- •Вопрос 1.Радиус-вектор.Вектор перемещения.
- •Вопрос 2.Скорость перемещения. Средняя и мгновенная скорости.
- •Вопрос 4.Ускорение.Модуль ускорения.
- •Вопрос 5.Неравномерное движение точки по криволинейной траектории.
- •Тема 5. Законы ньютона.
- •Вопрос 1. Инерциальные системы отсчета. Первый закон Ньютона.
- •Вопрос 2. Второй закон Ньютона.
- •Вопрос 3. Третий закон Ньютона.
- •Вопрос 4. Полный импульс системы.
- •Вопрос 5. Центр масс(центр инерции). Уравнение движения центра масс.
- •Тема 6. Закон сохранения импульса.
- •Вопрос 1. Замкнутая и незамкнутая системы в механике. Закон сохранения импульса.
- •Тема 7. Работа. Мощность. Энергия.
- •Вопрос 1. Определение элементарной работы, различные выражения.
- •Вопрос 2. Мощность, ее выражение через силу и скорость тела.
- •Вопрос 3. Кинетическая энергия и ее выражение через импульс тела.
- •Вопрос 4. Консервативные силы, их работа. Потенциальная энергия.
- •Вопрос 3. Получить выражение для момента инерции.
- •Вопрос 4. Основной закон динамики для вращения тела вокруг неподвижной оси.
- •Вопрос 5. Плоские движения твердого тела.
- •Вопрос 7. Кинетическая энергия при вращательном движении.
- •Тема 9. Закон сохранения момента импульса.
- •Вопрос 1. Получить закон сохранения момента импульса.
- •Тема 10. Силовые поля
- •Вопрос 1. Понятие поля. Поля консервативных сил.
- •Вопрос 2.Потенциальные кривые
- •Вопрос 4.Получить выражение потенциальной энергии
- •Тема 11.Принцип относительности в механике
- •Вопрос 1.Принцип относительности Галилея.
- •Вопрос 2. Постулаты специальной теории относительности(сто).
- •Вопрос 3. Сокращение длины.
- •Вопрос 4. Замедление времени.
- •Вопрос 5. Интервал между событиями.
- •Вопрос 6. Релятивистский закон сложения скоростей.
- •Вопрос 7. Кинетич. Энергия релятивистской частицы. Энергия покоя. Полная энергия.
- •Вопрос 8.Релятивистский Импульс.
- •Вопрос 9.Взаимосвязь массы и энергии в теории относительности.
- •Тема 12. Молекулярная физика.
- •Вопрос 1.Молекулярные системы.
- •Вопрос 2.Идеальный газ
- •Вопрос 3.Основные уравнения мкт
- •Вопрос 4.Средняя кинетическая энергия
- •Вопрос 5.Степени свободы молекул.
- •Тема 13.Классическая статика.
- •Вопрос 1.Распределение молекул по скоростям(Закон Максвелла).
- •Вопрос 2. Средняя арифметическая и средняя квадратичная скорости
- •Вопрос 3.Барометрическая формула. Закон Больцмана.
- •Тема 14. Явления переноса в газах
- •Вопрос 1.Столкновение молекул.
- •Вопрос 2.Диффузия.
- •Вопрос 3.Вязкость (внутреннее трение)
- •Вопрос 4.Теплопроводность
- •Тема 15. Основные понятия термодинамики
- •Вопрос 1. Основные понятия. Обратимые и необратимые процессы.
- •Вопрос 2. Первое начало термодинамики.
- •Вопрос 3.Изохорический процесс. Его можно осуществить, нагревая газ при закрепленном поршне. Подставим выражения для dQ и dU.
- •Вопрос 7.Работа.
- •Вопрос 8.Теплоемкость газов.
- •Тема 16.
- •Вопрос 1. Энтропия
- •Вопрос 2,3,4. Изобарический, изохорический, изотермический
- •Вопрос 6.Теперь мы можем сформулировать II начало термодинамики.
- •Вопрос 7. Круговые процессы (циклы)
- •Тема 18.Вопрос 1.Агрегатные состояния вещества
- •Тема 17.Вопрос 1. Реальные газы
- •Вопрос 2.Состояние реальных газов. Уравнение Ван-дер-Ваальса
- •Вопрос 3. Изотермы реального газа
- •Вопрос 4.Внутреняя энергия реального газа.Эффект джоуля-томсона.
- •Тема 18. Вопрос 2. Жидкости
- •Вопрос 3.
Тема 18. Вопрос 2. Жидкости
Жидкости по своему строению занимают промежуточное положение между газами и твердыми телами. Однако, по структуре они все же ближе к твердым телам. Так, рентгенограмма воды схожа с рентгенограммой льда, она показывает наличие некоторой упорядоченности в молекулярной структуре воды. Вблизи данной молекулы группируется определенное количество других молекул, причем существует определенный порядок в их расположении. Чем дальше от данной молекулы, тем беспорядоченнее располагаются другие молекулы по отношению к данной.
В жидкости вследствие теплового движения молекулы некоторое время колеблются около положений равновесия, а затем перескакивают в новое положение равновесия. По образному выражению Френкеля молекулы жидкости ведут «оседло-кочевой образ жизни». Если теория газов достаточно хорошо развита и может объяснить большинство наблюдаемых их свойств, квантовая теория твердых тел тоже достигла больших успехов, то теория жидкого состояния далека еще от завершения.
Основные особенности жидкого состояния.
1) Жидкости сохраняют свой объем, но не имеют определенной формы.
2) Жидкости практически несжимаемы. Из-за сильного взаимодействия молекул между собой, они сами себя как бы сжимают. Внутреннее давление, возникающее из-за взаимодействия молекул, очень велико. Например, для воды порядка 17000 атм, для ртути порядка 40000 атм. Это свойство жидкостей используется в гидравлических устройствах: подъемниках, прессах, тормозных устройствах.
3) С увеличением температуры увеличивается объем жидкости. Исключение составляет вода, объем которой в интервале (0 4) оС уменьшается за счет ассоциации молекул в группы.
4) Наличие поверхностного натяжения на границе жидкости.
Поверхностное натяжение. На молекулу жидкости действуют силы притяжения со стороны окружающих молекул. Если молекула находится внутри жидкости, эти силы уравновешены. Если молекула находится вблизи поверхности, то возникает сила, направленная внутрь жидкости. Поэтому, чтобы извлечь молекулу из глубины на поверхность, т.е. увеличить поверхность жидкости, требуется совершить работу. Эта работа пропорциональна увеличению площади поверхности: dA dS. Вводя коэффициент пропорциональности , можно записать:
(Дж/м2) |
К оэффициенту поверхностного натяжения можно придать также силовой смысл. Пусть на проволочном каркасе с подвижной стороной АВ = l образована тонкая пленка жидкости (см. рис.). Под действием груза массой m пленка растянулась на х, при этом сила тяжести совершила работу А = mgх = 2Fх Дальнейшему растяжению препятствуют силы поверхностного натяжения F . Подставим в формулу и получим: . Таким образом
(Н/м) |
Поверхностное натяжение жидкостей прив одит к явлению, называемому смачиванием. На рис. показано, какую форму может принимать капля одной и той же жидкости на разных поверхностях. Угол между касательными, проведенными к поверхности жидкости и твердого тел, называется краевым углом смачивания.
=0 |
полное смачивание |
|
0 /2 |
смачивание (1) |
|
/2 |
несмачивание (2) |
|
|
полное несмачивание (3) |
Почему одна и та же жидкость может быть смачивающей или несмачивающей, можно объяснить с помощью приведенного рисунка. Обозначим молекулы жидкости символически буквой A , молекулы вещества подложки – B и молекулы окружающего воздуха или паров жидкости - C, силы их взаимодействия, соответственно, FAA, FAB FBB,… Силы FBС и FАС, FAA и FВВ , т.к. концентрация молекул С (газ) по сравнению с концентрациями молекул А и В пренебрежимо мала (это конденсированные среды). Если силы FAB FAA , жидкость будет смачивать поверхность, если FAB FAA, будет наблюдаться несмачивание.
Явление смачивания играет большую роль в природе и технике. Например, при обогащении руд методом флотации в породу вводят специальные вещества, которые обволакивают ценную руду, делая ее несмачиваемой для воды. Пузырьки воздуха, подаваемого в раствор, пристают к к кусочкам руды, и порода всплывает.