реакционная смесь является гетерогенной) (NH3(г.) + HCl(г.) → NH4Cl(т.)); Гомогенные гетерофазные (Реагенты и продукты в такой реакции существуют в пределах одной фазы, однако реакция протекает на поверхности раздела фаз) (N2(г.) + 3H2(г.) → 2NH3(г.) (кат. Pt)).

4.По изменению степеней окисления реагентов: Окислительно-восстановительные (2H2+O2=2H2O) (атомы одного элемента (окислителя) восстанавливаются, то есть понижают свою степень окисления, а атомы другого элемента (восстановителя) окисляются, то есть повышают свою степень окисления); Не окислительно-восстановительные реакции (HNO3+NaOH=NaNO3+H2O).

18.вопрос Специальная теория относительности Энштейна- (СТО) (нем. spezielle Relativitätstheorie; ча́стная тео́рия относи́тельности; релятивистская механика) — теория, описывающая движение, законы механики и пространственно-временные отношения, определяющие их, при скоростях движения, близких к скорости света. В рамках специальной теории относительности классическая механика Ньютона является приближением низких скоростей. Обобщение СТО для гравитационных полей образует общую теорию относительности.

Отклонения в протекании физических процессов, описываемые теорией относительности, от эффектов, предсказываемых классической механикой, называют релятивистскими эффектами, скорости, при которых такие эффекты становятся существенными — релятивистскими скоростями.

три постулата (предположений):

1.Справедлив принцип относительности Эйнштейна — расширение принципа относительности Галилея.

2.Скорость света не зависит от скорости движения источника во всех инерциальных системах отсчёта.

3.Пространство и время однородны, пространство является изотропным.

Формулировка второго постулата может быть шире: «Скорость света постоянна во всех инерциальных системах отсчёта», но для вывода СТО достаточно его исходной формулировки Эйнштейном, записанной выше. Третий постулат в явном виде обычно не фигурирует в вариантах вывода СТО, но подразумевается. Приписывание постулатов Эйнштейну правомерно в той степени, что до его работы эти уже сформулированные отдельно друг от друга (в частности, А. Пуанкаре) утверждения в совокупности явным образом никем не рассматривались. Иногда в постулаты СТО также добавляют условие синхронизации часов по А. Эйнштейну, но принципиального значения оно не имеет: при других условиях синхронизации лишь усложняется математическое описание экспериментальной ситуации без изменения предсказываемых и измеряемых эффектов

В пределах своей области применимости — при пренебрежении эффектами гравитационного взаимодействия тел — СТО является справедливой с очень высокой степенью точности (до 10−12 и выше). По меткому замечанию Л. Пэйджа, «в наш век электричества вращающийся якорь каждого генератора и каждого электромотора неустанно провозглашает справедливость теории относительности — нужно лишь уметь слушать».

При движении с околосветовыми скоростями видоизменяются также и законы динамики. Так, можно вывести, что второй закон Ньютона, связывающий силу и ускорение, должен быть модифицирован при скоростях тел, близких к скорости света. Кроме того, можно показать, что и выражение для импульса и кинетической энергии тела уже имеет более сложную зависимость от скорости, чем в нерелятивистском случае.

Специальная теория относительности получила многочисленные подтверждения на опыте и является безусловно верной теорией в своей области применимости

Четырёхмерный континуум — пространство-время

С математической точки зрения, непривычные свойства СТО можно интерпретировать как результат того, что время и пространство не являются независимыми понятиями, а образуют пространство-время Минковского, которое является псевдоевклидовым пространством. Вращения базиса в этом четырёхмерном пространстве-времени, смешивающие временную и пространственные координаты 4-векторов, выглядят для нас как переход в движущуюся систему отсчета и похожи на вращения в обычном трёхмерном пространстве. При этом естественно изменяются проекции четырёхмерных интервалов между определёнными событиями на временную и пространственные оси системы отсчёта, что и порождает релятивистские эффекты изменения временных и пространственных интервалов. Именно инвариантная структура этого пространства, задаваемая постулатами СТО, не меняется при переходах от одного условия синхронизации часов к другому, и гарантирует независимость результатов экспериментов от принятого условия.