Основы кинематики. Модели в механике. Система отсчета. Траектория, путь и перемещение.

Основы кинематики. Модели в механике. Система отсчета. Траектория, путь и перемещение.

Скорость и ускорение. Типы движения. Угловая скорость и угловое ускорение.

Первый закон Ньютона. Инерциальные системы отсчета. Сила.

Второй закон Ньютона. Масса. Третий закон Ньютона.

Деформация. Сила упругости. Закон Гука. Силы трения.

Закон всемирного тяготения. Сила тяжести и вес. Невесомость.

Закон сохранения импульса. Центр масс.

Энергия, работа, мощность. Кинетическая и потенциальная энергии. Закон сохранения механической энергии.

Удар абсолютно упругих и неупругих тел.

Момент инерции тела относительно неподвижной оси вращения. Кинетическая энергия вращающегося тела.

Момент силы. Уравнение динамики вращательного движения твердого тела относительно неподвижной оси. Момент импульса. Закон сохранения момента импульса.

Статистический и термодинамический методы исследования. Термодинамические параметры. Идеальный газ. Изопроцессы. Законы, описывающие поведение идеальных газов.

Уравнение состояния идеального газа.

Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеальных газов. Среднее число столкновений и средняя длина свободного пробега молекул.

Барометрическая формула. Распределение Больцмана.

Первое начало термодинамики. Число степеней свободы молекулы. Работа газа при изменении его объема.

Теплоемкость многоатомных газов и твердых тел.

Применение первого начала термодинамики к изопроцессам.

Обратимые и необратимые процессы. Круговой процесс (цикл).

Тепловые двигатели и холодильные машины. Цикл Карно и его КПД для идеального газа.

Энтропия, ее статистическое толкование и связь с термодинамической вероятностью. Второе начало термодинамики.

Явления переноса в термодинамически неравновесных системах.

Свойства разреженных газов и уравнение Ван-дер-Ваальса для реальных газов.

Изотермы реального газа и их анализ.

Свойства жидкостей. Поверхностное натяжение. Смачивание. Капиллярные явления.

Электрический заряд. Электризация. Закон сохранения электрического заряда.

Закон Кулона. Взаимодействие разноименных и одноименных электрических зарядов. Поверхностная плотность зарядов.

Электрическое поле. Напряженность электростатического поля. Электрическая теорема Гаусса и ее применение к расчету полей.

Потенциал электрического поля. Работа электростатического поля.

Типы диэлектриков. Поляризация диэлектриков. Поляризованность. Напряженность поля в диэлектрике.

Электрическое смещение. Теорема Гаусса для электростатического поля в диэлектрике.

Проводники в электростатическом поле.

Электроемкость уединенного проводника. Конденсаторы.

Энергия электрического поля и ее объемная плотность.

Электрический ток, сила и плотность тока. Сторонние силы. Электродвижущая сила и напряжение.

Закон Ома. Сопротивление проводников. Работа и мощность тока. Закон Джоуля—Ленца.

Закон Ома для неоднородного участка цепи. Правила Кирхгофа для разветвленных цепей.

Элементарная классическая теория электропроводности металлов. Работа выхода электронов из металла.

Магнитное поле и его характеристики. Закон Био-Савара-Лапласа. Закон Ампера.

Магнитное поле движущегося заряда. Сила Лоренца. Движение заряженных частиц в магнитном поле.

Поток вектора магнитной индукции. Теорема Гаусса для поля В. Работа по перемещению проводника и контура с током в магнитном поле.

Магнитные свойства веществ. Намагничивание веществ. Магнитная проницаемость среды.

Явление электромагнитной индукции. Самоиндукция, индуктивность.

Гармонические колебания и их характеристики.

Механические гармонические колебания. Энергия материальной точки, совершающей прямолинейные гармонические колебания.

Единица А – Дж

Дж – работа, которую совершает сила в 1Н при перемещении тела на 1м.

Для характеристики быстроты совершения работы вводится понятие мощность.

P=  

Мощность – работа произведённая некоторой силой F в единицу времени.

Мощность – отношение элементарной работы , совершённой за промежуток времени dt, к длительности этого промежутка dt.

P=

Единица Р – Дж/с - Вт

Ватт – мощность при которой работа в 1 Дж совершается за 1 с.

Потенциальная энергия — скалярная физическая величина, характеризующая способность некого тела (или материальной точки) совершать работу за счет его нахождения в поле действия сил.

Кинети́ческая эне́ргия — скалярная функция, являющаяся мерой движения материальной точки и зависящая только от массы и модуля скорости материальных точек, образующих рассматриваемую физическую систему

Закон сохранения механической энергии -

Для замкнутой системы тел справедлив закон сохранения энергии:

• полная механическая энергия замкнутой системы тел есть величина постоянная:

 

В случае, когда на тело (или систему тел) действуют внешние силы, например, сила трения, закон сохранения механической энергии не выполняется. В этом случае изменение полной механической энергии тела (системы тел) равно работе внешних сил:

 

Моль

Количество вещества, которое содержит число молекул, равное числу атомов, содержащихся в 12 г изотопа углерода 12С, называется молем.

Число Авогадро

NA= 6,02 ч 1023 моль-1. Величина, необходимая при расчетах. Показывает, сколько молекул содержится в одном моле любого вещества.

Температура

За меру температуры принято брать среднюю кинетическую энергию поступательного движения молекул.

Идеальный газ

Идеальным называют газ, молекулы которого можно считать материальными точками и взаимодействие которых друг с другом осуществляется только путём столкновений.

Изо­тер­ми­че­ский про­цесс – про­цесс пе­ре­хо­да иде­аль­но­го газа из од­но­го со­сто­я­ния в дру­гое без из­ме­не­ния тем­пе­ра­ту­ры. Закон, опи­сы­ва­ю­щий связь меду па­ра­мет­ра­ми газа при таком про­цес­се, на­зы­ва­ет­ся закон Бой­ля-Ма­ри­от­та

Закон Бойля — Мариотта: для данной массы газа при постоянной температуре произведение давления газа на его объем есть величина постоянная:

pV = const (41.1) приТ =const, m=const.

Закон Гей-Люссака: 1) объем данной массы газа при постоянном давлении изменяется линейно с температурой:

V=V₀(1+ a t) (41.2) приp = const, m = const;

Закон Авогадро: моли любых газов при одинаковых температуре и давлении занимают одинаковые объемы. При нормальных условиях этот объем равен 22,41•10^-3м³/моль.

Закон Дальтона: давление смеси идеальных газов равно сумме парциальных давлений входящих в нее газов, т. е.

p=p₁+p₂+... + p_n,

 

 

6. Основные положения молекулярно-кинетической теории. Идеальный газ. Вывод уравнения для давления идеального газа на стенку. Многие свойства тел можно объяснить исходя из его строения. Мол.-кин. теория-это теория, основу к-т. составляют след.положения:1)все тела состоят из молекул;

2)молекулы находятся в состоянии непрерывного движения;

3)интенсивность движения молекул зависит от температуры тела

МКТ изучает свойства тел в различных состояниях(тв.,жид.,газообр.).Значительных успехов МКТ достигло в изучении свойств газов.

Идеальный газ-газовых молекулы к-т. не взаимодействующих между собой на расстоянии. Взаимодействие молекул идеального газа сводится лишь к упругим столкновениям. Свойства реальных газов близки к свойствам ид.газов при низкой плотности реального газа, при низком давлении. Свойства реального газа можно описать законами идеального газа путем введения соотв. поправок в законы ид. газа.

Любой газ оказывает давление на стенки сосуда,в к-т. газ заключен. Давление ид. газа на стенки или на любое препятствие- это результат совокупного действия молекул

 

P=F/S(сила на стенку/площадь стенки)

|вект.v₁|=|вект.v₂|=v;

d(m*вект.v)/dt=вект.F’ - 2закон ньютона

, F-const

mv₂-mv₁=F(t₂-t₁)

Для нахождения изменение импульса (m*вект.v)=вект.F ' * t, где F’- сила, действующая на стенку одной молекулой

| (m*вект.v)|=2mvcos =2mv_x

2mv_x=F’  

F’=2mv_x

За время  к стенке подлетают молекулы, заключенные в объеме V=v_x . Если число молекул в еденице обозначить буквой n=N/V,тогда число молекул, выделенных в данном объеме будет равно v_x

Для молекул в объеме:

F’’ 2mv_xv_x

F=mv_x²Sn

P=F/S=mv_x²Sn/S=m<v_кв²>n

Молекулы в газах движутся с различной по величине скоростью. Поэтому в выр.7 выбираем среднее значение квадрата скорости молекул

¯v= v_x ¯i+v_y¯j+v_z¯k;

V=

<v_x²>=<v_y²>=<v_z²>=1/3>=<v²>

Поэтому p=1/3m<v_кв²>n

7. Средняя энергия поступательного движения молекул одноатомного идеального газа и температура. Постоянная Больцмана.

p=1/3m<v_кв²>n (умн.и разд.на 2)

p=2m<v_кв²>n/6=2/3<W_K>n=2/3 <W_K>N/V (1)

<W_K>- ср. значение кин. энергии 1-ой молекулы

Умножим обе части уравнения (1) на V, получим

PV=2/3 <W_K>N=2/3 <W_K> (2)

Произведение давления р газа на его V равно 2/3 кин энергии W_K паступат движения всех газовых молекул.

Анализир. выражение p=2/3<W_K>n. В эксперименте было показано, что р зависит от тем-ры газа. Причем р увеличивается по лин.закону вместе с ростом тем-ры. Понятие температуры появилось в физике раньше, чем представления МКТ и средняя кин. энергия выр:

 <W_K>=3/2kT (3), где k=1,38*10^-23Дж/К(постоянная Больцмана)

Температурная шкала, выбрання с учетом выр 2 и 3 была введена лордом Кельвином и получила назв.шкалы КЕЛЬВИНА и абсолютной шкалы температур. Ноль (0) по шкале Кельвина соответств. состоянию газа, при к-т.прекращается поступательное и вращательное движ.молекул. Цена деления по шкале Кельвина соответств.цене деления по шкале Цельсия. 0К

T,K=t -273

 

Основы кинематики. Модели в механике. Система отсчета. Траектория, путь и перемещение.

1234567Следующая ⇒

Поделиться: