- •Механика Основы молекулярной физики и термодинамики
- •Курс лекций.
- •Оглавление
- •Глава 1. Кинематика материальной точки
- •Глава 2. Динамика материальной точки
- •Глава 3. Динамика твердого тела
- •Глава 4. Работа и энергия
- •Глава 5. Законы сохранения в механике
- •Глава 6. Механические волны
- •Глава 7. Молекулярное движение
- •Глава 8. Основы термодинамики
- •Глава 1. Кинематика материальной точки
- •1.1 Понятия и определения
- •Модуль вектора ускорения
- •Для самостоятельного изучения
- •1.2. Виды движения
- •При постоянной угловой скорости , угловой путь и угол поворота определяется из равенств:
- •Для самостоятельного изучения
- •Глава 2. Динамика материальной точки
- •2.1 Понятие силы. Равнодействующая сила.
- •2.2 Силы гравитационного взаимодействия
- •2.3 Силы трения
- •2.4 Сила вязкого трения и сопротивления среды.
- •2.5 Сила упругости. Закон Гука.
- •2.6 Законы Ньютона
- •2.7 Принцип относительности Галилея. Неинерциальные системы отсчета
- •2.8 Задачи динамики материальной точки.
- •2.9 Примеры решения типовых задач.
- •Глава 3. Динамика твердого тела
- •3.1. Поступательное движение
- •3.2. Вращательное движение
- •3.3. Колебательное движение
- •Глава 4. Работа и энергия
- •4.1. Работа. Мощность
- •4.2. Кинетическая энергия
- •И всегда положительна в любой системе отсчета.
- •4 Dr.3. Потенциальная энергия
- •4.4. Связь потенциальной энергии с силой
- •Для самостоятельного изучения
- •4.5. Потенциальная энергия тела относительно поверхности Земли
- •4.6. Работа силы тяжести
- •4.7. Потенциальная энергия пружины
- •4.8 Потенциальный барьер и яма
- •4.9. Работа и энергия при вращательном движении
- •4.10 Кинетическая энергия вращательного движения
- •4.11 Энергия колебательного движения тела
- •4.12 Добротность
- •Лекция 12
- •Глава 5. Законы сохранения в механике
- •5.1 Закон сохранения импульса
- •5.2 Закон сохранения момента импульса
- •При составлении равенства (5.5) учтено, чтои.
- •5.3 Закон сохранения энергии
- •Для самостоятельного изучения
- •5.4 Применение законов сохранения к упругому и неупругому соударению двух тел
- •5.4.1 Абсолютно упругий удар
- •5.4.2 Абсолютно неупругий удар
- •Глава 6. Механические волны
- •6.1 Продольные и поперечные волны
- •Уравнение плоской гармонической волны. Волновое уравнение.
- •Глава 7. Молекулярное движение
- •7.1 Размеры и масса молекул
- •7.2. Движение и столкновение молекул газа
- •7.3 Давление и температура.
- •7.4 Скорость и энергия молекул [распределение Максвелла]
- •7.5 Диффузия, внутреннее трение, теплопроводность.
- •7.6 Давление идеального газа на стенку
- •7.7 Уравнение состояния идеального газа
- •Глава 8. Основы термодинамики
- •8.1. Термодинамическая система. Внутренняя энергия идеального газа
- •8.2. Работа и теплопередача
- •8.3. Первое начало термодинамики, термодинамические изопроцессы.
- •8.4 Теплоемкость
- •Теплоемкость газов при постоянном объеме.
- •8.5 Обратимые и необратимые процессы. Термодинамическая вероятность. Энтропия.
- •8.6 Изменение энтропии в изопроцессах
- •8.7 Тепловая машина. Цикл Карно.
- •Для самостоятельного изучения
- •8.8 Второе начало термодинамики
- •Основные понятия в механике Кинематика
- •Динамика
- •Вес тела – сила, приложенная к опоре или подвесу, которые удерживают тело от свободного падения. При неподвижной опоре (подвесе) или при их равномерном движении вес тела равен силе тяжести.
- •Работа и энергия
- •Механические волны
- •Молекулярная физика
- •Термодинамика
- •Основные законы Механика
- •Молекулярная физика
- •Обозначения
- •Механика Основы молекулярной физики и термодинамики
Молекулярная физика
Закон Авогадро - один моль вещества занимает объем V=22,4·10-3 м3 и в нем содержится число молекул = 6,02·1023 1/моль.
На каждую поступательную и вращательную степень свободы приходится энергия теплового движения , колебательную –kT.
Закон Менделеева-Клапейрона
где R = 8,31- универсальная газовая постоянная ; k= 1,38·10-23Дж/К постоянная Больцмана, N = NA — число молекул в газемассой М.
Закон сохранения энергии в термодинамике - количество тепла δQподведенное к ТС, затрачивается на изменение внутренней энергии и на совершение работы.
δQ=dA+dU.
Для изолированных термодинамических систем наиболее вероятным изменением энтропии является возрастание.
Обозначения
– координаты
– орты координат
– радиус-вектор
– кривизна траектории
– радиус кривизны
– вектор перемещения
– вектор мгновенной скорости
– вектор средней скорости
s– путь
– вектор ускорения
– вектор среднего ускорения
– вектор касательного ускорения
– вектор нормального ускорения
– единичные вектора
– ускорение свободного падения
– угловой вектор
– вектор угловой скорости
– вектор углового ускорения.
m – масса материальной точки.
– сила.
– результирующая сила.
– сила гравитационного взаимодействия.
– сила тяжести.
– сила натяжения нити.
– сила реакции опоры.
– вес тела.
– сила трения.
– сила сопротивления.
– сила упругости.
– импульс тела.
– коэффициент трения.
k– коэффициент упругости тела.
– коэффициент сопротивления среды
– относительный сдвиг.
G– модуль сдвига.
E– модуль Юнга.
– радиус-вектор центра инерции.
– скорость центра инерции.
J– момент инерции тела.
– момент силы.
h– плечо силы.
– момент импульса тела.
– частота свободных колебаний.
– частота затухающих колебаний.
Т – период колебаний.
– логарифмический декремент затухания.
– время релаксации колебания.
– частота изменения силы, действующая на колебательную систему.
А – работа силы.
Еk – кинетическая энергия.
Еп– потенциальная энергия.
– кинетическая энергия вращательного движения.
Е – полная энергия.
Q– добротность.
– молярная масса.
Р – давление.
T– температура.
– количества тепла.
S– энтропия.
W– термодинамическая вероятность.
U– внутренняя энергия.
V– объем.
С – теплоемкость
Петр Пантелеймонович Зольников
Курс лекций по физике.
Механика Основы молекулярной физики и термодинамики
Учебно-методическое пособие для студентов очной и заочной формы обучения
Екатеринбург
2011 г.