Теплопроводность.

Диффузии родственен процесс теплопроводности. Если в разных местах тела температура различна, то возникает поток тепла из мест более нагретых в места менее нагретые, продолжающийся до тех пор, пока температура во всем теле не выровняется. И здесь механизм процесса связан с беспорядочным тепловым движением молекул: молекулы из более нагретых мест тела, сталкиваясь при своем движении с молекулами соседних, менее нагретых участков, передают им часть своей энергии.

Как и при рассмотрении диффузии подразумевается, что теплопроводность происходит в покоящейся среде. В частности, предполагается, что в среде отсутствуют какие-либо перепады давления, которые приводили бы к возникновению движения в ней.

Коэффициент теплопроводности определяет скорость передачи тепла от более нагретых к менее нагретым участкам.

Обращает на себя внимание очень большая теплопроводность металлов. Причина этого заключается в том, что в металлах, в отличие от других тел, тепло переносится тепловым движением не атомов, а свободных электронов. Большая эффективность электронной теплопроводности связана со скоростями электронов, порядка 10⁶ м/сек, т. е. гораздо большими, чем обычные тепловые скорости атомов и молекул (10² – 10³ м/сек).

ЭЛЕКТРИЧЕСТВО.

Представление об электрическом поле.

Существуют три характерных признака заряда. Во-первых, заряды могут быть положительными и отрицательными. Во-вторых, величина заряда не зависит от условий его определения. В частности, заряд не меняется при движении с релятивистскими скоростями. В-третьих, в изолированной системе заряды сохраняются (закон сохранения зарядов).

Взаимодействие зарядов осуществляется через поле. Это ставит задачи описания силового и энергетического проявления электрического поля при наличии или отсутствии как связанных, так и свободных, зарядов.

Взаимодействие зарядов. Закон Кулона.

Сила взаимодействия так называемых точечных зарядов определяется законом Кулона. Точечный заряд – заряженное тело, размерами которого можно пренебречь по сравнению с расстояниями от этого тела до других тел, несущих электрический заряд.

Основное предположение Кулона: при соприкосновении двух одинаковых заряженных шариков заряд распределяется между обоими шариками поровну. Это, собственно, был способ дозировки зарядов в установке.

Результат измерений Кулона: сила взаимодействия двух точечных зарядов пропорциональна величине каждого из зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

F=k(q1q2/r^2)

В случае одноименных зарядов сила, вычисленная по формуле (1), оказывается положительной (что соответствует отталкиванию между зарядами). В случае разноименных зарядов сила отрицательна (притяжение зарядов друг к другу

Сила взаимодействия между зарядами, сосредоточенными на телах конечных размеров определяется, если разбить каждый из зарядов на такие малые заряды dq, чтобы их можно было считать точечными.

Напряженность поля.

Пусть поле создается точечным зарядом q. На точечный пробный заряда q в точке, определяемой радиус-вектором r (рис.3), действует сила

F=q(1/4pi(e0)*(q/r^2)*(r/r)

Это отношение однозначно характеризует электрическое поле: E=F/q

Векторную величину E называют напряженностью электрического поля в в той точке, в которой пробный заряд испытывает действие силы f. Напряженность электрического поля численно равна силе, действующей на единичный точечный заряд, находящийся в данной точке поля. Векторы Е и f параллельны при условии положительного заряда q_пp.

Таким образом, напряженность поля точечного заряда пропорциональна величине заряда q и обратно пропорциональна квадрату расстояния r от заряда до данной точки поля: E=(1/4pi(e0))(q/r^2)*(r/r)

Единица напряженности электрического поля – напряженность, при которой на заряд, равный 1 Кл действует сила равная 1Н. Эта единица напряженности электрического поля называется вольт на метр и обозначается в/м.

Сила, действующая на пробный заряд, равна f = q_пp E.