1.Изменение внутренней энергии в процессе теплопередачи. Кипение.

Мы видели, что при уменьшении механической энергии системы тел происходит соответствующее увеличение их внутренней энергии, а уменьшение внутренней энергии связано с увеличением механической энергии. Эти изменения внутренней энергии тел происходят при совершении той или иной работы (работы при движении с трением, работы при расширении газа и т. п.). При этом и изменение механической энергии и соответствующее этому изменение внутренней энергии равны произведению действующей силы на пройденный путь, т. е. величине, характеризующей произведенную работу.Однако было бы неправильно считать, что изменение внутренней энергии тела может происходить только при совершении работы. Например, при остывании печи никакой работы не совершается, а внутренняя энергия печи уменьшается. При этом, однако, окружающие тела — воздух, стены, предметы в комнате — нагреваются, т. е. увеличивают свою внутреннюю энергию. В этих случаях принято говорить, что происходит передача теплоты: печь отдает некоторое количество теплоты, а окружающие тела получают такое же количество теплоты. Таким образом, мы называем передачей теплоты такой процесс, при котором внутренняя энергия одних тел уменьшается, а других — соответственно увеличивается, причем механическая энергия тел не изменяется и никакая работа не совершается.Отметим, что при процессе теплопередачи далеко не всегда меняется тепловое состояние тел, т. е. их температура; например, когда лед тает, то передача теплоты меняет состояние тела (лед из твердого состояния переходит в жидкое), но температура его остается неизменной.

Для характеристики процесса теплопередачи вводится понятие количества теплоты; количеством теплоты мы называем то изменение внутренней энергии тела, которое происходит при теплопередаче.Итак, внутренняя энергия тела может изменяться при двух видах процессов: а) при совершении работы; б) при передаче теплоты. Конечно, возможны и такие случаи, когда имеют место одновременно и совершение работы и передача теплоты.

Кипе́ние — процесс парообразования по всему объёму жидкости (переход вещества из жидкого в газообразное состояние). Поскольку при кипении изменяется удельный объём вещества, то кипение — это фазовый переход первого рода. Кипение происходит гораздо более интенсивно, чем испарение с поверхности, из-за образования очагов парообразования, обусловленных как достигнутой температурой кипения, так и наличием примесей.

На процесс образования пузырьков можно влиять с помощью давления, звуковых волн, ионизации. В частности, именно на принципе вскипания микрообъёмов жидкости от ионизации при прохождении заряженных частиц работает пузырьковая камера.

Кипячение — нагревание жидкости (обычно воды) до температуры кипения. Физический способ дезинфекции.

2.Закон электромагнитной индукции. Самоиндукция. Электромагнитное поле.

Электромагнитная индукция — явление возникновения электрического тока в замкнутом контуре при изменении магнитного потока, проходящего через него.

Электромагнитная индукция была открыта Майклом Фарадеем в 1831 году. Он обнаружил, что электродвижущая сила, возникающая в замкнутом проводящем контуре, пропорциональна скорости изменения магнитного потока через поверхность, ограниченную этим контуром. Величина э.д.с. не зависит от того, что является причиной изменения потока — изменение самого магнитного поля или движение контура (или его части) в магнитном поле. Электрический ток, вызванный этой э.д.с. , называется индукционным током.

Закон Фарадея

, где — электродвижущая сила, действующая вдоль произвольно выбранного контура, — магнитный поток через поверхность, натянутую на этот контур.

Самоиндукция, возникновение эдс индукции в проводящем контуре при изменении в нём силы тока; частный случай индукции электромагнитной. При изменении тока в контуре меняется поток магнитной индукции через поверхность, ограниченную этим контуром, в результате чего в нём возбуждается эдс — эдс С. Направление эдс С. определяется Ленца правилом, т. е. при увеличении тока в цепи эдс С. препятствует возрастанию тока, а при уменьшении тока — его убыванию. Т. о., С. подобна явлению инерции в механике. Эдс С. el пропорциональна скорости изменения силы тока i и индуктивности L контура: el= —L di/dt.

В электрической цепи, содержащей постоянную эдс, при замыкании цепи сила тока за счёт эдс С. устанавливается не мгновенно, а через некоторый промежуток времени (см. Переходные процессы), а при размыкании цепи ток не прекращается мгновенно; возникающая при размыкании цепи эдс С. может во много раз превысить эдс источника. В цепи переменного тока вследствие С. сила тока в катушке, обладающей индуктивностью, отстаёт по фазе от напряжения на концах катушки на p/2 (см. Переменный ток).

Явление С. играет важную роль в электротехнике и радиотехнике. Благодаря С. происходит перезарядка конденсатора, соединённого последовательно с катушкой индуктивности (см. Колебательный контур), в результате в контуре возникают свободные электромагнитные колебания.

Электромагнитное поле, особая форма материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между электрически заряженными частицами (см. Поля физические). Э. п. в вакууме характеризуется вектором напряжённости электрического поля Е и магнитной индукцией В, которые определяют силы, действующие со стороны поля на неподвижные и движущиеся заряженные частицы. Наряду с векторами Е и В, измеряемыми непосредственно, Э. п. может характеризоваться скалярным j и векторным А потенциалами, которые определяются неоднозначно, с точностью до градиентного преобразования (см. Потенциалы электромагнитного поля). В среде Э. п. характеризуется дополнительно двумя вспомогательными величинами: напряжённостью магнитного поля Н и электрической индукцией D (см. Индукция электрическая и магнитная).

Билет№18