- •1. Системы отсчёта и координат. Осн. Хар-ки мех. Движения. Прямол-е и кривол-е дв-е. V b w.
- •2.Движение мат. Т-ки по окр-ти. Норм-е и танг-е ускор-е связь угловых и лин-х хар-к движ-я
- •3.Силы. Масса. Законы ньютона.
- •4. Силы при криволин
- •5. Закон всемирного тяготения. Зав-ть веса тел от высоты над Ур-м м.О., геошг. Ироты
- •6. Нормальное гравитационное поле и его аномалии.
- •8.Орбитальное движение Земли и ее осевое вращение. Неравномерости вращения з., их физ-я природа
- •9. Приливообразующие силы и их геофизическая роль.
- •10. Закон сохранения и изменения количества движения.
- •11. Работа силы, мощность кин-я и пот-я э. Энергия, работа силы, мощность
- •Кинетическая и потенциальная энергии
- •12.Гармонич-е колеб-е, его хар-ки. Мат., физ., пруж. Маятники
- •13.Энергия колеб-ся тела. Собственные колебания з. Сложен. Гарм-х кол-й
- •14. Волна,её хар-ки. Прод-е, попнр-е в.Пр-п Гюйгенса.Инт-ть.
- •15.Звук. Принцип локации
- •18. Основн полож молек-кинетич теории строен вещ-ва. Межмолек силы. Агрегат сост вещ-ва.
- •19.Макроскопические системы. Термодинам. Равновесие. Равновесные и неравновесные процессы. Обратимые и необратимые процессы.
- •20. Газовые законы (бойля-мариотта, гей-люсака, авогадро). Уравнение состояния идеального газа.
- •21.Барометрическая формула и распред. Больцмана
- •22. Явление переноса в газах и жидкостях. Диффузия в газах
- •23.Явление переноса теплопроводность
- •24. Явление переноса в газах и жидкостях. Внутреннее трение (вязкость).
- •26.Внутр-я энергя идеал-го г. Работа и теплота.Зак. Сохран-я энергии. 1-е нач. Термодин-ки
- •27.Электрические заряды и электрическое поле. Закон кулона. Принцип суперрозиции. Напряженость электоростатического поля
- •29.ПримЕры вычисления электр. Полей с пом. Т. Острогр-Гаусса.
- •30. Потенциал и работа сил электростатического поля. Циркуляция напряжености электростатического поля вдоль замкнутого контура. Разность потенциалов.
- •31. Градиент потенциала. Связь между потенц и напряж-ю электростат поля в кажд точке поля.
- •32 Эквипотенциальные пов-ти
- •33. Вычисл потенц некот простейш электростат полей.
- •1 .Потенциал электрического поля точечного заряда q.
- •3. Шаровой конденсатор.
- •34. Геоэлектрическое поле земли. Электрическая проводимость атмосферы, гидросферы, земной коры и недр
- •35. Электрическая проводимость атмосферы. Ионосфера, ионосферные слои. Влияние ионосферы на распределение радиоволн Нормальное Эл-е поле а. Техног-е возд-е на а.
- •36. Электротеллурическое поле. Региональные и локаьные электротеллурические поля земной коры. Вариации меридиональнй и широтной наряжённости электроллурическго поля
- •37. Изучение глубинного строения Земли методом глубинного зондирования
- •38.Масса, форма, размеры и строение атмосферы. Слои атмосферы и зависимость т атмосферы от высоты.
20. Газовые законы (бойля-мариотта, гей-люсака, авогадро). Уравнение состояния идеального газа.
В люб из равновес сост парам Р, Т и V термодинам сист закономер связ друг с др, так что измен одного из них влечет за собой измен др. Функциональная связь между давл, объемом и температ f (P,V,N) = 0 (1) наз Ур-ем сост вещ-ва. Если решить (1) относит к-л из парам, наприм, Р, то ур-е сост примет вид Р=Р(V, Т) (2) Для жидк и тв тел хар-р зависимости Р = Р(V, Т) крайне индивид. Иначе обстоит дело в случ разреж газов. Все достат-но разреж газы подчин одному и тому же ур-ю сост – ур-ю Клап-Менд, кот может быть установл, как на основе известн опытных газ зак Бойля-Мариотта (РV = const для дан массы газа), Гей-Люсака [Vt = V0 (1 + t) для постоян массы и давл газа] и Авогадро (при одинак Т и Р в равн объемах люб газа содерж одинак число молек), так и на основе молек-кинетич теории строен вещ-ва. Это ур-е имеет вид PV = MRT/ (3) или P = MRT/V = RT/, где М – масса газа, - моляр масса, R – газ постоян, R=8,31 Дж/мольК, - плотн газа. Отнош Z = М/ - число молей газа. Тогда PV = ZRT (4) В случ газ смеси велич Z в ур-и (4) равна полн числу молей всех газов, входящ в смесь Z = Z1 + Z2 +….+ Zn = М1/1 + М2/2 + …+ Мn /n (5) где М1, М2, …,Мn – массы отдельн газов, а 1 , 2 , … n – моляр массы этих газов. Реал газы подчин Ур-ю Клап-Менд лишь приближ – при достат низ давл и выс темпер. При больш же Р и низ Т у всех газов наблюд отклон от этого Ур-я. Газ, кот вполне точно подчин ур-ю Клап-Менд, в термодин наз идеал газом. Такого газа в действ-ти нет, он явл некот абстракцией, но св-ва всех реал газов приближ к св-вам идеал газа при мал давл. Люб газ в пределе при Р0 неотличим от идеал. Больш-во газов уже при атм давл и комн Т близки к идеал. Обознач массу 1 молек-лы ч-з m, будем иметь М = mN и = mNА, где N – общ число молек газа, а NА – чис Авогадро. PV = NRT/NA, но отнош k = R/NA =1,3810-23 Дж/К - постоян Больцмана. Тогда PV = NkT (6)
Это ур-е сост справедл для всех газов, т.к. оно соверш не завис от хим прир газа. Р = NkT/V , но N/V = n – число молек в ед объема газа, тогда P = nkT (7) т.е. давл газа завис только от его температ и чис молек в ед объема газа.
21.Барометрическая формула и распред. Больцмана
Если на молек газа не действ никакие внеш силы, то вследств тепл движ они равномер распредел-ся по всему объему сосуда, так что в кажд ед объема содерж в сред одинак число молек. При одинак во всех частях объема темпер в газе устанавл всюду одинак давл Р = nkT = const (в соотв с з-ном Паскаля). Когда газ наход в некот силовом поле, в кот на кажд ч-цу газа действ внеш сила, толкающ ее в определен направл. В рез-те одноврем действ внеш сил и тепл движ молек в газе при задан темпер устанавл некот неравномер распредел молек в пр-ве, не измен во врем. Прим-м внеш сил явл поле силы тяж, а прим газа в таком силовом поле явл зем атм. Молек газов, составл атм возд, под влиян тепл движ рассеялись бы в мир пр-ве, если бы отсутств сила тяж. Т.о., само сущ атм явл рез-ом одноврем действ силы притяж молек к Зем и их тепл движ. Если бы зем атм наход в сост тепл равновес, т.е. темпер атм была бы одинак на всех высотах, то в ней бы установ так наз барометр распредел плотн и давл с высотой. Для определ барометр з-на измен давл и плотн идеал газа с высотой рассмотр вертик столб газа с площ попереч сеч S = 1, находящ при постоян темпер.
Рис.
Обознач давл газа на некот нулев ур Z=0 (ур моря, пов-ти зем) ч-з Р0, а давл на выс Z над нул ур ч-з Р. При увелич выс на dZ давл газа уменьш на некот велич dР. Это уменьш давл равно весу столба газа выс dZ с площ основ S = 1, dP = - g dZ, (1) где - - плотн газа. На основ ур-я сост идеал газа, его плотн равна =P/RT (2) dP = - (P/RT)g dZ, dP/P = - (/RT)g dZ.
р z z
dP/P = - /R g dZ/Т ; ln P/P0 = - /R g dZ/Т
p0 0 0
На небольш выс над пов-ю зем ускор силы тяж g можно счит постоян, не завис от выс Z, и вынести его за знак интегр . Если газ наход в тепл равновес при постоян, не завис от выс Z темпер Т, то и Т можно вынести за знак интегр.
ln P/P0 = - gZ/RT,
откуда Р/Р0 = е - gZ/RT; Р = Р0 е - gZ/RT. (4) Ф-ла (4) хар-ет измен давл газа с выс и наз барометр ф-лой. Она показ, что давл газа с выс убыв по экспоненц з-ну.
Рис.
Прибор для определ выс над зем пов-ю наз высотомером. Давл с выс убыв тем быстрее, чем тяж газ.
Р = Р0 е - mgZ/ kT.
Так как P = nkT, то эта барометр ф-ла выраж также з-н убыв плотн газа с выс n = n0 е - mgZ/ kT (5)
где n и n0 – чис молек в ед объема газа в точ, разн выс между кот равна Z. Ввиду чрезвыч малой массы газ молек убыв плотн газа и его давл заметно только при значит измен выс.
Т.к. велич mgZ - потенциал эн молек в поле тяготен, то
n = n0 е – U(Z) /kT (6) т.е. она выраж з-н распредел молек идеал газа по велич их потенциал эн в поле тяготен. Причем велич n0 имеет смысл числа ч-ц с потенциал энерг равной нулю (n = n0 при U = 0).
Поскольку, в произвол силов поле потенц эн ч-цы может завис от всех 3-х коорд, хар-х ее полож в пр-ве, а не только от одной, как это имело место в частн случ поля тягот, т.е. n = n(X,Y,Z) и соотв этому U = U(X,Y,Z). Т.о., в люб силов поле распредел ч-ц в пр-ве выраж з-ном
n(X,Y,Z) = n0 е – U(X,Y,Z) / kT - з-н Больцмана (7) где U(X,Y,Z) – потенц эн ч-ц во внеш сил поле, завис от коорд той точки, в кот наход ч-ца; n(X,Y,Z) – конц ч-ц в точ с коорд X,Y,Z; n0 – чис ч-ц в ед объема в том месте пр-ва, где их потенц эн равна 0. При постоян Т концентр ч-ц убыв с ростом U и возраст с убыв U, т.е. ч-цы концентрир преимущ в местах с меньш потенц эн.