vse_voprosy

Физический метод исследования состоит из нескольких этапов :
-Наблюдение (опыт)
В основе физических исследований лежат наблюдения.

-Эксперимент (наблюдение в фиксированных условиях)
Гипотезы проверяются с помощью продуманного эксперимента, в котором явление проявлялось бы в как можно более чистом виде и не осложнялось бы другими явлениями.

-Гипотеза
 Обобщение наблюдений позволяет физикам формулировать гипотезы о совместных общих чертах этих явлений, по которым велись наблюдения.

-Физическая теория
 Анализируя закономерности и параметры, физики строят физические теории, которые позволяют объяснить изучаемые явления на основе представлений о строении тел и веществ и взаимодействие между их составными частями.
Единицей физической величины является условно выбранная физическая величина, имеющая тот же смысл, что и исходная.
Система единиц – совокупность физических величин, относящаяся к некоторой системе величин.
Основные единицы СИ :
L – длина, [L]= 1 метр
M – масса, [M] = 1 килограмм
Т – время, [T] = 1 секунда
I – сила тока, [I] = 1 ампер
Буква <н> в кружочке – температура, = 1 кельвин

·(ню) – химическое количество вещества, = 1 моль
y – сила света, = 1 кандела
Размерность – выражение, показывающие связь данной величины с физическими величинами, положенными в основу при построении системы единиц.
Метод анализа размерности позволяет установить вид физической зависимости без коэффициента. Данный метод позволяет получить функциональный вид зависимости между физическими величинами в тех случаях, когда законы, описывающие это явление неизвестны, либо когда явление описывается системой с большим количеством уравнений.




Физическая модель – это физическая или математическая система, построенная для исследования физических объектов и явлений, приближенно представляющее их существенные свойства.
Материальная точка – тело, размерами и формой которого в условиях данной задачи можно пренебречь.
Система материальных точек – это любое протяженное тело или система таких тел.
Абсолютно твердое тело – тело, деформацией которого в условиях данной задачи можно пренебречь.
Сплошная среда -  механическая система, обладающая бесконечным числом внутренних степеней свободы.


Прямолинейное (поступательное) движение точки – это движение, при котором любая прямая, жестко связанная с движущимся телом, остается параллельной своему первоначальному положению.
Кинематическое описание движения : Траектория, скорость, ускорение.
Система отсчета – совокупность системы координат и часов, связанных с телом, по отношению к которому изучается движение каких-нибудь других материальных точек. (Декартовая, полярная – для кинематики).
Скорость – это кинематическая характеристика движения.
V=S/T
Ускорение – физическая величина, характеризующая быстроту изменения скорости по модулю и направлению.
Ускорение – векторная величина, равная первой производной скорости по времени.
a = V/T


Движение точки по окружности (вращательное движение) – это движение, при котором все точки тела движутся по окружностям, центры которых лежат на одной и той же прямой, называемой осью вращения.
Угловая скорость – векторная величина, равная первой производной угла поворота тела по времени.
Омега = d(фи)/d(t), = 1 рад/с или с^(-1)
V = Омега * R – линейная скорость.
Угловое ускорение – векторная величина, равная первой производной угловой скорости по времени или равная второй производной угла поворота тела по времени.
Эпсилон = d(Омега)/d(t), = 1 рад/с^(2) или с^(-2)
a(n) – нормальное (центростремительное) ускорение. Направлено к центру окружности ( к оси вращения).
a(n) = (V^2)/R
a(t) – тангенциальное (касательное) ускорение. Направлено по касательной к окружности.
a(t) = R * Эпсилон
Полное ускорение – геометрическая сумма нормального и тангенциального ускорений.
a = (a(n))^2 + (a(t))^2)^(-1/2) – короч, на теорему Пифагора похоже (
6. Сложение скоростей, относительная скорость.
Сложение скоростей  с помощью данного закона определяется скорость движения тела относительно неподвижной системы отсчёта. Она равна векторной сумме скорости этого тела относительно подвижной системы отсчета и скорости самой подвижной системы отсчета относительно неподвижной системы
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
 [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]  Конечная скорость тела

[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]  Скорость тел в различных инерциальных системах отчета
Относительная скорость – это физическая величина, равная векторной разности скоростей, заданных относительно неподвижной системы отсчета.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]






7. Силы. Первый закон Ньютона и понятие инерциальной системы отсчеnf
Первый закон Ньютона - Существуют такие [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], называемые [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], относительно которых [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], когда на них не действуют никакие [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] (или действуют силы взаимно уравновешенные), находятся в состоянии покоя или [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] движения
Инерциа
·льная систе
·ма отсчёта (ИСО)  [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], в которой все свободные тела движутся [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] и [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] или [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]

8. Масса и импульс. Измерение массы. Эталон массы в СИ
Мерой инертности тела является величина, называемая массой.         Чтобы определить массу некоторого тела, нужно сравнить её с массой тела, принятого за эталон массы (или сравнить с телом уже известной массы).  Масса есть величина [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] (масса системы равна сумме масс составляющих её тел)
И
·мпульс (Количество движения)  [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], являющаяся мерой [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] тела [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ].
Эталон массы в СИ – киллограм
9. Второй закон Ньютона. Виды сил в механике. Основная задача динамики.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Второй закон Ньютона закон [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], описывающий зависимость [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] тела от равнодействующей всех приложенных к телу [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] и массы тела.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Сила тяжести. Это постоянная сила Р, действующая на любое тело, находящееся вблизи земной поверхности. Модуль силы тяжести равен весу тела. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Сила трения. Так будем кратко называть силу трения скольжения, действующую (при отсутствии жидкой смазки) на движущееся тело. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
где f коэффициент трения, который будем считать постоянным; N нормальная реакция.
Сила упругости. Эта сила тоже зависит от расстояния. Ее значение можно определить исходя из закона Гука, согласно которому напряжение (сила, отнесенная к единице площади) пропорционально деформации. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Сила вязкого трения. Такая сила, зависящая от скорости, действует на тело при его медленном движении в очень вязкой среде (или при наличии жидкой смазки) и может быть выражена равенством[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Исторически деление на прямую и обратную задачу динамики сложилось следующим образом.
Прямая задача динамики: по заданному характеру движения определить равнодействующую сил, действующих на тело.
Обратная задача динамики: по заданным силам определить характер движения тела.










10. Третий закон Ньютона
Материальные точки взаимодействуют друг с другом силами, имеющими одинаковую природу, направленными вдоль прямой, соединяющей эти точки, равными по модулю и противоположными по направлению

[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]

11. Понятие состояния в классической физике. Границы применимости классического описания частиц.
  Состояние классической частицы в любой момент времени описывается заданием ее координат и импульсов (x,y,z,px,py,pz).  Изменение состояния классической частицы во времени описывается уравнениями [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]=[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]является моделью. Это модель системы тел, которые якобы взаимодействуют только друг с другом, внешние силы не берутся во внимание, ими пренебрегают.
Не замкнутая система тел – это система тел, взаимодействующих между собой, на которую, кроме того, действуют и какие то внешние, «посторонние» системе тела, внешние силы. В этом случае общий импульс системы не будет сохранятся. Он изменяется. А изменение импульса равно импульсу той силы, которая приложена к системе.
В механике внешними силами по отношению к данной системе материальных называются те силы, к-рые представляют собою действие на эту систему других тел, не включенных нами в состав данной системы. Внутренними силами являются силы взаимодействия между отдельными материальными точками данной системы. Подразделение сил на внешние и внутренние является совершенно условным: при изменении заданного состава системы некоторые силы, ранее бывшие внешними, могут стать внутренними, и обратно.
Закон сохранения импульса для взаимодействующих между собой тел
Таким образом, векторная сумма импульсов двух тел до взаимодействия равна векторной сумме их импульсов после взаимодействия.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
13. Цен. маcс. Тeop. o движ. цен. мacc.
Важное значение для системы материальных точек имеет такое понятие, как центр масс. Сначала рассмотрим две материальные точки с массами m1 и m2 и найдём их центр масс. В данном случае центр масс - это точка С, которая лежит на прямой соединяющей материальные точки. Если положение материальных точек описывается радиус-векторами и , то положение центра масс С, будет описываться радиус-вектором , который равен
.
В общем случае системы из n материальных точек, положение центра масс будет описываться радиус-вектором:
= ,
где M = m1 + m2 + ... + mn - полная масса системы материальных точек.
Взяв производную, получим скорость центра масс:
13EMBED Equation.31415.
Если система материальных точек замкнута, то , и тогда .
Таким образом, при отсутствии внешних сил центр масс системы материальных точек остается в покое или движется прямолинейно и равномерно.
14.Движение тел с переменной массой. Примеры.
Характерным проявлением выполнения закона сохранения импульса является движение тел с переменной массой и реактивное движение. Применив закон сохранения импульса для описания движения тел с переменной массой, К. Э. Циолковский сделал теоретические расчеты, послужившие основой для реализации запусков космических аппаратов. Он получил уравнение движения ракеты, происходящего за счет выброса из нее продуктов сгорания топлива.
dp = ((m - dm)·(
· + d
·) + dm·u) - m·
·,  
   u = 
·т + 
·,    
        dp = m·d
· + 
·т·dm.      d
·= -
·т·dm/m.      

· = 
·т·ln (m0/m).     : [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ].   



15. Работа и мoщнocть.
Если на тело действует сила, то эта сила совершает работу по перемещению этого тела.
Работа – скалярное произведение вектора силы на вектор перемещения.
A = F s cos13EMBED Equation.31415=13EMBED Equation.31415
Мощность – скорость совершения работы.

13EMBED Equation.31415
Взяв в виде
,
получим для мощности выражение:
.
В СИ единицей работы является джоуль: = 1 Дж = 1 Н*1 м, а единицей мощности является ватт: 1 Вт = 1 Дж/с.






16. Кинетическая энepгия.
Кинетическая энергия (или энергия движения) определяется массами и скоростями рассматриваемых тел.
Сила F действуя на покоящееся тело и вызывающая его движение совершает работу
13EMBED Equation.31415

13EMBED Equation.31415

13EMBED Equation.31415
13EMBED Equation.31415
17. Конс. и неконс. сил. Пот. энерг.
Консервативными силами называются силы, работа которых не зависит от траектории тела, а зависит только от начального и конечного положения тела.
Потенциальная энергия (или энергия положения тел) определяется действием на тело консервативных сил и зависит только от положения тела.
13EMBED Equation.31415потенциальная энергия растянутой пружины.

13EMBED Equation.31415

18. Зак. сохр. эн. в мех
13EMBED Equation.31415
общий закон сохранения энергии
19. Соударение тел.
Абсолютно упругий удар – удар, при котором механическая энергия не переходит в другие виды энергии.




20.Моменты импульса и силы относительно точки и неподвижной оси . Уравнение моментов для системы материальных точек.
Момент импульса материальной точки относительно точки O определяется векторным произведением , где   радиус-вектор, проведенный из точки O,   импульс материальной точки. Момент импульса материальной точки относительно неподвижной оси   равен проекции на эту ось вектора момента импульса, определенного относительно произвольной точки O данной оси. Значение момента импульса   не зависит от положения точки O на оси z.
В системе [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] момент импульса измеряется в единицах [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]-[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]; Дж·с.Момент силы относительно некоторой точки это векторное произведение силы на кратчайшее расстояние от этой точки до линии действия силы.
2.
M= F·l= F·r·sin(
·)

или в виде векторного произведения
3.


Момент силы  аксиальный вектор. Он направлен вдоль оси вращения. Направление вектора момента силы определяется правилом буравчика, а величина его равна M.

21.закон сохранения момента импульса . Примеры . Кинетическая энергия вращающегося тела .
Закон сохранения момента импульса вытекает из основного уравнения динамики вращательного движения тела, закрепленного в неподвижной точке (уравнение 4.8), и состоит в следующем:       если результирующий момент внешних сил относительно неподвижной точки тождественно равен нулю, то момент импульса тела относительно этой точки с течением времени не изменяется.       Действительно, если M = 0, то dL / dt = 0 , откуда                                                                                                                    Другими словами, момент импульса замкнутой системы с течением времени не изменяется.       Из основного закона динамики тела, вращающегося вокруг неподвижной оси z (уравнение 4.13), следует закон сохранения момента импульса тела относительно оси:       если момент внешних сил относительно неподвижной оси вращения тела тождественно равен нулю, то момент импульса тела относительно этой оси не изменяется в процессе движения, т.е. если Mz = 0, то dLz / dt = 0, откуда                                        
Кинетическая энергия тела, движущегося произвольным образом, равна сумме кинетических энергий всех n материальных точек па которые это тело можно разбить:

Если тело вращается вокруг неподвижной оси с угловой скоростью , то линейная скорость i-ой точки равна , где , - расстояние от этой точки до оси вращения. Следовательно.

(5.11)

где  - момент инерции тела относительно оси вращения.

(5.12)

В общем случае движение твердого тела можно представить в виде суммы двух движений - поступательного со скоростью, равной скорости  центра инерции тела, и вращения с
угловой скоростью вокруг мгновенной оси, проходящей


через центр инерции. При этом выражение для кинетической энергии тела преобразуется к виду
где  - момент инерции тела относительно мгновенной оси вращения, проходящей через центр инерции.
22.Момент импульса твердого тела. Основное уравнение вращательного движения твердого тела вокруг неподвижной оси.
Момент импульса твердого тела относительно оси есть сумма моментов импульса отдельных частиц, из которых состоит тело относительно оси. Учитывая, что , получим .
Если сумма моментов сил, действующих на тело, вращающееся вокруг неподвижной оси, равна нулю, то момент импульса сохраняется (закон сохранения момента импульса):  .
Производная момента импульса твердого тела по времени равна сумме моментов всех сил, действующих на тело: .

23.момент инерции твердого тела относительно оси и его расчет для стержня. Теорема Гюйгенса-Штейнера
момент инерции точки и цилиндра
момент инерции диска
момент инерции стержня
Теоре
·маГю
·йгенса  Ште
·йнера, или просто теорема Штейнера (названа по имени швейцарского математика [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] и голландского математика, физика и астронома [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]): [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]  тела относительно произвольной оси равен сумме момента инерции этого тела  относительно параллельной ей оси, проходящей через центр масс тела, и произведения массы тела  на квадрат расстояния  между осями:

где
  известный момент инерции относительно оси, проходящей через центр масс тела,
  искомый момент инерции относительно параллельной оси,
  масса тела,
расстояние между указанными осями.


24.Гармонические колебания . Амплитуда , круговая частота . Фаза гармонических колебаний. Векторные диаграммы . Комплексная форма представления колебаний .Сложение колебаний
Гармонические колебания  колебания, при которых физическая (или любая другая) величина изменяется с течением времени по синусоидальному или косинусоидальному закону. Кинематическое уравнение гармонических колебаний имеет вид.
Гармоническими являются колебания, которые происходят под действием силы, пропорциональной смещению колеблющейся точки и направленной противоположно этому смещению.

или
,
где х  смещение (отклонение) колеблющейся точки от положения равновесия в момент времени t; А  амплитуда колебаний, это величина, определяющая максимальное отклонение колеблющейся точки от положения равновесия;
·  циклическая частота, величина, показывающая число полных колебаний происходящих в течение 2
· секунд;   полная фаза колебаний,   начальная фаза колебаний.
Фаза гармонических колебаний

·= 
·t+ 
·0= 2
·f t+ 
·0
       Сложение гармонических колебаний
        Если колебательная система одновременно участвует в двух (или более) независимых колебательных движениях, возникает задача - найти результирующее колебание. В случае однонаправленных колебаний под этим понимается нахождение уравнения результирующего колебания; в случае взаимно перпендикулярных колебаний - нахождение траектории результирующего колебания.
Векторная диаграмма  графическое изображение меняющихся по закону синуса (косинуса) величин и соотношений между ними при помощи направленных отрезков  [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]. Векторные диаграммы широко применяются в [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], теории колебаний и так далее.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] может быть представлено графически в виде [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] на некоторую ось (обычно берут ось координат Оx) вектора, вращающегося с постоянной [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] 
·. Длина вектора соответствует [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], угол поворота относительно оси (Ox)  [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
25.Уравнение гармонических колебаний и его решение . Примеры гармонических осцилляторов :
Физический маятник ,груз на пружине
Физический маятник осциллятор, представляющий собой твёрдое тело, совершающее колебания в поле каких-либо сил относительно точки, не являющейся центром масс этого тела, или неподвижной оси, перпендикулярной направлению действия сил и не проходящей через центр масс этого тела.
Физ маятник .
Груз на пружине- [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], которая при смещении из [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] испытывает действие возвращающей [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] F, пропорциональной смещению x (согласно [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]):

где k  [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] системы.
Уравнение гармонических колебаний
                            дает зависимость колеблющейся величины S от времени t; это и есть уравнение свободных гармонических колебаний в явном виде. Однако обычно под уравнением колебаний понимают иную запись этого уравнения, в дифференциальной форме. Возьмем для определенности уравнение (1) в виде

        дважды продифференцируем его по времени:
        
        
        Видно, что выполняется следующее соотношение:
              (2)
которое и называется уравнением свободных гармонических колебаний (в дифференциальной форме). Уравнение (1) является решением дифференциального уравнения (2). Поскольку уравнение (2) - дифференциальное уравнение второго порядка, необходимы два начальных условия для получения полного решения (то есть определения входящих в уравнение (1) констант A и 
·
·); например, положение и скорость колебательной системы при t = 0.
26.Силы инерции при ускоренном поступательном движении системы отсчета . Свойства сил инерции .

Свойства  сил  инерции
 1. Силы инерции действуют только в  неинерциальных системах отсчета.
2. Силы инерции вызваны не взаимодействием тел, а ускоренным движением системы отсчета.
3. К силам инерции не применим третий закон Ньютона, т.к. нет взаимодействующих тел.
4. Если некоторая система тел (м.т.) находится в неинерциальной системе отсчета, то силы инерции являются внешними силами, следовательно, системы не являются замкнутыми и поэтому не выполняются законы сохранения.
5. В неинерциальных системах отсчета силы инерции действуют точно также, как и силы взаимодействия тел, например, космонавт весьма реально ощущает силу инерции, прижимающую его к креслу корабля, после старта ракеты на активном участке полета.
6. Силы инерции прямо пропорциональны массе тел. Поэтому в поле сил инерции все тела движутся с одинаковыми ускорениями (как и в поле сил тяготения).


























27) Неинерциа
·льная систе
·ма отсчёта  [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], в которой не выполняется первый [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]  «закон [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]», говорящий о том, что каждое тело, в отсутствие действующих на него сил, движется по прямой и с постоянной скоростью. Всякая система отсчета, движущаяся с ускорением или поворачивающаяся относительно инерциальной, является неинерциальной. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] также не выполняется в неинерциальных системах отсчёта. Для того, чтобы уравнение движения материальной точки в неинерциальной системе отсчёта по форме совпадало с уравнением второго закона Ньютона, дополнительно к «обычным» силам, действующим в инерциальных системах, вводят [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ].
Законы Ньютона выполняются только в инерциальных системах отсчёта. Для того, чтобы найти уравнение движения в неинерциальной системе отсчёта, нужно знать законы преобразования сил и ускорений при переходе от инерциальной системы к любой неинерциальной.
Уравнение движения материальной точки в неинерциальной системе отсчёта может быть представлено в виде[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]:
,
или в развёрнутом виде:
,
где   [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] тела, ,   ускорение и скорость тела относительно неинерциальной системы отсчёта,   сумма всех внешних сил, действующих на тело,  [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] тела,   [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] тела,   угловая скорость вращательного движения неинерциальной системы отсчёта вокруг мгновенной оси, проходящей через начало координат,   скорость движения начала координат неинерциальной системы отсчёта относительно какой-либо инерциальной системы отсчёта.
Это уравнение может быть записано в привычной форме [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], если ввести [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]:
  переносная сила инерции
  [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
В неинерциальных системах отсчета возникают силы инерции. Появление этих сил является признаком неинерциальности системы отсчета


28)Равновесие жидкости. Гидростатика несжимаемой жидкости.
1) Относительным равновесием жидкости называется такое состояние, при котором каждая ее частица сохраняет свое положение относительно твердой стенки движущегося сосуда. При относительном равновесии рассматриваются две задачи: характер распределения давления и форма поверхности уровня (равного давления).
В отличие от твёрдого тела, жидкость не «держит» сдвиговые напряжения. Именно поэтому в жидкости не может существовать анизотропии напряжений, а значит вместо многокомпонентного тензора, напряжения в жидкости описываются единственной величиной давлением. Отсюда вытекает закон Паскаля: давление, оказываемое на жидкость, передаётся жидкостью одинаково во всех направлениях.
2)Основной закон гидростатики для несжимаемой жидкости в однородном поле тяжести имеет вид

В случае движущейся несжимаемой жидкости можно условно говорить о справедливости закона Паскаля( Давление, производимое на жидкость передается в любую точку без изменений во всех направлениях)
При этом для гидростатического давления в данной точке несжимаемой жидкости будем иметь:
Р=Ро+yh Это и есть уравнение гидростатики для несжимаемой жидкости, когда из объемных сил на нее действуют только силы тяжести.
29.Стационарное движение идеальной жидкости, уравнение бернури,ВЯЗКОСТЬ, Течение вязкой жидкости по трубке. Уравнение Пуазейля
Стационарное движение идеальной жидкости
Вследствие малой сжимаемости жидкости во многих случаях можно полностью пренебречь изменением ее объема, т.е. можно говорить об абсолютно несжимаемой жидкости.
Жидкость, в которой при любых движениях  не возникают силы внутреннего трения, называют идеальной.
В идеальной жидкости могут существовать только силы нормального давления, которые можно вычислить с помощью уравнения состояния
Р=f(
·, T).
Если жидкость находится в движении, то наряду с нормальным напряжением в ней могут возникнуть и касательные силы, которые определяются скоростью деформации жидкости, т.е. равны производным деформации по времени. Поэтому их относят к разряду сил трения, или вязкости. Работа, совершаемая силами давления при перемещении некоторой массы жидкости
 
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ] 

Эта работа равна приращению полной энергии 
·W, рассматриваемого объема жидкости (закон сохранения энергии для стационарного движения жидкости).
Изменение полной энергии
 
 
·W=(w2 - w1) 
·m,
(6.23)

где w1, w2 - полные энергии, приходящиеся на единицу массы жидкости до и после перемещения.
Решив (6.22) и (6.23), получим
 
 [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ].
(6.24)

 Следовательно, при стационарном течении идеальной жидкости вдоль одной и той же линии тока, величина [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]  остается постоянной.
Уравнение Бернулли является одним из наиболее известных нелинейных дифференциальных уравнений первого порядка. Оно записывается в виде
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ] где a(x) и b(x) 
· непрерывные функции
Если m = 0, то уравнение Бернулли становится [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]. В случае когдаm = 1, уравнение преобразуется в [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ].  В общем случае, когда m 
· 0, 1, уравнение Бернулли сводится к линейному дифференциальному уравнению с помощью подстановки
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Новое дифференциальное уравнение для функции z(x) имеет вид
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
и может быть решено способами, описанными на странице [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]. 
Вя
·зкость (вну
·треннее тре
·ние)  одно из явлений переноса, свойство текучих тел ([ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] и [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]) оказывать сопротивление перемещению одной их части относительно другой. В результате происходит рассеяние в виде тепла работы, затрачиваемой на это перемещение.
Пусть вязкая несжимаемая жидкость течет вдоль прямолинейной цилиндрической трубы радиуса R. Линии тока параллельны оси трубы. Если выделить произвольную бесконечно узкую трубку тока, то из условия несжимаемости следует, что скорость течения v будет одна и та же вдоль всей трубки тока скорость жидкости не может меняться вдоль трубы. Но она, конечно, может изменяться с изменением расстояния r от оси трубы. Таким образом, скорость жидкости v является функцией радиуса r.
Формула пуазейля  [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]





















30.ПОВЕРХНОСТНОЕ НАТЯЖЕННИЕ. КОЭФИЦИЕНТ ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ. КРИВЫЕ УГЛЫ. СМАЧИВАНИЕ И НЕСМАЧИВАНИЕ
Поверхностное натяжение – стремление вещества уменьшить избыток своей потенциальной энергии на границе с другой фазой.
Коэффициент поверхностного натяжения 
· численно равен силе поверхностного натяжения, действующей на единицу длины границы свободной поверхности жидкости.

· = F/l
Краевой угол - угол между плоскостью касательной к поверхности жидкости и поверхностью твердого тела. 
Внутри краевого угла всегда находится жидкость. При смачивании он будет острым, а при несмачивании – тупым.
 Смачивание  явление, возникающее вследствие взаимодействия молекул жидкости с молекулами твердых тел.
Смачивание бывает двух видов :
- Иммерсионное (поверхность твердого тела контактирует с жидкостью)
- Контактное ( состоит из трех фаз – твердая, жидкая, газообразная)
Несмачивание - поверхностное явление, возникающее при соприкосновении жидкости с твердым телом и проявляющееся в стремлении жидкости сократить поверхность ее соприкосновения с твердым телом, что приводит к появлению на несмачиваемой поверхности твердого тела капель жидкости.


31.Разность давлений по разные стороны изогнутой поверхности жидкости .Формула Лапласа . Капиллярные явления
Уравнение [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]  [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]. В [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] уравнение Лапласа записывается так:

и является частным случаем [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ].
Уравнение рассматривают также в двумерном и одномерном пространстве. В двумерном пространстве уравнение Лапласа записывается:

Одномерное пространство
В одномерном [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] пространстве уравнение Лапласа, сводящееся к равенству нулю второй производной, имеет общим решением [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]:

где   произвольные постоянные.
  Капиллярные явления - физические явления, обусловленные действием поверхностного натяжения на границе раздела несмешивающихся сред. К капиллярным явлениям относят обычно явления в жидких средах, вызванные искривлением их поверхности, граничащей с др. жидкостью, газом или собственным паром. Искривление поверхности ведёт к появлению в жидкости дополнительного капиллярного давления Dp, величина которого связана со средней кривизной r поверхности уравнением Лапласа: Dp = p1  p2 = 2s12/r, где (s12  поверхностное натяжение на границе двух сред; p1 и p2  давления в жидкости 1 и контактирующей с ней среде (фазе) 2. В случае вогнутой поверхности жидкости (r < 0) давление в ней понижено по сравнению с давлением в соседней фазе: p1 < p2 и Dp < 0. Для выпуклых поверхностей (r > 0) знак Dp меняется на обратный. Капиллярное давление создаётся силами поверхностного натяжения, действующими по касательной к поверхности раздела. Искривление поверхности раздела ведёт к появлению составляющей, направленной внутрь объёма одной из контактирующих фаз. Для плоской поверхности раздела (r = Ґ) такая составляющая отсутствует и Dp = 0.
      Капиллярные явления охватывают различные случаи равновесия и движения поверхности жидкости под действием межмолекулярных сил и внешних сил (в первую очередь силы тяжести).
      Высота поднятия жидкости в капиллярной трубке hопределяется уравновешиванием лапласовского и гидростатичесого давлений:

      Высота подъёма (опускания) уровня жидкости в капилляре будет равна:
, где

· - плотность жидкости

· - поверхностное натяжение
R - радиус сферической формы мениска

32 фазовые превращения.испарение и конденсация.плавление и кристаллизация
Фазой называется термодинамически равновесное состояние вещества, отличающееся по физическим свойствам от других возможных равновесных состояний того же вещества. Часто понятие «фаза» употребляется в смысле агрегатного состояния, однако надо учитывать, что оно шире, чем понятие «агрегатное состояние». В пределах одного агрегатного состояния вещество может находиться в нескольких фазах, отличающихся по своим свойствам, составу и строению (лед, например, встречается в пяти различных модификациях фазах). Переход вещества из одной фазы в другую  фазовый переход  всегда связан с качественными изменениями свойств вещества. Примером фазового перехода могут служить изменения агрегатного состояния вещества или переходы, связанные с изменениями в составе, строении и свойствах вещества (например, переход кристаллического вещества из одной модификации в другую).
Испарение - это парообразование, происходящее со свободной поверхности жидкости.
Конденсация – это переход в-ва из газообразного состояния в жидкое или твёрдое вследствии его охлаждения или сжатия.
Плавление –это переход в-ва из твёрдого кристаллического состояния в жидкое при нагревании .
Кристаллизация-это переход в-ва из газообразного ,жидкого или твёрдого аморфного состояния в кристаллическое ,а также из одного состояния в другое(рекристаллизация или вторичная кристаллизация),фазовый переход первого рода.


33 температура и термодинамическое равновесие .0-й з-н термодинамики.измерение температуры.температурные шкалы.виды термометров
Температура – физическая величина, характеризующая состояние термодинамического равновесия макроскопической системы.
Термодинамическое равновесие – состояние системы, в которой тела покоятся друг относительно друга, обладая одинаковыми температурами и давлением. Достигнув этого состояния, система сама по себе из него не выходит. Значит все термодинамические процессы, приближающиеся к тепловому равновесию, необратимы.
нулевое начало термодинамики: Для каждой изолированной термодинамической системы существует состояние термодинамического равновесия, которого она при фиксированных внешних условиях с течением времени самопроизвольно достигает.
Существуют два основных способа для измерения температур контактные и бесконтактные. Контактные способы основаны на непосредственном контакте измерительного преобразователя температуры с исследуемым объектом, в результате чего добиваются состояния теплового равновесия преобразователя и объекта. Этому способу присущи свои недостатки. Температурное поле объекта искажается при введении в него термоприемника.
Температурные шкалы, способы деления на части интервалов [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], измеряемых [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] по изменению какого-либо удобного для измерений[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] объекта, при прочих равных условиях однозначно зависящего от температуры ([ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ],[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ], [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] и др.) и называемого термометрическим свойством (см. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]). Для построения шкалы температур приписывают её численные значения двум фиксированным точкам (реперным точкам температуры), например точке плавления льда и точке кипения воды. Деля разность температур реперных точек (основной температурный интервал) на выбранное произвольным образом число частей, получают единицу измерения температуры, а задавая, опять-таки произвольно, функциональную связь между выбранным термометрическим свойством и температурой, получают возможность вычислять температуру по данной температурной шкале[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ].
Виды термометров и их применение 

 
Термометр (от греч. terme – тепло, metreo – измеряю) – прибор для измерения температуры: воздуха, воды, почвы, тела человека и других физических тел. Термометры применяются в метеорологии, гидрологии, медицине и других науках и отраслях хозяйства.

В настоящее время существуют много видов термометров: цифровые, электронные, инфракрасные, пирометры, биметаллические, дистанционные, электроконтактные, жидкостные, термоэлектрические, газовые, термометры сопротивления и т.д.
Нулевой закон термодинамики- это постулат существования температуры
34. законы идеального газа
Изотермический процесс
 pV = const.

Если температура газа остается постоянной, то выполняется закон Бойля–Мариотта:

Изобарный процесс
Если постоянным остается давление, то выполняется закон Гей-Люссака:
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]

 Изохорный процесс
 если постоянен объем, то справедлив закон Шарля:
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]


МАКРОСКОПИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ– это физические величины, характеризующие макроскопическое тело (или его макроскопические части) в целом, без учета его молекулярного строения. Макроскопическими являются такие параметры, как температура, давление, объем, внутренняя энергия, энтропия и др. Иначе эти параметры называются термодинамическими.
УРАВНЕНИЕ СОСТОЯНИЯ (в термодинамике)– это уравнение, выражающее связь между макроскопическими параметрами состояния вещества.

35. В основе молекулярно-кинетической теориистроения вещества лежат три положения:
Все тела состоят из частиц (атомов, молекул, ионов и др.);
Частицы непрерывно хаотически движутся;
Частицы взаимодействуют друг с другом.
ДАВЛЕНИЕ С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ МТК Давление - это явление когда частицы (молекулы) "давят" на сосуд (под действием внутренней энергии и теплового беспорядочного движения ударяются в стенки сосуда) . Чем больше кинетическая энергия частицы тем больше сила удара об стенку приходящаяся на единицу площади, тем больше давление.
МОЛЕКУЛЯРНО_КИНЕТИЧЕСКИЙ СМЫСЛ ТЕМПЕРАТУРЫ
В [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] температура определяется как величина, характеризующая приходящуюся на одну [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ] среднюю кинетическую энергию частиц макроскопической системы, находящейся в состоянии [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ].
 (мера средней кинетической энергии молекул. Для одноатомного идеального газа =3/2*kT)





36. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ МАКСВЕЛЛА ЧАСТИЦ ПО АБСАЛЮТНЫМ ЗНАЧЕНИЯМ СКОРОСТЕЙ. СРЕДНИЕ СКОРОСТИ МОЛЕКУЛ. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ БОЛЬЦМАНА
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ МАКСВЕЛА
Молекулы газа вследствие теплового движения испытывают многочисленные соударения друг с другом. При каждом соударении скорости молекул изменяются как по величине, так и по направлению. В результате в сосуде, содержащем большое число молекул, устанавливается некоторое статистическое распределение молекул по скоростям, зависящее от абсолютной температуры Т. При этом все направления векторов скоростей молекул оказываются равноправными (равновероятными), а величины скоростей подчиняются определенной закономерности. Распределение молекул газа по величине скоростей называется распределением Максвелла.
Средняя скорость
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Подставляя [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ] и интегрируя, мы получим
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Среднеквадратичная скорость
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Подставляя [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ] и интегрируя, мы получим
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Наиболее вероятная скорость
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ БОЛЬЦМАНА
Распределение Больцмана – распределение по энергиям частиц (атомов, молекул) идеального газа в условиях термодинамического равновесия было открыто в 1868–1871 гг. австрийским физиком Л. Больцманом.В присутствии гравитационного поля (или, в общем случае, любого потенциального поля) на молекулы газа действует сила тяжести. В результате, концентрация молекул газа оказывается зависящей от высоты:
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]

37. ВНУТРЕННЯ ЭНЕРГИЯ. МАРОСКОПИЧЕСКАЯ РАБОТА. КОЛИЧЕСТВО ТЕПЛА.
Вну
·тренняя эне
·ргия термодинамической системы (обозначается как E илиU)  это сумма энергий теплового движения молекул и межмолекулярных взаимодействий. В аксиоматической термодинамике движение молекул не рассматривается, и внутренняя энергия термодинамической системы определяется как функция состояния системы, приращение которой в любом процессе для адиабатически изолированной системы равно работе внешних сил при переходе системы из начального состояния в конечное
Макроскопическая работа – это мера изменения внутренней энергии системы в процессе совершения работы.
Коли
·чество теплоты
· энергия, которую получает или теряет тело при теплопередаче. Количество теплоты является одной из основных термодинамических величин. 
КОЛИЧЕСТВО ТЕПЛОТЫ ПРИ НАГРЕВАНИИ И ОХЛАЖДЕНИИ
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
КОЛИЧЕСТВО ТЕПЛОТЫ ПРИ ПЛАВЛЕНИИ И КРИСТАЛИЗАЦИИ
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Количество теплоты при кипении, испарении жидкости и конденсации пара.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Количество теплоты при сгорании топлива.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
38.ПЕРВЫЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ. ПРИМЕНЕНИЕ ПЕРВОГО ЗАКОНА ТЕРМОДИНАМИКИ К ИЗОПРОЦЕССАМ.
Первый закон термодинамики
Первый закон термодинамики или закон сохранения энергии для тепловых процессов, связывает количество теплоты, переданное системе, изменение ее внутренней энергии и работу, совершенную системой над окружающими телами.( Количество теплоты, сообщаемое термодинамической системе, равно сумме изменения ее внутренней энергии 
·U и работы A, совершаемой системой против внешних сил.) Q = 
·U + A
применение первого закона термодинамики к изопроцессам
При изотермическом процессе изменения внутренней энергии в идеальном газе не происходит и все подводимое к газу количество теплоты идет на совершение им работы.
T = const, U = const, 
·U = 0, Q = A.



При изохорном процессе объем газа остается постоянным. Соответственно, не совершается работа и внутренняя энергия газа изменяется исключительно за счет теплообмена с окружающей средой.
V = const, 
·V = 0, A = 0, 
·U = QV.




p = const, A = p
·V, Qp = 
·U + p
·V.

При изобарном процессе изменение внутренней энергии газа происходит как за счет теплообмена, так и за счет совершения механической работы. Если к газу подводится некоторое количество теплоты, то оно частично расходуется на увеличение внутренней энергии газа, частично на совершение газом работы при его расширении.

Из первого начала термодинамики следует, что работа газа при адиабатном процессе совершается за счет его внутренней энергии: [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
39.ТЕПЛОЁМКОСТЬ И ЕЕ ЗАВИСИМОСТЬ ОТ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА. ОСНОВЫ КЛАССИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ ТЕПЛОЁМКОСТИ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА.
CV – молярная теплоемкость в изохорном процессе(V = const)


В процессе при постоянном объеме газ работы не совершает: A = 0. Из первого закона термодинамики для 1 молягаза следует . Изменение 
·U внутренней энергии газа прямо пропорционально изменению 
·T его температуры. QV = CV 
·T = 
·U.


 
Cp – молярная теплоемкость в изобарном процессе (p = const).
Qp = 
·U + p (V2 – V1) = CV 
·T + p
·V,
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Отношение теплоемкостей в процессах с постоянным давлением и постоянным объемом играет важную роль в термодинамике. Оно обозначается греческой буквой 
·. [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Термодинамические процессы, в которых теплоемкость газа остается неизменной, называютсяполитропическими.
ОСНОВЫ КЛАССИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ ТЕПЛОЁМКОСТИ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА
теплоемкость идеальных газов согласно классической теории не зависит от температуры.

40.АДИАБАТНЫЙ ПРОЦЕСС. УРАВНЕНИЕ ПУАССОНА.
АДИАБАТНЫЙ ПРОЦЕСС
Адиабатный процесс процесс, при котором отсутствует теплообмен между системой и окружающей средой.
Из первого начала термодинамики следует, что работа газа при адиабатном процессе совершается за счет его внутренней энергии: Таким образом, при адиабатном процессе [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ] или [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]  уравнение Пуассона. (1).
Работа газа при адиабатном процессе равна убыли внутренней энергии: [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
График адиабатного процесса более крутая кривая, чем гипербола при изотермическом процессе. Это следует из выражения производной [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ], полученной из уравнения Пуассона.
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]

УРАВНЕНИЕ ПУАНСОНА
В декартовой системе координат
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]
Таким образом, при адиабатном процессе [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ] или [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]  уравнение Пуассона. С учетом уравнения Клапейрона-Менделеева ([ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ],[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ]) уравнение Пуассона может быть представлено в виде: [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ] или [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ] [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ] или [ Cкачайте файл, чтобы посмотреть картинку ].

















41.Тепловые машины. Цикл Карно. Максимальное КПД тепловой машины.
1)Тепловые маши
·ны устройство, преобразующее тепло в механическую работу (тепловой двигатель) или механическую работу в тепло (холодильник). Преобразование осуществляется за счёт изменения внутренней энергии рабочего тела на практике обычно жидкость или газ.
При работе часть тепла Q1 передается от нагревателя к рабочему телу, а затем часть энергии Q2 передается холодильнику, который охлаждает машину. КПД идеальной тепловой машины считается по формуле n=((Q1-Q2)/Q1)х100%.
Поскольку обратимые процессы могут осуществляться лишь с бесконечно малой скоростью, мощность тепловой машины в цикле Карно равна нулю. Мощность реальных тепловых машин не может быть равна нулю, поэтому реальные процессы могут приближаться к идеальному обратимому процессу Карно только с большей или меньшей степенью точности.
2) В термодинамике цикл Карно
· или процесс Карно это обратимый круговой процесс, состоящий из двух адиабатических и двух изотермических процессов. В процессе Карно термодинамическая система выполняет механическую работу и обменивается теплотой с двумя тепловыми резервуарами, имеющими постоянные, но различающиеся температуры. Резервуар с более высокой температурой называется нагревателем, а с более низкой температурой холодильником.
В цикле Карно тепловая машина преобразует теплоту в работу с максимально возможным коэффициентом полезного действия из всех тепловых машин, у которых максимальная и минимальная температуры в рабочем цикле совпадают соответственно с температурами нагревателя и холодильника в цикле Карно



3) Если абсолютная температура горячего тела равна Т1, а холодного Т2, то максимальный КПД машины равен:

Как видно из формулы, радикальный путь повышения КПД теплового двигателя это повышение температуры газа при начале рабочего хода, т. е. до расширения, и снижение его температуры после окончания расширения.
ПРИЛОЖЕНИЕ: просто так для справок
Количество теплоты, полученное рабочим телом от нагревателя при изотермическом расширении, равно

Аналогично, при изотермическом сжатии рабочее тело отдаёт холодильнику

Отсюда коэффициент полезного действия тепловой машины Карно равен

ПРИМЕРЫ





















42)Энтропия . 2 закон темодинамики
1) Энтропия(S = 1Дж/К)-функция состояния термодинамической системы, определяющая меру необратимого рассеивания энергии Энтропия мера хаотичности, неупорядоченности системы.. В термодинамике энтропия выражает кол-во тепловой энергии пригодной для совершения работы.Чем энергия меньше, тем энтропия выше
Изменение энтропии термодинамической системы при обратимом процессе- это отношение общего количества теплак величине абсолютной температуры T :


2) . 2 закон темодинамики сформулировал Клаузиус теплота сама собой переходит лишь от тела с большей температурой к телу с меньшей температурой и не может самопроизвольно переходить в обратном направлении.
Второй закон связан с понятием энтропии, являющейся мерой хаоса (или мерой порядка). Второй закон термодинамики гласит, что для вселенной в целом энтропия возрастает.(все самопроизвольные процессы в природе идут с увеличением энтропии)
Связь между термодинамической вероятностью состояния системы и ее энтропией выражается формулой Больцмана где k-постоянная Больцмана (k=1,38*10^-23 Дж/К)
второе начало термодинамики (в формулировке Клаузиуса) основано на предположении о том, что вселенная является замкнутой системой,
Впервые его сформулировал Клаузиус теплота сама собой переходит лишь от тела с большей температурой к телу с меньшей температурой и не может самопроизвольно переходить в обратном направлении.

43) Эффективное сечение рассеяния. Средняя длина свободного пробега молекул
1)
2) Длина свободного пробега молекулы это среднее расстояние (обозначаемое ), которое частица пролетает за время свободного пробега от одного столкновения до следующего.

Длина свободного пробега каждой молекулы различна, поэтому в кинетической теории вводится понятие средней длины свободного пробега (<
·>). Величина <
·> является характеристикой всей совокупности молекул газа при заданных значениях давления и температуры
Длину свободного пробега используют при расчётах различных процессов переноса, например вязкости, теплопроводности, диффузии, электропроводности и др.




44) Самодиффузия и перенос молекул . Закон Фика
1) Явление диффузии заключается в самопроизвольном перемешивании молекул различных газов или жидкостей. Явление диффузии наблюдается в твердых телах. В тех случаях, когда в химически чистом однородном газе концентрация молекул будет различной, наблюдается перенос молекул, приводящей к выравниванию плотностей (или концентраций) молекул. Это явление самодиффузии(коэф самодифузии это D).


2) Закон Фика первый:
плотность диффузионного потока вещества пропорционален градиенту изменения концентрации с коэффициентом пропорциональности D - кэфф. диффузии и направлен в другую от него сторону.

Закон Фика второй:
скорость изменения плотности диффузионного потока пропорциональна скорости изменения градиента концентрации с тем же коэффициентом D и так же напрвлена в другую сторону.



45)Теплопроводность и перенос энергии. Закон Фурье для теплопроводности
1) Перенос энергии от более нагретых участков тела к менее нагретым в результате теплового движения и взаимодействия составляющих его частиц. Приводит к выравниванию температуры тела. Обычно количество переносимой энергии, определяемое как плотность теплового потока, пропорционально градиенту температуры -закон Фурье.
Закон Фурье применим для описания теплопроводности газов, жидкостей и твердых тел, различие будет только в коэффициентах теплопроводности.

2) Закон Фурье :количество тепла, проходящее через единицу поверхности за единицу времени, пропорционально градиенту температуры в направлении, перпендикулярном поверхности. Коэффициент пропорциональности X() называется коэффициентом теплопроводности.
Закон Фурье применим для описания теплопроводности газов, жидкостей и твердых тел, различие будет только в коэффициентах теплопроводности.




46)Вязкость и перенос импульса. Закон Ньютона для силы вязкого трения
1) Внутреннее трение (вязкость)
Явление внутреннего трения наблюдается в том случае, когда различные слои газа движутся с разными скоростями. В этом случае более быстрее слои тормозятся движущимися медленнее. На макроскопическое движение слоев газа (то есть движение слоя как целого) оказывает воздействие микроскопическое тепловое движение молекул.
При переходе молекул из более быстро движущегося слоя 1 в слой 2 они переносят большие импульсы имежмолекулярные соударения в слое 2 ускоряют движение молекул этого слоя.
(Импульс dp, переносимый через площадку dS за время
·t, прямо пропорционален коэффициенту внутреннего трения
·, градиенту скорости , величине площадки dS и времени наблюдения dt).

2) Явление внутреннего трения описывается законом Ньютона: Сила внутреннего трения F, действующая между двумя слоями газа прямо пропорциональная коэффициенту внутреннего трения
·, градиенту скорости и величине площади
·S.







13EMBED Equation.31415
13EMBED Equation.31415


\Large \vec \nu =\vec u+ \vec v \nu \vec p=m\vec vm \vec{a} =\vec{F} \frac{d\vec{p}}{dt}= \vec{F},\vec{F}_{2 \to 1} = -\vec{F}_{1 \to 2}.Root EntryEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeРисунок 14

Приложенные файлы

  • doc 34665
    Размер файла: 742 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий