методичка №1 физика

k – постоянная Больцмана.

Внутренняя энергия идеального газа

где – количество вещества.

Первое начало термодинамики

где Q – количество теплоты, подведенное к системе,

U – изменение внутренней энергии системы,

A – работа системы.

Работа газа в изобарном процессе

визотермическом процессе

вадиабатном процессе

Молярная теплоемкость идеального газа

при постоянном объеме

при постоянном давлении

Уравнение Пуассона

где CP i 2 – показатель адиабаты.

CV i

Скорости молекул: среднеквадратичная

средняя

наиболее вероятная

Изменение энтропии

11

U ν 2i RT ,

Q = U + A,

А = р V = R T;

A = RTln V2 ;

V1

A = - U.

CV 2i R ;

i 2

CP 2 R .

рV const ; TV 1 const ,

кв			3RT					;
					μ
ср			8RT					;
					πμ
вер					2RT				.
					μ

dS dQT .

	Сила поверхностного натяжения жидкости	F = l,
	где – коэффициент поверхностного натяжения,
	l – длина контура, ограничивающего
	свободную поверхность жидкости.
	Энергия поверхностного слоя жидкости	E = S,
	где S – площадь поверхностного слоя.
	Высота подъема жидкости в капиллярах	h	2 cos	,
			gR
	где – плотность жидкости,
	– краевой угол,
	g – ускорение свободного падения,
	R – радиус капилляра.
	2 Словарь по механике

Архимедова сила (FA) - сила, действующая со стороны жидкости или газа на по-

груженное в них тело.

Атмосферное давление (р) - давление, оказываемое на поверхность Земли ее

воздушной оболочкой.

Второй закон Ньютона - ускорение, которое возникает у тела в процессе взаи-

модействия, прямо пропорционально действующей на него силе и обратно про-

порционально массе тела.

Давление (р) - физическая скалярная величина, измеряемая отношением силы,

действующей перпендикулярно площади поверхности, к площади этой поверхно-

сти.

Закон Архимеда - на погруженное в жидкость или газ тело действует выталки-

вающая сила, численно равная весу жидкости (газа), вытесненной этим телом, и

приложенная к центру тяжести вытесненного телом объема жидкости (газа).

12

Закон Бернулли - в каждой точке установившегося потока жидкости сумма внешнего (рвн), гидростатического (ρgh) и динамического (ρv2/2) давления есть величина постоянная.

Закон всемирного тяготения - сила взаимного притяжения двух тел, которые могут быть приняты за материальные точки, прямо пропорциональна произведе-

нию их масс и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними.

Закон Паскаля - жидкости и газы передают производимое на них давление оди-

наково по всем направлениям.

Закон сохранения импульса тела - векторная сумма импульсов тел в замкнутой системе остается постоянной при любых взаимодействиях этих тел между собой.

Закон сохранения механической энергии - в замкнутой системе, в которой не действуют силы трения и сопротивления, сумма кинетической и потенциальной энергии всех тел системы остается величиной постоянной.

Замкнутая система - совокупность физических тел, у которых взаимодействия с внешними телами отсутствуют или скомпенсированы.

Импульс тела (р) - физическая величина, равная произведению массы тела на его

скорость.

Инерциальная система отсчета - система, в которой тело находится в покое или движется равномерно и прямолинейно, если на него не действуют другие тела или действие этих тел скомпенсировано.

Кинематика - раздел механики, изучающий способы описания движений и свя-

зей между величинами, которые характеризуют эти движения.

Кинетическая энергия (Ек) - энергия движущегося тела, равная mv2/2.

Масса (m, M) - физическая величина, определяющая инерционные и гравитаци-

онные свойства материи, измеряется в СИ в кг.

Материальная точка - идеализированная модель физического тела, размерами которого можно пренебречь при решении поставленной задачи.

Мгновенная скорость (v) - векторная величина, характеризующая быстроту пе-

ремещения и равная отношению перемещения ко времени, за которое это пере-

мещение произошло, при условии t → 0.

13

Механическое движение - изменение положения одного тела относительно дру-

гого со временем.

Мощность (Р, N) - величина, характеризующая скорость выполнения работы.

Она равна отношению совершенной работы ко времени, за которое она выполне-

на.

Невесомость - отсутствие давления на подставку тела или на подвес.

Неупругий удар - взаимодействие, при котором действует закон сохранения им-

пульса, но не действует закон сохранения механической энергии.

Основное уравнение динамики - векторная сумма сил, действующих на тело,

равна произведению массы на его ускорение.

Первый закон Ньютона - постулат существования инерциальных систем отсче-

та.

Потенциальная энергия (Ер, W) - энергия взаимодействия системы тел, измене-

ние которой равно совершенной работе.

Путь (l) - длина траектории за время t.

Работа механическая (А) - физическая величина, равная произведению силы, пе-

ремещения и косинуса угла между направлением действия силы и перемещением.

Радиус-вектор (r) - направленный отрезок, соединяющий начало координат и точку с произвольными координатами.

Система отсчета - система, в которую входят тело отсчета, связанная с ним си-

стема координат и способ измерения времени движения с указанием на начало его отсчета.

Сообщающиеся сосуды - сосуды, соединенные трубкой, которая заполнена жид-

костью.

Средняя скорость (vср) - величина, равная отношению перемещения ко времени,

за которое это перемещение произошло.

Тело отсчета - тело, относительно которого наблюдается движение.

Траектория - линия, по которой движется материальная точка в заданной систе-

ме отсчета.

14

Упругий удар - взаимодействие, при котором действуют закон сохранения им-

пульса и закон сохранения механической энергии.

Ускорение (a) - векторная величина, характеризующая быстроту изменения ско-

рости и равная отношению изменения скорости ко времени, за которое оно про-

изошло.

3 Словарь по молекулярной физике и термодинамике

Абсолютная влажность (р) - парциальное давление водяных паров, содержа-

щихся в воздухе, или количество водяных паров, содержащихся в 1 м3 воздуха,

выраженного в граммах.

Абсолютный нуль температур - температура, при которой прекращается тепло-

вое движение молекул.

Агрегатное состояние вещества - состояние одного и того же вещества, перехо-

ды между которыми сопровождаются скачкообразным изменением ряда физиче-

ских свойств.

Аморфные тела - твердые тела, не имеющие упорядоченного, периодического расположения частиц в пространстве. К ним относятся переохлажденные жидко-

сти (смолы, воск, сургуч, стекло).

Анизотропность - зависимость физических свойств – упругих, механических,

тепловых, электрических, магнитных, оптических – от направления.

Атом - наименьшая часть химического элемента, являющаяся носителем его

свойств.

Броуновское движение - беспорядочное движение малых частиц, взвешенных в

жидкости или газе.

Влажность (кг/м3) - содержание водяного пара в воздухе.

Внутренняя энергия идеального одноатомного газа - суммарная кинетическая энергия теплового движения атомов газа.

Внутренняя энергия тела (U) - сумма энергии хаотического (теплового) движе-

ния всех микрочастиц тела (молекул, атомов, ионов и т. д.) и энергии взаимодей-

ствия этих частиц.

15

Деформация - изменение формы или размеров тела (или части тела) под действи-

ем внешних сил (механических нагрузок) при нагревании, охлаждении, измене-

нии влажности и других воздействиях, вызывающих изменение относительного расположения частиц тела.

Динамическое равновесие - процесс, при котором скорость парообразования равна скорости конденсации.

Диффузия - взаимное проникновение соприкасающихся веществ друг в друга вследствие теплового движения частиц.

Жидкость - агрегатное состояние вещества, промежуточное между твердым и га-

зообразным. Жидкости сохраняют свой объем и принимают форму сосуда.

Закон Бойля-Мариотта. Для газа данной массы произведение давления на его объем постоянно, если его температура не меняется.

Закон Гей-Люссака. Для данной массы газа отношение его объема к абсолютной температуре постоянно, если давление газа не меняется.

Закон Гука. Относительное удлинение прямо пропорционально механическому напряжению.

Закон Шарля. Для данной массы газа отношение его давления к абсолютной температуре постоянно, если его объем не меняется

Идеальный газ - модель, в которой не учитывается взаимодействие частиц и их собственный объем. Соударение частиц происходит по закону упругого взаимо-

действия.

Изобарический процесс - процесс изменения состояния термодинамической си-

стемы макроскопических тел при постоянном давлении.

Изопроцесс - процесс, протекающий в термодинамической системе с неизменной массой при постоянном значении одного из параметров состояния.

Изотермический процесс - процесс изменения состояния термодинамической системы макроскопических тел при постоянной температуре.

Изохорический процесс - процесс изменения состояния термодинамической си-

стемы при постоянном объеме.

16

Испарение - парообразование со свободной поверхности жидкости при любой температуре.

Кипение - процесс парообразования внутри и с поверхности жидкости при тем-

пературе кипения.

Количество вещества - отношение числа молекул в данном теле к числу атомов

в 0,012 кг углерода.

Коэффициент полезного действия теплового двигателя (КПД, η) - физическая величина, определяемая отношением работы А, совершенной тепловым двигате-

лем за один цикл, к количеству теплоты Q1, полученной от нагревателя.

Кристаллические тела - твердые тела, имеющие упорядоченное, периодическое расположение частиц в пространстве.

Критическая температура - температура, при которой исчезают различия в фи-

зических свойствах между жидкостью и ее насыщенным паром.

Молекула - наименьшая частица данного вещества, обладающая его основными химическими свойствами.

Молекулярно-кинетическая теория объясняет свойства макроскопических тел и тепловых процессов, протекающих в них, на основе представлений о том, что все тела состоят из отдельных беспорядочно движущихся частиц.

Моль (ν) - количество вещества системы, содержащей столько же структурных элементов, сколько содержится атомов в углероде C12 массой 0,012 кг.

Молярная масса (M) - масса одного моля вещества.

Молярная теплоемкость (с) - физическая величина, показывающая, какое коли-

чество теплоты требуется для изменения температуры 1 моля вещества на 1 К.

Насыщенный пар - пар, находящийся в термодинамическом равновесии с жид-

костью того же состава.

Ненасыщенный пар - пар, находящийся при давлении ниже давления насыщен-

ного пара.

Необратимый термодинамический процесс - процесс, который самопроизволь-

но может протекать только в одном направлении.

17

Обратимый термодинамический процесс - термодинамический процесс, кото-

рый может происходить как в прямом, так и в обратном направлении, причем си-

стема возвращается в исходное положение, а в окружающей среде и самой систе-

ме не происходит никаких изменений.

Относительная влажность (φ) - отношение парциального давления водяного па-

ра, содержащегося в воздухе при данной температуре, к парциальному давлению насыщенного пара при той же температуре, выраженное в процентах.

Парообразование - процесс перехода вещества из жидкого или твердого состоя-

ния в газообразное.

Первый закон термодинамики. Количество тепла, полученного телом (систе-

мой) расходуется на изменение внутренней энергии системы и на работу против внешних сил.

Плавление - процесс перехода вещества из твердого (кристаллического) состоя-

ния в жидкое.

Плазма - частично или полностью ионизированный газ, в котором плотности от-

рицательных и положительных зарядов равны.

Пластическая (остаточная) деформация - деформация, не исчезающая после прекращения действия внешних сил.

Пластичность - свойства твердых тел под действием внешних сил изменять, не разрушаясь, свою форму и размеры и сохранять остаточные деформации после прекращения действия этих сил.

Полиморфизм - способность твердых тел существовать в двух или нескольких кристаллических структурах.

Постоянная Авогадро (NA) - количество структурных элементов (атомов, моле-

кул, ионов или других частиц) в одном моле вещества.

Предел пропорциональности - максимальное напряжение, при котором еще вы-

полняется закон Гука.

Предел прочности - наибольшее напряжение, возникающее в теле перед началом

его разрушения.

18

Предел упругости - напряжение, при котором тело полностью утрачивает упру-

гость.

Твердые тела - агрегатное состояние вещества, характеризующееся стабильно-

стью формы и объема при постоянной температуре.

Температура (Т, t°) - величина, характеризующая состояние термодинамического равновесия макроскопической системы и пропорциональная средней кинетиче-

ской энергии частиц системы.

Температура кипения - температура жидкости, при которой давление ее насы-

щенного пара равно или превышает внешнее давление.

Температура плавления - температура, при которой кристаллическое вещество

плавится.

Тепловое движение - беспорядочное (хаотическое) движение микрочастиц, из которых состоят все тела.

Тепловой двигатель - устройство, в котором осуществляется преобразование внутренней энергии топлива в механическую.

Теплоемкость тела (С) - количество теплоты, которое нужно сообщить данному телу, чтобы повысить его температуру на один градус.

Теплопередача - процесс изменения внутренней энергии без совершения работы над телом или самим телом.

Теплопроводность - передача тепла в телах, не сопровождаемая перемещением составляющих их частиц. При теплопроводности перенос энергии осуществляется в результате непосредственной передачи энергии от частиц (молекул, атомов,

электронов), обладающих большей энергией, частицам с меньшей энергией.

Термодинамические параметры - физические величины, которые служат в тер-

модинамике для характеристики состояния рассматриваемой системы.

Термодинамическое равновесие - состояние термодинамической системы, в ко-

торое она самопроизвольно приходит через достаточно большой промежуток времени в условиях изоляции от окружающей среды.

Термометр - прибор для измерения температуры посредством контакта его с ис-

следуемой средой.

19

Удельная теплоемкость (с) - физическая величина, показывающая, какое коли-

чество теплоты требуется для изменения температуры вещества массой 1 кг на 1

К.

Удельная теплота парообразования (r) - величина, показывающая, какое коли-

чество теплоты необходимо, чтобы обратить жидкость массой 1 кг в пар без из-

менения температуры.

Удельная теплота плавления (λ) - физическая величина, показывающая, какое количество теплоты необходимо сообщить кристаллическому телу массой 1 кг,

чтобы при температуре плавления перевести его в жидкое состояние.

Упругая деформация - деформация, полностью исчезающая после прекращения действия внешних сил.

Упругость - свойство тел восстанавливать свою форму и объем после прекраще-

ния действия внешних сил и других причин, вызывающих деформацию тел.

Уравнение состояния идеального газа. Для данной массы газа произведение давления на объем, деленное на абсолютную температуру, есть величина посто-

янная.

Хрупкость - способность твердых тел разрушаться при механических воздей-

ствиях без заметной пластической деформации.

ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ

Пример 1. Кинематическое уравнение движения материальной точки по

прямой имеет вид x A Bt Ct3 , где A 4м , B 2м / c , C 0,5м / c3 . Для момента времени t1 2c определить: 1) координату x1 точки; 2) мгновенную скорость v1 ;

3) мгновенное ускорение a1 ; 4) среднюю скорость за промежуток времени с мо-

мента начала движения до t1 2c .

20