Физические основы термодинамики Напряженность электрического поля .

Законы сохранения в механике Законы сохранения импульса, момента импульса и энергии в механике. Связь законов сохранения со свойствами симметрии пространства и времени. Постоянный электрический ток. Постоянный электрический ток. Закон Ома в дифференциальной форме. Разность потенциалов, электродвижущая сила, напряжение. Работа и мощность тока.

Физические основы термодинамики

Основные формулы

 Связь между молярной (Cm) и удельной (с) теплоемкостями газа

Cm=cM, где М — молярная масса газа.

 Молярные теплоемкости* при постоянном объеме и постоянном давлении соответственно равны

Cv=iR/2; Cp=(i+2)R/2

  где i — число степеней свободы; R — молярная газовая постоянная.

 Удельные теплоемкости при постоянной объеме и постоянном давлении соответственно равны

, .

 Уравнение Майера

Cр—Сv=R.

 Показатель адиабаты

, или , или .

 Внутренняя энергия идеального газа

U=N<e> или U=vCvT,

где <e>—средняя кинетическая энергия молекулы; N—число молекул газа; v — количество вещества.

 Работа, связанная с изменением объема газа, в общем случае вычисляется по формуле

,

где V1 — начальный объем газа; V2 — его конечный объем.

Работа газа:

а) при изобарном процессе (p=const)

A=p(V2 - V1);

б) при изотермическом процессе (T=const)

;

* Здесь и далее в целях упрощения записи в индексах обозначений молярной теплоемкости при постоянном давлении и постоянном объеме букву «m» будем опускать.

в) при адиабатном процессе

, или ,

где T1 — начальная температура газа; T2 — его конечная температура.

 Уравнение Пуассона (уравнение газового состояния при адиабатном процессе)

.

Первое начало термодинамики в общем случае записывается в виде Q=DU+A, где Q – количество теплоты, сообщённое газу; DU—изменение его внутренней энергии; А — работа, совершаемая газом против внешних сил.

Пример. Вычислить удельные теплоемкости неона и водорода при постоянных объеме (сv) и давлении (cp), принимая эти газы за идеальные.

Пример. Определить количество теплоты, поглощаемой водородом массой m=0,2 кг при нагревании его от температуры t1=0°С до температуры t2=100 °С при постоянном давлении. Найти также изменение внутренней энергии газа и совершаемую им работу.

Пример. Кислород занимает объем V1=1 м3 и находится под давлением р1=200 кПа. Газ нагрели сначала при постоянном давлении до объема V2=3 м2, a затем при постоянном объеме до давления Рис 11.1 р2=500 кПа. Построить график процесса и найти: 1) изменение DU внутренней энергии газа; 2) совершенную им работу A; 3) количество теплоты Q, переданное газу.

Пример. Идеальный двухатомный газ, содержащий количество вещества v=l моль, находится под давлением p1=250кПа и занимает объем V1==10 л. Сначала газ изохорно нагревают до температуры T2=400 К. Далее, изотермически расширяя, доводят его до первоначального давления. После этого путем изобарного сжатия возвращают газ в начальное состояние. Определить термический КПД h цикла.

Пример. В цилиндре под поршнем находится водород массой m=0,02 кг при температуре T1=300K. Водород начал расширяться адиабатно, увеличив свой объем в пять раз, а затем был сжат изотермически, причем объем газа уменьшился в пять раз. Найти температуру Т2, в конце адиабатного расширения и работу А, совершенную газом. Изобразить процесс графически.

Пример. Нагреватель тепловой машины, работающей по обратимому циклу Карно, имеет температуру t1==200°С. Определить температуру Т2, охладителя, если при получении от нагревателя количества теплоты Q1= 1 Дж машина совершает работу A=0,4 Дж? Потери на трение и теплоотдачу не учитывать.

Решение. Так как процесс изотермический, то в общем выражении энтропии   температуру выносят за знак интеграла. Выполнив это, получим   (1)

Количество теплоты Q, полученное газом, найдем по первому началу термодинамики: Q=DU+A. Для изотермического процесса DU=0, следовательно,

Колебания и волны Движение системы вблизи устойчивого равновесия. Модель гармонического осциллятора. Примеры гармонических осцилляторов.:груз на пружине. Физический и математический маятники, колебательный контур. Свободные затухающие колебания. Коэффициент затухания. Логарифмический декремент. Энергия волны, поток энергии, плотность энергии. Звук. Шкала интенсивности звука. Спектр сигнала. Ультразвуковая дефектоскопия. Активные и пассивные методы дефектоскопии
Физика примеры решения задач