Билет №16(Идеальный газ. Изотермический, изобарный и изо- хорный процессы в идеальном газе)

Для изучения свойств газа вводят физическую модель – идеальный газ, в которой приняты следующие допущения:

1. Размеры молекул малы по сравнению со средним расстоянием между ними; молекулы можно принимать за материальные точки.

2. Силы притяжения между молекулами не учитываются, а силы отталкивания возникают только при соударениях.

3. Молекулы сталкиваются друг с другом как абсолютно упругие шары, движение которых описывается законами механики.

Таким образом, идеальным называется газ, в котором собственным объемом молекул и межмолекулярным взаимодействием (кроме процессов столкновений) можно пренебречь.

Для идеального газа выполняются газовые законы, открытые экспериментальным путем, связывающие три макроскопических параметра – объем, давление и температуру.

Термодинамические процессы, проходящие в газе с неизменным количеством вещества при фиксированном значении одного из макропараметров называются изопроцессами.

Первым из изопроцессов в газе был изучен процесс при постоянной температуре (T = const) – изотермический процесс: m=const, T=const,PV=const,P1V1=P2V2

Согласно закону Бойля-Мариотта изотермы газа представляют собой ветвь гиперболы, причем, чем выше температура, тем дальше от координатных осей расположена соответствующая ей изотерма.

Изопроцессы при постоянном давлении (p = const) называют изобарными.

Зависимость объема газа от температуры при неизменном давлении исследовал французский физик Жак Шарль и независимо от него Жозеф Гей-Люссак. По предложению Гей-Люссака закон был назван в честь Шарля. Они установили, что: m=const,P=const,V/T=const,V1/T1=V2/T2

Объем данного количества газа при постоянном давлении линейно зависит от температуры (закон Шарля).

Изопроцессы при постоянном объеме (V = const) называют изохорными.

Экспериментальную проверку процесса осуществил французский физик Гей-Люссак. Он установил, что:m=const,V=const,P/T=const,P1/T1=P2/T2

Давление данного количества газа при постоянном объеме линейно зависит от его температуры (закон Гей-Люссака).

Экспериментальные газовые законы дают возможность получить уравнение состояния идеального газа для фиксированного количества газа:

Данное выражение представляет собой уравнение Клапейрона, которое обобщил Д.И.Менделеев на произвольное количество газа:

,pV=m/M*RT

где R ≈ 8,31 -универсальная газовая постоянная

Полученное равенство называется уравнением Клапейрона-Менделеева. Оно представляет собой уравнение состояния для произвольного количества газа.

Билет № 17 Интерференция света.

Интерференция света — перераспределение интенсивности света в результате наложения(суперпозиции) нескольких световых волн. Это явление сопровождается чередующимися в пространстве максимумами и минимумами интенсивности. Её распределение называется интерференционной картиной

Интерференция волн – это явление наложения когерентных волн - свойственно волнам любой природы (механическим, электромагнитным и т.д. Когерентные волны - это волны, испускаемые источниками, имеющими одинаковую частоту и  постоянную

При наложении когерентных волн в какой-либо точке пространства амплитуда колебаний (смещения ) этой точки будет зависеть от разности расстояний от источников до рассматриваемой точки. Эта разность расстояний называется разностью хода. При наложении когерентных волн возможны два предельных случая: минимума и максимума

d2-d1=2*k*λ/2=k* λ

Коэффициент полезного действия тепловых двигателей

μ=A/Q*100% μ=Q1-Q2/Q1

разность фаз.

Билет №18

Вну́тренняя эне́ргия тела (обозначается как E или U) — полная энергия этого тела за вычетом кинетической энергии тела как целого и потенциальной энергии тела во внешнем поле сил. Следовательно, внутренняя энергия складывается из кинетической энергии хаотического движения молекул, потенциальной энергии взаимодействия между ними и внутримолекулярной энергии.

Внутренняя энергия тела - энергия движения и взаимодействия частиц, из которых состоит тело. Или: нутренняя энергия тела - это суммарная кинетическая энергия движения молекул тела и потенциальная энергия их взаимодействия.

Внутренняя энергия является однозначной функцией состояния системы. Это означает, что всякий раз, когда система оказывается в данном состоянии, её внутренняя энергия принимает присущее этому состоянию значение, независимо от предыстории системы. Следовательно, изменение внутренней энергии при переходе из одного состояния в другое будет всегда равно разности значений в этих состояниях, независимо от пути, по которому совершался переход.

Внутреннюю энергию тела нельзя измерить напрямую. Можно определить только изменение внутренней энергии: где Q, — теплота, измеренная в Джоулях

• — работа, измеренная в Джоулях

Для квазистатических процессов выполняется следующее соотношение:

• — температура, измеренная в кельвинах

• — энтропия, измеренная в джоулях/кельвин

• — давление, измеренное в паскалях

• — химический потенциал

• — количество частиц в системе

Коли́чество теплоты́ — энергия, которую получает или теряет тело при теплопередаче. Количество теплоты является одной из основных термодинамических величин.

Количество теплоты является функцией процесса, а не функцией состояния, то есть количество теплоты, полученное системой, зависит от способа, которым она была приведена в текущее состояние. Единица измерения: Джоуль Дж Q = cmϫt

1. одна из форм обмена энергией (наряду с теплотой) термодинамической системы (физического тела) с окружающими телами; 2) количественная характеристика преобразования энергии в физических процессах, зависит от вида процесса; работа системы положительна, если она отдает энергию, и отрицательна, если получает.