Физика 10 класс. Законы, правила, формулы
Физика 10 класс. Законы, правила, формулы | Задачи по физике Перейти к содержимому- Свойства паров, жидкостей и твердых тел
- Давление насыщенного пара
Давление насыщенного пара (p0) не зависит от объёма, а зависит от температуры (T) и концентрации молекул пара (n)
,
где k – постоянная Больцмана
СИ: Па - Относительная влажность воздуха
Относительной влажностью воздуха (φ) называют отношение парциального давления (р) водяного пара, содержащегося в воздухе при данной температуре, к давлению (р0) насыщенного пара при той же температуре, выраженной в процентах.
%
СИ: % - Абсолютная влажность воздуха
Абсолютная влажность воздуха (ρ):
1) давление, оказываемое водяным паром при данных условиях: ;
2) это масса (m) водяного пара в единице объёма (
СИ: Па, кг/м3 - Коэффициент поверхностного натяжения жидкости
Коэффициент поверхностного натяжения (σ) жидкости равен отношению модуля силы поверхностного натяжения (F) к длине (l) границы поверхности натяжения, на которую действует эта сила.
СИ: Н/м - Высота поднятия жидкости в капилляре
Высота (h) поднятия жидкости в капиллярной трубке (капилляре) прямо пропорциональна коэффициенту поверхностного натяжения (σ) и обратно пропорциональна плотности жидкости (ρ) и радиусу (r) капиллярной трубки. - Капиллярное давление
Капиллярное давление (
СИ: Па - Абсолютная деформация (удлинение — сжатие)
Абсолютная деформация (Δl) — разность линейных размеров (l0 и l) твердого тела до и после приложения к нему силы.
СИ: мм - Относительная деформация (удлинение — сжатие)
Относительная деформация (ε) — отношение абсолютной деформации (Δl) к начальной длине твердого тела (l0). - Механическое напряжение
Механическое напряжение (
СИ: Па - Закон Гука для твердого тела
При малых деформациях напряжение (σ) прямо пропорционально относительному удлинению (ε)
СИ: Па - Модуль упругости (модуль Юнга)
Модуль продольной упругости (Е) — постоянная для данного материала величина, численно равная механическому напряжению (σ), которое необходимо создать в теле, чтобы его относительное удлинение (ε) достигло единицы
СИ: Па - Коэффициент запаса прочности
Коэффициент запаса прочности (n) — это величина, показывающая во сколько раз напряжение (σпч), соответствующее пределу прочности, превышает напряжение (σдоп), допустимое для твердого тела в данных условиях нагружения.
n=σпч/σдоп
- Основы термодинамики
- Внутренняя энергия одноатомного газа
Внутренняя энергия (U) идеального одноатомного газа прямо пропорциональна количеству вещества (m/М) и его абсолютной температуре (T)
СИ: Дж - Внутренняя энергия многоатомного газа
Внутренняя энергия (
,
где i=3 – одноатомного;
i=5 – двухатомных;
i=6 – трехатомных и более.
СИ: Дж - Работа внешних сил над газом
Работа (А) внешних сил, изменяющих объём газа при изобарном процессе, равна произведению давления (p) на изменение объёма (ΔV) газа.
СИ: Дж - Первый закон термодинамики
1) Изменение внутренней энергии (ΔU) системы при переходе её из одного состояния в другое равно сумме работы внешних сил (А) и количества теплоты (
2) Количество теплоты (Q), переданное системе, идет на изменение её внутренней энергии (ΔU) и на совершение системой работы (А’) над внешними телами: .
СИ: Дж - Применение первого закона термодинамики
1) При изохорном процессе изменение внутренней энергии (ΔU) равно количеству переданной теплоты (Q): , (при V=const)
2) При изотермическом процессе все переданное газу количество теплоты (Q) идет на совершение работы (А’): , (при T=const)
3) При изобарном процессе передаваемое газу количество теплоты (Q) идет на изменение его внутренней энергии (ΔU
4) При адиабатном процессе изменение внутренней энергии (ΔU) происходит только за счет совершение работы (А): , (при Q=0)
СИ: Дж - Работа теплового двигателя
Работа (А’), совершаемая тепловым двигателем, равна разности количества теплоты (Q1), полученного от нагревателя, и количества теплоты (Q2), отданного холодильнику
СИ: Дж - КПД теплового двигателя
Коэффициентом (η) полезного действия (КПД) теплового двигателя называют отношение работы (А’), совершаемой двигателем, к количеству теплоты (
;
СИ: Дж - КПД идеальной Тепловой машины
Реальная тепловая машина, работающая с нагревателем, имеющим температуру (T1), и холодильником с температурой (Т2), не может иметь КПД, превышающий КПД (7 тах) идеальной тепловой машины.
- Электростатика
- Закон сохранения заряда
В замкнутой системе алгебраическая сумма зарядов (q1, q2,…, qn,) всех частиц остается неизменной.
СИ: Кл - Закон Кулона
Сила взаимодействия (F) двух точечных неподвижных заряженных тел в вакууме прямо пропорциональна произведению модулей заряда (
,
где k=9×109 (Н×м2)/Кл2 — коэффициент пропорциональности.
СИ: Н - Заряд электрона
Заряд электрона (е) — минимальный, механически неделимый, отрицательный заряд, существующий в природе.
e=1,6×10-19
СИ: Кл - Напряженность электрического поля
Напряженность электрическою поля () равна отношению силы (), с которой поле действует на точечный заряд, к этому заряду (
СИ: Н/Кл; В/м - Напряженность поля точечного заряда (в вакууме)
Модуль напряженности (Е) поля точечного заряда (q0) на расстоянии (r) от него равен: ,
где k=9×109 (Н×м2)/Кл2 — коэффициент пропорциональности.
СИ: Н/Кл - Принцип суперпозиции полей
Если в данной точке пространства заряженные частицы создают электрические поля, напряженности которых ( ), то результирующая напряженность поля в этой точке равна геометрической (векторной) сумме напряженностей.
СИ: Н/Кл - Диэлектрическая проницаемость
Диэлектрическая проницаемость (ε - Работа при перемещении заряда в однородном электростатическом поле
Работа (А) при перемещении заряда (q) в однородном электростатическом поле напряженностью (Е) не зависит от формы траектории движения заряда, а определяется величиной перемещения (Δd=d2-d1) заряда вдоль силовых линий поля.
СИ: Дж - Потенциальная энергия заряда
Потенциальная энергия (Wp) заряда в однородном электростатическом поле равна произведению величины заряда (
СИ: Дж - Потенциал электростатического поля
Потенциал (φ) данной точки электростатического поля численно равен:
1) потенциальной энергии (Wp) единичного заряда (q) в данной точке: ;
2) произведению напряженности (Е) поля на расстояние (d) от заряда до источника поля:
СИ: В - Напряжение (разность потенциалов)
Напряжение (U) или разность потенциалов (φ1-φ2) между двумя точками равна отношению работы поля (
СИ: В - Связь между напряженностью и напряжением
Чем меньше меняется потенциал () на расстоянии (Δd), тем меньше напряженность (Е) электростатического поля.
СИ: В/м - Электроёмкость
Электроёмкость (C) двух проводников — это отношение заряда (q) одного из проводников к разности потенциалов (U) между этим проводников и соседним.
СИ: Ф - Электроёмкость конденсатора
Электроёмкость плоского конденсатора (C) прямо пропорциональна площади пластин (S), диэлектрической проницаемости (ε) размещенного между ними диэлектрика, и обратно пропорциональна расстоянию между пластинами (d).
,
ε0=8,85×10-12 Кл2/(Н×м2) – электрическая постоянная
СИ: Ф - Энергия заряженного конденсатора
Энергия (W) заряженного конденсатора равна:
1) половине произведения заряда (q) конденсатора на разность потенциалов (U) между его обкладками: ;
2) отношению квадрата заряда (q) конденсатора к удвоенной его ёмкости (С): ;
3) половине произведения ёмкости конденсатора (C) на квадрат разности потенциалов (U) между его обкладками: .
СИ: Дж - Электроёмкость шара
Электроёмкость шара радиусом R, помещенного в диэлектрическую среду с проницаемостью ε, равна:
СИ: Ф - Параллельное соединение конденсаторов
Общая ёмкость (Cобщ) конденсаторов, параллельно соединенных на участке электрической цепи, равна сумме ёмкостей (C1, C2, C3,…) отдельных конденсаторов.
Cобщ=C1+C2+C3+…+ Cn
СИ: Ф - Последовательное соединение конденсаторов
Величина, обратная общей ёмкости (Cобщ) конденсаторов, последовательно соединенных на участке электрической цепи, равна сумме величин, обратных ёмкостям (C1, C2, C3,…) отдельных конденсаторов.
1/Cобщ= 1/C1+1/C2+1/C3+…+ 1/Cn
СИ: Ф
- Законы постоянного тока
- Сила тока
Сила тока (I) равна:
1) отношению заряда (Δq), переносимого через поперечное сечение проводника за интервал времени (Δt), к этому интервалу времени;
2) произведению концентрации (n) заряженных частиц в проводнике, заряду каждой частицы (q0), скорости (v) движения заряженных частиц в проводнике и площади поперечного сечения (S) проводника.
,
СИ: A - Закон Ома для участка цепи
Сила тока (I) прямо пропорциональна приложенному напряжению (U) и обратно пропорциональна сопротивлению проводника (R)
СИ: A - Сопротивление проводника
Сопротивление (R) проводника зависит от материала проводника (удельного сопротивления ρ) и его геометрических размеров (длины l и площади поперечного сечения S).
СИ: Ом - Удельное сопротивление проводника
Удельное сопротивление (ρ) проводника — величина, численно равная сопротивлению проводника длиной (l) один метр и площадью поперечного сечения (S) один квадратный метр.
СИ: Ом×м - Работа постоянного тока
Работа (А) постоянного тока на участке цепи:
1) равна произведению силы тока (I), напряжения (U) и времени (t), в течение которого совершалась работа: ;
2) равна произведению квадрата силы тока (I), сопротивления участка цепи (R) и времени (t): ;
3) пропорциональна квадрату напряжения (U), времени (t) и обратно пропорционально сопротивлению (R) участка цепи: .
СИ: Дж - Мощность тока
Мощность (Р) постоянного тока на участке цепи равна:
1) работе (А) тока, выполняемой за единицу времени (t): ;
2) произведению напряжения (U) и силы тока (I): ;
3) произведению квадрата силы тока (I) и сопротивления (R): ;
4) отношению квадрата напряжения (U) к сопротивлению (R):
СИ: Вт - Электродвижущая сила (ЭДС)
Электродвижущая сила в замкнутом контуре (ξ) представляет собой отношение работы сторонних сил (Аст) при перемещении заряда внутри источника тока к заряду (q).
ξ=Аст/q
СИ: В - Закон Ома для полной цепи
Сила тока (I) в полной цепи равна отношению ЭДС(ξ) цепи к её полному сопротивлению (внутреннему сопротивлению r и внешнему R).
СИ: A - Последовательное соединение источников тока
Если цепь содержит несколько последовательно соединенных элементов с ЭДС (ξ1, ξ2, ξ3,…), то полная ЭДС цепи (ξ) равна алгебраической сумме ЭДС отдельных элементов.
ξ=ξ1+ξ2+ξ3+…
СИ: В - Параллельное соединение источников тока
Если цепь содержит несколько параллельно соединенных элементов с равными ЭДС (ξ1=ξ2=ξ3=…), то полная ЭДС цепи (ξ) равна ЭДС каждого элемента.
ξ=ξ1=ξ2=ξ3=…
СИ: В
zadachi-po-fizike.ru
ПредисловиеПредставленный учебный web-ресурс по молекулярной физике, состоящий из семи уроков, предназначен для учащихся 10-х классов средних общеобразовательных школ, являющихся пользователями персональных компьютеров. Его могут также использовать абитуриенты и слушатели подготовительных курсов вузов. Вы можете ознакомиться с содержанием уроков, а затем приступить к их изучению, начиная с первого и решая указанные задачи. Приведен список литературы, CD-ROM по физике, список Web-ресурсов по физике и ссылки на сайты дистанционного образования. Имеются задачи повышенной трудности для тех, кто хочет лучше понять физику. Для обратной связи можно использовать Гостевую книгу, форум и E-mail. Желаю вам успехов в дистанционном изучении молекулярной физики! Учитель физики и информатики школы № 1126, Львовский Марк Бениаминович, г. Москва.E-mail: [email protected] |
|
Содержание
|
|
Список литературы и использованных материалов
|
|
Урок 4. Идеальный газ. Основное уравнение МКТИзвестно, что частицы в газах в отличие от жидкостей и твердых тел располагаются друг относительно друга на расстояниях, существенно превышающих их собственные размеры. В этом случае взаимодействие между молекулами пренебрежимо мало и кинетическая энергия молекул много больше энергии межмолекулярного взаимодействия. Для выяснения наиболее общих свойств, присущих всем газам, используют упрощенную модель реальных газов – идеальный газ. Основные отличия идеального газа от реального газа:
Реальные разреженные газы
действительно ведут себя подобно идеальному
газу. Воспользуемся моделью идеального газа для
объяснения происхождения давления газа.
Вследствие теплового движения частицы газа
время от времени ударяются о стенки сосуда. При
каждом ударе молекулы действуют на стенку сосуда
с некоторой силой. Складываясь друг с другом,
силы ударов отдельных частиц образуют некоторую
силу давления, постоянно действующую на стенку.
Понятно, что чем больше частиц содержится в
сосуде, тем чаще они будут ударяться о стенку
сосуда, тем большей будет сила давления, а значит,
и давление. Чем быстрее движутся частицы, тем
сильнее они ударяют в стенку сосуда. Мысленно
представим себе простейший опыт: катящийся мяч
ударяется о стенку. Если мяч катится медленно, то
он при ударе подействует на стенку с меньшей
силой, чем если бы он двигался быстро. Чем больше
масса частицы, тем больше сила удара. Чем быстрее
движутся частицы, тем чаще они ударяются о стенки
сосуда. Итак, сила, с которой молекулы действуют
на стенку сосуда, прямо пропорциональна числу
молекул, содержащихся в единице объема (это число
называется концентрацией молекул и обозначается
n), массе молекулы m0, среднему квадрату их
скоростей и площади стенки сосуда. В результате
получаем: давление газа прямо пропорционально
концентрации частиц, массе частицы и квадрату
скорости частицы (или их кинетической энергии).
Зависимость давления идеального газа от
концентрации и от средней кинетической энергии
частиц выражается основным уравнением
молекулярно-кинетической теории идеального
газа. Мы получили основное уравнение МКТ
идеального газа из общих соображений, но его
можно строго вывести, опираясь на законы
классической механики. Иллюстрации Основные итоги |
|
| Решите задачу 2, a. Каково давление азота, если средняя квадратичная скорость его молекул 500 м/с, а его плотность 1,36 кг/м3? | |
Урок 1. Основные положения молекулярно-кинетической теорииМолекулярно-кинетическая теория (МКТ) занимается изучением свойств веществ, основываясь при этом на представлениях о частицах вещества. МКТ базируется на трех основных положениях:
Беспорядочное (хаотичное) движение атомов и молекул в веществе называют тепловым движением, потому что скорость движения частиц увеличивается с ростом температуры. Экспериментальным подтверждением непрерывного движения атомов и молекул в веществе является броуновское движение и диффузия. |
|
Задачи к уроку 4 (в порядке нарастающей сложности) |
|
| Задача 1. Как изменится давление водорода, находящегося в закрытом сосуде, если каждая молекула распадется на отдельные атомы, а средние квадраты скоростей не изменятся? | |
| Задача 2. Имеются два одинаковых сосуда. В одном из них находится кислород, а в другом – азот. Число молекул каждого газа и средние квадраты их скоростей одинаковы. Давление кислорода равно 32 кПа. Чему равно давление азота? | |
| Задача 3. В результате нагревания газа в закрытом сосуде средняя квадратичная скорость молекул увеличилась в 2 раза. Как изменилось давление? | |
| Задача 4. В сосуд, содержащий некоторое количество атомов гелия, добавляют такое же число молекул водорода, имеющих среднюю кинетическую энергию теплового движения, равную средней кинетической энергии теплового движения атомов гелия. Во сколько раз изменится давление в сосуде? | |
| Задача 5. Рассчитайте силу удара молекулы газа о стенку сосуда, если она движется перпендикулярно стенке со скоростью u, масса молекулы m0, а время ее соударения со стенкой dt. | |
| Задача 6. Сколько ударов Z молекул о стенку площадью S = 1 м2 происходит за 1 с? | |
| Задача 7 (проблемная). Спутник объемом V = 1000 м3 заполнен гелием. Метеорит пробил в стенке спутника отверстие площадью S = 1 см2. Оцените время, за которое давление упадет на 1%. Температуру внутри спутника считать неизменной. Средняя квадратичная скорость атомов гелия v = 500 м/с. | |
fiz.1sept.ru
Основы молекулярной физики и термодинамики
2.1. МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ИДЕАЛЬНЫХ ГАЗОВ
● Закон Бойля-Мариотта
рV = const при Т = const, m = const,
где р – давление; V – объем; Т – термодинамическая температура; m – масса газа.
● Закон Гей-Люссака
V =V0 (1+ αt) , или V1 /V2 = T1 /T2
при p = const, m = const;
p = p0 (1+ αt) , или p1 / p2 =T1 /T2
при V = const, m = const,
где t – температура по шкале Цельсия; V0 и p0 – соответственно объем и давление при 0 °С; коэффициент α =1/ 273 К−1 ; индексы 1 и 2 относятся к произвольным состояниям.
● Закон Дальтона для давления смеси n идеальных газов
где pi – парциальное давление i-го компонента смеси.
● Уравнение состояния идеального газа (уравнение Клапейрона-Менделеева)
pVm = RT (для одного моля газа),
pV = (m/M)RT (для произвольной массы газа),
где Vm – молярный объем; R – молярная газовая постоянная; M – молярная масса газа; m – масса газа; m/M = ν – количество вещества.
● Зависимость давления газа от концентрации n молекул и температуры
p = nkT ,
где k – постоянная Больцмана ( k = R/ NA , NA – постоянная Авогадро).
● Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеальных газов
или
или
где 〈 υкв 〉 – средняя квадратичная скорость молекул; Е – суммарная кинетическая энергия поступательного движения всех молекул газа; n – концентрация
молекул, m0 – масса одной молекулы; m = Nm0 – масса газа; N – число молекул в объеме газа V.
● Скорость молекул:
– наиболее вероятная
– средняя квадратичная
– средняя арифметическая
где m0 – масса одной молекулы.
● Средняя кинетическая энергия поступательного движения молекулы идеального газа
● Закон Максвелла для распределения молекул идеального газа по скоростям
где функция f (υ) распределения молекул по скоростям определяет относительное число молекул dN(υ)/ N из общего числа N молекул, скорости которых лежат в интервале от υ до υ + dυ .
● Закон Максвелла для распределения молекул идеального газа по энергиям теплового движения
где функция f (ε) распределения молекул по энергиям теплового движения определяет относительное число молекул dN(ε)/ N из общего числа N молекул, которые имеют кинетические энергии ε = m0υ2 / 2 , заключенные в интервале от ε до ε + dε.
● Барометрическая формула
где ph и p0 – давление газа на высоте h и h0 .
● Распределение Больцмана во внешнем потенциальном поле
где n и n0 – концентрация молекул на высоте h и h = 0 ; П = m0gh – потенциальная энергия молекулы в поле тяготения.
● Среднее число соударений, испытываемых молекулой газа за 1 с,
где d – эффективный диаметр молекулы; п – концентрация молекул; 〈υ〉 – средняя арифметическая скорость молекул.
● Средняя длина свободного пробега молекул газа
● Закон теплопроводности Фурье
где Q – теплота, прошедшая посредством теплопроводности через площадь S за время t; dT / dx – градиент температуры; λ – теплопроводность:
где cV – удельная теплоемкость газа при постоянном объеме; ρ – плотность газа; 〈υ〉 – средняя арифметическая скорость теплового движения его молекул; 〈l〉 – средняя длина свободного пробега молекул.
● Закон диффузии Фика
где М – масса вещества, переносимая посредством диффузии через площадь S за время t; dρ/ dx – градиент плотности, D – диффузия:
● Закон Ньютона для внутреннего трения (вязкости)
где F – сила внутреннего трения между движущимися слоями площадью S; dυ/ dx – градиент скорости; η – динамическая вязкость:
2.2. ОСНОВЫ ТЕРМОДИНАМИКИ
● Средняя кинетическая энергия поступательного движения, приходящаяся на одну степень свободы молекулы,
● Средняя энергия молекулы
где i – сумма поступательных, вращательных и удвоенного числа колебательных степеней свободы (i = nпост + nвращ + 2nколеб ).
● Внутренняя энергия идеального газа
где ν – количество вещества; m – масса газа; М – молярная масса газа; R – молярная газовая постоянная.
● Первое начало термодинамики
Q = ΔU + A ,
где Q – количество теплоты, сообщенное системе или отданное ею; ΔU – изменение ее внутренней энергии; А – работа системы против внешних сил.
● Первое начало термодинамики для малого изменения системы
dQ = dU + δA.
● Связь между молярной Cm и удельной с теплоемкостями газа
Cm = cM ,
где М – молярная масса газа.
● Молярные теплоемкости газа при постоянном объеме и постоянном давлении
● Уравнение Майера
Cp = CV + R .
● Изменение внутренней энергии идеального газа
● Работа, совершаемая газом при изменении его объема,
δA = pdV .
● Полная работа при изменении объема газа
где V1 и V2 – соответственно начальный и конечный объемы газа.
● Работа газа:
– при изобарном процессе
– при изотермическом процессе
● Уравнение адиабатического процесса (уравнение Пуассона)
pV γ = const , TVγ−1 = const , Tγ p1−γ = const ,
где γ = Cp /CV = (i + 2)/ i – показатель адиабаты.
● Работа в случае адиабатического процесса
или
где T1 , T2 и V1 , V2 – соответственно начальные и конечные температура и объем газа.
● Термический коэффициент полезного действия для кругового процесса (цикла)
где Q1 – количество теплоты, полученное системой; Q2 – количество теплоты, отданное системой; А – работа, совершаемая за цикл.
● Термический коэффициент полезного действия цикла Карно
где T1 – температура нагревателя; T2 – температура холодильника.
● Изменение энтропии при равновесном переходе из состояния 1 в состояние 2
2.3. РЕАЛЬНЫЕ ГАЗЫ, ЖИДКОСТИ И ТВЕРДЫЕ ТЕЛА
● Уравнение состояния реальных газов (уравнение Ван-дер-Ваальса) для моля газа
где Vm – молярный объем; а и b – постоянные Ван-дер-Ваальса, различные для разных газов.
● Уравнение Ван-дер-Ваальса для произвольной массы газа
или
где ν = m / М – количество вещества.
● Внутреннее давление, обусловленное силами взаимодействия молекул,
p′ = a /Vm2 .
● Связь критических параметров (объема, давления и температуры) с постоянными а и b Ван-дер-Ваальса
Vk = 3b, pk = a /(27b2), Tk = 8a /(27Rb).
● Внутренняя энергия реального газа
U = ν (CVT − a /Vm) ,
где CV – молярная теплоемкость газа при постоянном объеме.
● Энтальпия системы
U1 + p1V1 =U2 + p2V2 ,
где индексы 1 и 2 соответствуют начальному и конечному состояниям системы.
● Поверхностное натяжение
σ = F / l , или σ = ΔE / ΔS ,
где F – сила поверхностного натяжения, действующая на контур l, ограничивающий поверхность жидкости; ΔЕ – поверхностная энергия, связанная с площадью ΔS поверхности пленки.
Δp = σ (1/ R1 + 1/ R2) ,
где R1 и R2 – радиусы кривизны двух взаимно перпендикулярных нормальных сечений поверхности жидкости; радиус кривизны положителен, если центр кривизны находится внутри жидкости (выпуклый мениск), и отрицателен, если центр кривизны находится вне жидкости (вогнутый мениск). В случае сферической поверхности
Δp = 2σ / R .
● Высота подъема жидкости в капиллярной трубке
где θ – краевой угол; r – радиус капилляра; р – плотность жидкости; g – ускорение свободного падения.
● Закон Дюлонга и Пти
CV = 3R ,
где CV – молярная (атомная) теплоемкость химически простых твердых тел.
● Уравнение Клапейрона-Клаузиуса, позволяющее определить изменение температуры фазового перехода в зависимости от изменения давления при равновесно протекающем процессе,
где L – теплота фазового перехода; (V2 −V1) – изменение объема вещества при переходе его из первой фазы во вторую; Т – температура перехода (процесс изотермический).
studyport.ru
Основы МКТ и термодинамики. Формулы — ЕГЭ 2019 Физика Информатика Scratch
Основы молекулярно-кинетической теории
Температура. Энергия теплового движения молекул
Газовые законы
Свойства паров, жидкостей и твердых тел
- Давление насыщенного пара
Давление насыщенного пара (p0) не зависит от объёма, а зависит от температуры (T) и концентрации молекул пара (n)
,
где k – постоянная Больцмана
СИ: Па - Относительная влажность воздуха
Относительной влажностью воздуха (φ) называют отношение парциального давления (р) водяного пара, содержащегося в воздухе при данной температуре, к давлению (р0) насыщенного пара при той же температуре, выраженной в процентах.
%
СИ: % - Абсолютная влажность воздуха
Абсолютная влажность воздуха (ρ):
1) давление, оказываемое водяным паром при данных условиях: ;
2) это масса (m) водяного пара в единице объёма (V = 1 м3) воздуха: ;
СИ: Па, кг/м3 - Коэффициент поверхностного натяжения жидкости
Коэффициент поверхностного натяжения (σ) жидкости равен отношению модуля силы поверхностного натяжения (F) к длине (l) границы поверхности натяжения, на которую действует эта сила.
СИ: Н/м - Высота поднятия жидкости в капилляре
Высота (h) поднятия жидкости в капиллярной трубке (капилляре) прямо пропорциональна коэффициенту поверхностного натяжения (σ) и обратно пропорциональна плотности жидкости (ρ) и радиусу (r) капиллярной трубки. - Капиллярное давление
Капиллярное давление (p) жидкости в капилляре пропорционально коэффициенту поверхностного натяжения (σ) и обратно пропорционально радиусу капиллярной трубки (r).
СИ: Па - Абсолютная деформация (удлинение — сжатие)
Абсолютная деформация (Δl) — разность линейных размеров (l0 и l) твердого тела до и после приложения к нему силы.
СИ: мм - Относительная деформация (удлинение — сжатие)
Относительная деформация (ε) — отношение абсолютной деформации (Δl) к начальной длине твердого тела (l0). - Механическое напряжение
Механическое напряжение (σ) — это отношение модуля силы упругости (F) к площади поперечного сечения (S) тела.
СИ: Па - Закон Гука для твердого тела
При малых деформациях напряжение (σ) прямо пропорционально относительному удлинению (ε)
СИ: Па - Модуль упругости (модуль Юнга)
Модуль продольной упругости (Е) — постоянная для данного материала величина, численно равная механическому напряжению (σ), которое необходимо создать в теле, чтобы его относительное удлинение (ε) достигло единицы
СИ: Па - Коэффициент запаса прочности
Коэффициент запаса прочности (n) — это величина, показывающая во сколько раз напряжение (σпч), соответствующее пределу прочности, превышает напряжение (σдоп), допустимое для твердого тела в данных условиях нагружения.
n=σпч/σдоп
Основы термодинамики
- Внутренняя энергия одноатомного газа
Внутренняя энергия (U) идеального одноатомного газа прямо пропорциональна количеству вещества (m/М) и его абсолютной температуре (T)
СИ: Дж - Внутренняя энергия многоатомного газа
Внутренняя энергия (U) идеального многоатомного газа прямо пропорциональна его абсолютной температуре (Т) и определяется числом степеней свободы (i) идеального газа.
,
где i=3 – одноатомного;
i=5 – двухатомных;
i=6 – трехатомных и более.
СИ: Дж - Работа внешних сил над газом
Работа (А) внешних сил, изменяющих объём газа при изобарном процессе, равна произведению давления (p) на изменение объёма (ΔV) газа.
СИ: Дж - Первый закон термодинамики
1) Изменение внутренней энергии (ΔU) системы при переходе её из одного состояния в другое равно сумме работы внешних сил (А) и количества теплоты (Q), переданного системе: ;
2) Количество теплоты (Q), переданное системе, идет на изменение её внутренней энергии (ΔU) и на совершение системой работы (А’) над внешними телами: .
СИ: Дж - Применение первого закона термодинамики
1) При изохорном процессе изменение внутренней энергии (ΔU) равно количеству переданной теплоты (Q): , (при V=const)
2) При изотермическом процессе все переданное газу количество теплоты (Q) идет на совершение работы (А’): , (при T=const)
3) При изобарном процессе передаваемое газу количество теплоты (Q) идет на изменение его внутренней энергии (ΔU) и на совершение работы (А’): , (при p=const)
4) При адиабатном процессе изменение внутренней энергии (ΔU) происходит только за счет совершение работы (А): , (при Q=0)
СИ: Дж - Работа теплового двигателя
Работа (А’), совершаемая тепловым двигателем, равна разности количества теплоты (Q1), полученного от нагревателя, и количества теплоты (Q2), отданного холодильнику
СИ: Дж - КПД теплового двигателя
Коэффициентом (η) полезного действия (КПД) теплового двигателя называют отношение работы (А’), совершаемой двигателем, к количеству теплоты (Q1), полученному от нагревателя.
;
СИ: Дж - КПД идеальной Тепловой машины
Реальная тепловая машина, работающая с нагревателем, имеющим температуру (T1), и холодильником с температурой (Т2), не может иметь КПД, превышающий КПД (7 тах) идеальной тепловой машины.
Понравилось это:
Нравится Загрузка…
Похожее
egeikt.wordpress.com