- •1. Кинематика материальной точки. Системы отсчета. Перемещение, скорость, ускорение.
- •2. Динамика материальной точки. Законы Ньютона. Масса. Силы в классической механике.
- •3. Закон сохранения импульса. Соударение двух тел. Центр масс.
- •4. Закон сохранения механической энергии. Работа сил. Кинетическая и потенциальная энергии. Консервативные силы.
- •6. Кинетическая энергия вращения.
- •7. Момент сил. Основное уравнение динамики вращательного движения.
- •8. Момент импульса. Закон сохранения момента импульса.
- •9.Гармонические колебания. Физический и математический маятник. Пружинный маятник.
- •10.Колебательное движение. Свободные, вынужденные и затухающие колебания.
- •12. Сложение взаимно перпендикулярных колебаний. Фигуры Лиссажу
- •12. Фигуры Лиссажу
- •13. Законы идеальных газов. Уравнение Клапейрона-Менделеева.
- •14. Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеальных газов.
- •16. Распределение Максвелла.
- •17. Основы термодинамики. Число степеней свободы.
- •18. Первый закон термодинамики.
- •19. Внутренняя энергия идеального газа. Работа.
- •20. Теплоемкость. Уравнение Майера.
- •21. Применение первого начала термодинамики к изопроцессам.
- •22. Адиабатический процесс. Уравнение Пуассона. Работа при адиабатическом процессе
- •24. Второе начало термодинамики. Энтропия.
- •23.Циклические процессы. Цикл Карно
- •25. Реальные газы. Уравнение Ван-дер-Ваальса.
- •26. Взаимодействие неподвижных точечных зарядов (закон Кулона). Электростатическое поле и его основные характеристики: напряженность и потенциал.
- •27. Принцип суперпозиции электрических полей.
23.Циклические процессы. Цикл Карно
Круговым процессом(илициклом) называется процесс, при котором система, пройдя через ряд состояний, возвращается в исходное. На диаграмме процессов цикл изображается замкнутой кривой. Если зациклсовершается положительная работаA=>0 (цикл протекает по часовой стрелке), то он называетсяпрямым),если за цикл совершается отрицательная работаA=<0 (цикл протекает против часовой стрелки), то он называется обратным . Прямой цикл используется втепловых двигателях. Обратный цикл используется вхолодильных машинах. В результате кругового процесса полное изменение внутренней энергии газа равно нулю. Поэтому первое начало термодинамики для кругового процессаВ результате кругового процесса система может теплоту как получать, так и отдавать, поэтомугдеQ1 —количество теплоты, полученное системой,Q2 —количество теплоты, отданное системой. Поэтомутермический коэффициент полезного действия для кругового процесса
Термодинамический процесс называется обратимым, если он может происходить как в прямом, так и в обратном направлении, причем если такой процесс происходит сначала в прямом, а затем в обратном направлении и система возвращается в исходное состояние, то в окружающей среда и в этой системе не происходит никаких изменений. Всякий процесс, не удовлетворяющий этим условиям, являетсянеобратимым.
Обратимый наиболее экономичный цикл, состоящий из двух изотерм и двух адиабат. Его называют циклом Карно. Цикл Карно изображен на рис. 87, где изотермические расширение и сжатие заданы соответственно кривыми1—2и3—4, а адиабатические расширение и сжатие — кривыми2—3и4—1.
):
Работа, совершаемая в результате кругового процесса,
и, как можно показать, определяется площадью, заштрихованной на рис. 87. Термический к. п. д. цикла Карно, согласно
25. Реальные газы. Уравнение Ван-дер-Ваальса.
Реальных газов— газов, свойства которых зависят от взаимодействия молекул, надо учитывать силы межмолекулярного взаимодействия.Они проявляются на расстояниях10–9м и быстро убывают при увеличении расстояния между молекулами. Такие силы называются короткодействующими. На основе уравнения Клапейрона — Менделеева Ван-дер-Ваальсом при учете объема молекул и сил межмолекулярного взаимодействия было выведено уравнение состояния реального газа.Уравнение Ван-дер-Ваальсадля моля газа (уравнение состояния реальных газов):Для произвольного количества веществаvгаза (v=m/M) сучетом того, чтоV=vVm, уравнение Ван-дер-Ваальса примет видгде поправкиаиb —постоянные для каждого газа величины, определяемые опытным путем (записываются уравнения Ван-дер-Ваальса для двух известных из опыта состояний газа и решаются относительноаиb)
26. Взаимодействие неподвижных точечных зарядов (закон Кулона). Электростатическое поле и его основные характеристики: напряженность и потенциал.
Закон Кулона: сила взаимодействияFмежду двумя неподвижными точечными зарядами, находящимисяв вакууме,пропорциональна зарядамQ1иQ2 и обратно пропорциональна квадрату расстоянияrмежду ними:
где k —коэффициент пропорциональности, зависящий от выбора системы единиц.В векторной форме закон Кулона имеет видгдеF12— сила, действующая на зарядQ1 состороны зарядаQ2,r12— радиус-вектор, соединяющий зарядQ2с зарядомQ1,r = |r12|
Тогда закон Кулона запишется в окончательном виде:
Величина 0называется электрической постоянной; она относится к числуфундаментальных физических постоянныхи равна
Электрические поля, которые создаются неподвижными электрическими зарядами и называютсяэлектростатическими.
Напряженность электростатического поляв данной точке есть физическая величина, определяемая силой, действующей на пробный единичный положительный заряд, помещенный в эту точку поля:
Напряж. поля т. заряда в вакууме
Эта величина является силовой характеристикой электростатического поля
Потенциал— физическая величина, определяемая работой по перемещению единичного положительного заряда при удалении его из данной точки поля в бесконечность. Эта работа численно равна работе, совершаемой внешними силами (против сил электростатического поля) по перемещению единичного положительного заряда из бесконечности в данную точку поля.
Единица потенциала — вольт(В) Потенциал поля, создаваемого точечным зарядомQ, равен
Работа, совершаемая селами электростатического поля при перемещении заряда Q0из точки1в точку2(см. (84.1), (84.4), (84.5)), может быть представлена как