Уравнение состояния идеального газа (уравнение Менделеева-Клайперона). Изопроцессы.

Билет №1 (1)

Механическое движение. Относительность движения. Система отсчёта. Материальная точка. Траектория. Путь и перемещение. Мгновенная скорость. Равномерное и равноускоренное движение.

Механическое движение - изменение положения тела относительно других тел.

Тело отсчета - тело, по отношению к которому рассматривают данное механическое движение.

Система отсчета - совокупность тела отсчета и системы координат с выбранным способом измерения времени.

Покой и движение относительны. Это означает, что они зависят от выбранной системы отсчета.

Пример: Водитель относительно автомобиля находится в покое, а относительно гаража движется.

Принцип относительности: законы механики имеют один и тот же вид во всех инерциальных системах отсчета.

Инерциальная система отсчета - система отсчета, относительно которой тело находится в покое или движется равномерно и прямолинейно при компенсации внешних воздействий.

Материальная точка - тело, размерами которого можно пренебречь в данных условиях. Примеры: 1. Самолет в небе относительно человека на земле 2.Автомобиль на большом удалении от гаража.

Траектория - линия, по которой движется материальная точка.

Путь - длина траектории (скалярная величина).

Перемещение - вектор, соединяющий начальное положение материальной точки с конечным.

Траектория

А В - вектор перемещения

Перемещение

Виды механического движения:

Выделяют 4 вида механического движения:

1 .Поступательное – все точки тела описывают одинаковые траектории.

2. Вращательное – все точки тела описывают окружности с общим центром. ( Пример: кузов автомобиля движется поступательно, а колёса совершают вращательное движение).

3. Колебательное – тело периодически смещается то в одну, то в другую сторону относительно некоторого положения Пример: рессоры, поршни, стеклоочистители.

4. Волновое движение (механические волны) – колебание точек упругой среды, распространяющееся от центра возмущения. Пример: волны на поверхности воды.

По форме траектории мех. движение делится так:

1 .Прямолинейное (траектория – прямая линия).

2. Криволинейное

Равнозамедленное – скорость за каждую секунду уменьшаетс я на одну и ту же величину.

Основные формулы:

1. Средняя скорость: S – путь [м]; t – время [с];

Средняя скорость – это скалярная величина.

2. Мгновенная скорость - скорость в каждой точке траектории. Это векторная величина. Вектор мгновенной скорости направлен по касательной в каждой точке траектории.

3 .Ускорение – это изменение скорости за одну секунду:

- начальная скорость; - конечная скорость

4. Скорость: 5. Пут ь: S=

« + » - для равноускоренного движения; «–» - для равнозамедленного.

Билет №1(в.2) Задача на закон сохранения массового числа и электрического заряда.

Билет №2 (1)

Законы Ньютона. Учет и использование законов Ньютона на практике.

Первый закон Ньютона. Существуют такие системы отсчёта, относительно которых при компенсации внешних воздействий тело находится в состоянии покоя или прямолинейного равномерного движения.

Этот закон называется – закон инерции, т.к. явление сохранения скорости тела при компенсации внешних воздействий называется инерцией. Системы отсчёта, о которых говорится в первом законе Ньютона, называют инерциальными.

Примеры: 1. Невозможно мгновенно остановить движущийся автомобиль, т. к. он движется по инерции. Для учёта инерции введён жёлтый сигнал светофора.

2. При резком трогании с места пассажиры автобуса отклоняются назад, а при резком торможении - вперёд.

Второй закон Ньютона. Ускорение, с которым движется тело, прямо пропорционально силе, действующей на тело, и обратно пропорционально массе тела:

- сила [H]; m - масса [ кг ]; - ускорение [ ]

Сила – причина появления ускорения. Направление ускорения совпадает с направлением вектора силы.

Третий закон Ньютона. Тела действуют друг на друга с силами, направленными вдоль одной прямой, равными по величинеи противоположными по направлению:

Кратко третий закон Ньютона можно сформулировать так : сила действия равна силе противодействия.

Силы, о которых говорится в третьем законе Ньютона, не могут уравновесить друг друга, т.к. приложены к разным телам.

Например:

Сила давления книги на стол равна силе , с которой стол действует на книгу. Эти силы не могут уравновесить друг друга, т.к. приложены к разным телам.

Билет2 в.(2) Лабораторная работа: «Измерение показателя преломления стекла».

Билет №3 (1)

Импульс. Закон сохранения импульса. Проявление закона сохранения импульса в природе и использование в технике.

Импульс (количество движения) – физическая величина, равная произведению массы тела на его скорость.

где - импульс тела [кг· ]

-скорость тела [ ]

Импульс - векторная величина, его направление совпадает с направлением вектораскорости.

Закон сохранения импульса: векторная сумма импульсов тел в замкнутой системе до взаимодействия равна векторной сумме импульсов тел после взаимодействия:

m +m =m +m

- скорость 1 тела до взаимодействия.

- скорость 1 тела после взаимодействия.

m₁ m₂ m₁ m₂

Замкнутая система - группа тел, не взаимодействующих с другими телами, которые не входят в эту группу.

На законе сохранения импульса основано реактивное движение. Реактивное движение - движение тела, возникающее при отделении от него с определенной скоростью некоторой его части. На этом принципе летают ракеты, реактивные самолёты, реактивные снаряды. При сгорании топлива выделяющиеся газы вылетают в одну сторону, а тело получает импульс в другую сторону. Принцип реактивного движения для полётов в космос впервые предложил использовать К.Э.Циолковский. Под руководством С.П.Королёва идеи Циолковского были воплощены в жизнь. 4октября 1957 года в СССР был запущен первый в мире искусственный спутник Земли. 12 апреля 1961 года впервые полетел человек. Это был Ю.А.Гагарин. Освоение космоса имеет большое практическое значение (создание в невесомости новых лекарств, сверхчистых полупроводников, новых сплавов, слежение за погодой, помощь геологам в разведке полезных ископаемых, спутниковая связь, космические войска и т.д.)

Проявление закона в природе: движение морских животных (кальмаров, каракатиц).

Билет3 (в.2) Задача на определение периода и частоты колебаний в колебательномконтуре: Т= 2 L –индуктивность катушки [Гн]; С – ёмкость конденсатора [Ф]; ;

- частота колебаний [ Гц]

Билет №4 (1)

Закон всемирного тяготения. Сила тяжести. Вес тела. Невесомость.

Закон всемирного тяготения: Все тела притягиваются друг к другу с силой, модуль которой прямо пропорционален произведению их масс и обратно пропорционален квадрату расстояния между ними. (Открыт Ньютоном в 1685 г.)

F=G · где F – сила [H];

m₁; m₂ - массы взаимодействующих тел[ кг];

R – расстояние между телами [ м ];

G = 6,67*10 ^-11 Н*м²/кг² - гравитационная

постоянная

Этот закон справедлив, если расстояние между телами так велико по сравнению с их размерами, что тела можно считать материальными точками. Направлена эта сила вдоль линии, соединяющей материальные точки.

Одно из проявлений силы всемирного тяготения - сила тяжести, т.е. сила притяжениятел к Зе мле. Она рассчитывается по формуле:

где – сила [ H ];

m – масса [ кг ];

= 9,8 м/с² – ускорение свободного падения

Вектор силы тяжести направлен вертикально вниз и приложен к центру массы тела.

Вес тела - сила, с которой тело вследствие его притяжения к Земле действует на опору или подвес.

- вес тела

Вес тел направлен перпендикулярно к опоре или подвесу.

Невесомость - это отсутствие давления тела на опору, т.е. отсутствие веса тела. Для этого на тело и опору должна действовать только сила всемирного тяготения, например: тело с опорой должно свободно падать. Кратковременную невесомость до раскрытияпарашюта испытывает парашютист; в невесомости находятся космонавты в космическом корабле, движущемся по орбите вокруг Земли.

Билет4 (в.2) Задача на применение 1-го закона термодинамики.

внутренней энергии тела

Колебание - движение, которое точно или приблизительно повторяется через определенный интервал времени.

Колебания

С вободные Вынужденные

Происходят сами по себе (после Происходят под действием внешних сил

первоначального воздействия). Примеры: поршни в ДВС, игла швейной

Примеры: струна гитары, груз на нити машины.

или на пружине.

Гармонические колебания - колебания, совершаемые телом по закону синуса иликосинуса. Основное уравнение гармонических колебаний: x=x₀ ·Cos (

x_o - амплитуда колебаний - максимальное отклонение тела от положения равновесия;

х -мгновенное значение отклонения; - фаза колебаний;

ω₀ – круговая частота (число колебаний за 2π секунд);

начальная фаза колебаний; t – время; Т – период (время одного полного колебания);

обычная частота колебаний [ Гц ] (Это число колебаний за 1 сек.)

Гармонические колебания совершают математический и пружинны й маятники.

Маятник

Математический Пружинный

l- длина нити маятника k - коэффициент жесткости

g=9,8 - ускорение свободного падения пружины; m-масса груза; Закон сохранения энергии: энергия в природе не возникает из ничего и не исчезает бесследно, она лишь переходит из одной формы в другую. Например: При колебаниях математического и пружинного маятников кинетическая энергия превращается в потенциальную и наоборот. / Показать на примере пружинного маятника /.

E _к = mν²/2 - кинетическая энергия;

Е _р= mgh – потенциальная энергия маятника

Резонанс - явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний тела при совпадении частоты вынуждающей периодической силы с собственной частотой колебаний тела.

Резонанс

Идеальный газ - газ, взаимодействием между молекулами которого можно пренебречь.

Идеальный газ – это модель газа, которую придумали для того, чтобы облегчить вывод основных уравнений, описывающих те или иные свойства газа.

Реальный газ можно приблизить к идеальному при сильном разряжении.

Основное уравнение МКТ позволяет рассчитать давление идеального газа на стенки сосуда, в котором находится газ. Давление газа возникает в результате столкновения молекул со стенками сосуда.

Р = Р – давление газа [Па];

m₀ - масса одной молекулы [кг];

n - концентрация молекул /т.е.число молекул в 1 м³ газа / [м^-3];

- среднее значение квадрата скорости молекул [ ];

Другая форма записи этого уравнения: Р = -средняя кинетическая энергия

молекул [Дж]; Температура характеризует степень нагретости тела. Измеряется термометрами, термисторами и другими приборами.

Существует несколько температурных шкал: Кельвина, Цельсия, Фаренгейта, Реомюра.

В России принята шкала Цельсия. Температура по ней обозначается буквой t. За 0^оС принимается температура таяния льдапри нормальном атмосферном давлении (760 мм рт. ст.).

За 100^оС принимается температура кипения воды при нормальном атмосферном давлении.

Международной шкалой является шкала Кельвина. Температура по ней обозначается буквой Т и измеряется в Кельвинах. Эту шкалу иначе называют ещё абсолютной шкалой температур. Связь между шкалой Цельсия и Кельвина выражается уравнением:

Т=t+273^о Из этого уравнения видим, что температуре по Цельсию t = - 273^оС соответствует абсолютная температура 0К. Эту температуру называют абсолютным нулём. Температура -273 ⁰С – это самая низкая отрицательная температура. При ней прекращается тепловое движениемолекул.

Известно, что чем больше скорость молекул, тем больше их кинетическая энергия, тем выше температура тела.

Средняя кинетическая энергия молекул и абсолютная температура связаны уравнением:

.Т.е. температура - это мера средней кинетической энергии молекул.

 

k = 1,38 *10^-23 Дж/К - постоянная Больцмана.

средняя кинетическая энергия молекул [Дж]

 

 

Билет 7 (в.2) Задача на определение индукции магнитного поля (по закону Ампера или по формуле для расчёта силы Лоренца).

 

Билет №8 (1)

Уравнение состояния идеального газа (уравнение Менделеева-Клайперона). Изопроцессы.

Идеальный газ – газ, молекулы которого между собой не взаимодействуют.

Идеальным можно считать сильно разряжённый газ.

Представим себе, что в каком-либо сосуде некоторого объёма находится идеальный газ, который имеет определённую массу, давление, температуру. Эти параметры газасвязаны между собой уравнением, которое называетсяуравнением Менделеева-Клапейрона.

Уравнение Менделеева – Клайперона имеет вид:

Р·V =

где:

[ P ] = Па - давление

[ V ] = м³ - объем

[ m ] = кг - масса газа

[ M ] = кг/моль - молярная масса

[ T ] =К - абсолютная температура

 

Изопроцесс - процесс, протекающий при постоянном значении одного из параметров.

 

Процесс	Изотермический	Изобарный	Изохорный
Постоянная величина	T = const /температура/	P=const /давление/	V=const /объём/
Закон	Бойля-Мариотта	Гей-Люссака	Шарля
Графики	Изотерма	Изобара	Изохора

 

123Следующая ⇒

---

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: