- •15 Динамика механика
- •Глава 1. Кинематика
- •1.1. Закон движения материальной точки
- •1.2. Скорость определяет быстроту движения.
- •Чтобы определить скорость изменения функции, надо взять производную этой функции по времени.
- •1.3. Ускорение
- •1.4. Кинематика вращательного движения
- •Глава 2. Динамика
- •2.1.Первый закон Ньютона (закон инерции)
- •2.2. Второй закон Ньютона
- •Изменение импульса (количества движения) за время равно импульсу силы за это же время.
- •2.3. Третий закон Ньютона
- •2.4. Сохраняющиеся величины
- •2.5. Основной закон динамики для системы материальных точек. Закон сохранения импульса.
- •Скорость изменения импульса системы материальных точек равна векторной сумме внешних сил.
- •2.6. Центр инерции
- •Глава 3. Работа и энергия
- •3.1.Работа силы и ее выражение через криволинейный интеграл
- •3.2.Мощность
- •3.3. Кинетическая энергия
- •3.4. Потенциальная энергия
- •3.5. Потенциальные кривые
- •3.6.Закон сохранения механической энергии
- •3.7. Соударения
- •Глава 4. Механика вращательного движения
- •4.1. Кинетическая энергия вращательного движения. Момент инерции.
- •4.3. Второй закон Ньютона вращательного движения.
- •4.4. Момент импульса. Закон сохранения момента импульса.
- •4.5. Таблица соответствия поступательного и вращательного движений
- •Работа и энергия
- •Глава 5 механические колебания и волны
- •5.1.Основные понятия
- •5.2.Дифференциальное уравнение свободных гармонических колебаний
- •5.3. Примеры свободных гармонических колебаний
- •5.4. Затухающие колебания.
- •5.5. Вынужденные колебания
- •5.6. Автоколебания.
- •5.7.Сложение колебаний.
- •Глава 6. Механические (упругие ) волны. Звук
- •6.1. Характеристики упругих волн
- •6.2. Уравнение бегущей волны
- •Основы молекулярной физики и термодинамики
- •Глава 7. Основы молекулярно–кинетической теории
- •7.1. Основные понятия и определения
- •7.2. Уравнение состояния идеального газа
- •7.3. Основное уравнение молекулярно–кинетической теории идеального газа (основное уравнение мкт)
- •Абсолютная температура является мерой средней кинетической энергии поступательного движения молекулы.
- •7.4. Закон распределения молекул по скоростям
- •7.5. Барометрическая формула #
- •Глава 8 основы термодинамики
- •8.1. Первый закон термодинамики
- •6.2. Простейшие процессы в идеальных газах
- •8.3. Второй закон термодинамики
- •8.4. Цикл Карно
- •Глава 9 реальные газы
- •9.1. Уравнение состояния реальных газов (уравнение Ван–дер–Ваальса).
- •9.2.Изотермы реальных газов
9.2.Изотермы реальных газов
Рис.
9.2.1
Рис.
9.2.2
Изотермы идеальных газов (рис.9.2.1).были получены в § 6.2. Газ находиться в контакте с термостатом, обеспечивающим постоянство температуры (рис.9.2.2). При сжатии газа объем уменьшается обратно пропорционально давлению.
Рис.
9.2.3
На рисунке 9.2.3. приведены шесть экспериментальных изотерм реальных газов
.
1. Если —изотерма близка к изотерме идеального газа;
2. Если на изотерме появляется горизонтальный участок, например , на котором сжатие не сопровождается изменением давления. Работа внешней силы идет на изменение потенциальной части внутренней энергии, при этом изменяется фазовое состояние вещества, происходит фазовый переход: вещество из фазы газа конденсируется в фазу жидкости. В области существует одновременно и жидкость и газ (пар). При изотермическом сжатии точки и — начало и конец конденсации. При изотермическом расширении точки — начало кипения, — конец кипения.
Рис.
9.2.4
1 — область, в которой вещество существует в виде газа;
2 — область фазового перехода: газ (пар) существует одновременно с жидкостью;
3 — область, в которой вещество существует только в виде жидкости.
В критической точке с параметрами теряется различие между газом и жидкостью.
Рис.
9.2.5
На рис.9.2.5 представлены графики изотерм, полученных из уравнения Ван–дер–Ваальса.
Сравнение с изотермами реальных газов показывает, что теория хорошо описывает эксперимент не только в области газообразного состояния, но также в областях двухфазного и жидкого состояний. Участок изотермы соответствует жидкости, нагретой выше температуры кипения (перегретой жидкости), участок — соответствует пересыщенному пару. Это метастабильные состояния, действительно реализующиеся в однородной жидкости или паре. При введении центров конденсации (кипения) происходит бурный фазовый переход. Участок изотермы практически неосуществим.