![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
- •1)Применение 1-го начала термодинамики к адиабатному процессу.
- •2)Электроемкость.
- •1)Работа и кинетическая энергия
- •2)Напряженность электростатического поля.
- •1)Ускорение произвольного движения
- •2)Цикл Карно
- •2)Типы диэлектриков. Их поляризация.
- •1)Цикл Карно(см.Билет 4 вопрос 2)
- •1)Теплоёмкости. Внутренняя энергия газа
- •2)Основной закон динамики вращения
- •1)Работа газа при расширении.
- •2)Закон сохранения момента импульса
- •1)Закон сохранения механической энергии
- •2)Второе начало термодинамики
- •1)Применение 1-го начала к изотермическому процессу
- •2)Энергия заряженного проводника
- •1)Скорость произвольного движения
- •2)Напряженность электрического поля между двумя бесконечными равномерно-заряженными плоскостями
- •1)Основные параметры динамики поступательного движения
- •2)Применение уравнения состояния идеального газа для изопроцессов
- •1)Закон сохранения момента импульса(см билет 8,вопрос 2)
- •2)Напряженность электростатического поля от бесконечной равномерно-заряженной плоскости.
- •1)Применение первого начала к изобарному процессу
- •2)Вектор электрического смещения . Теорема Остроградского-Гаусса.
2)Напряженность электростатического поля.
Взаимодействие
между зарядами осуществляется через
электрическое поле. Электрическое поле
покоящихся зарядов называется
электростатическим. Электростатическое
поле отдельного заряда можно обнаружить,
если внести в это поле другой заряд, на
который в соответствии с законом Кулона
будет действовать определенная сила.
Внесем в электрическое поле, созданное
зарядом q, точечный положительный заряд,
называемый пробным
.
На этот заряд, по закону Кулона, будет
действовать сила
Если
в одну и туже точку помещать разные
пробные заряды
,
,
и т.д., то на них будут действовать
различные силы, пропорциональные этим
зарядам. Отношение
для всех зарядов, вносимых в поле, будет
одинаковым и будет зависеть лишь от q и
r, определяющих электрическое поле в
данной точке. Эта величина является
силовой характеристикой электрического
поля и называется напряженностью (E).
Итак
т.е. напряженность данной точки электрического поля это сила действующая на единичный положительный заряд, помещенный в эту точку.
Учитывая закон Кулона нетрудно получить выражение для напряженности поля создаваемого точечным зарядом q
или
в векторной форме
За единицу напряженности принимается напряженность в такой точке поля, в которой на единицу заряда действует единица силы.
Билет № 4
1)Ускорение произвольного движения
Ускорение характеризует быстроту изменения скорости, т.е. изменение величины скорости за единицу времени.
Вектор
среднего ускорения. Отношение приращения
скорости
к промежутку времени
, в течение которого произошло это
приращение, выражает среднее ускорение:
Вектор,
среднего ускорения совпадает по
направлению с вектором
.
Ускорение, или мгновенное ускорение равно пределу среднего ускорения при стремлении промежутка времени к нулю:
В
проекциях на соответствующие координаты
оси:
2)Цикл Карно
Анализируя работу тепловых двигателей, французский инженер С. Карно в 1824г. пришел к выводу, что наивыгоднейшим круговым процессом является обратимый круговой процесс, состоящий из двух изотермических и двух адиабатических процессов, т.к. он характеризуется наибольшим коэффициентом полезного действия. Такой цикл получил название цикла Карно. В прямом цикле Карно рабочее тело изотермически, а затем адиабатически расширяется, после чего снова изотермически (при более низкой температуре) и потом адиабатически сжимается. Т.е. цикл Карно ограничен двумя изотермами и двумя адиабатами.
При
изотермическом расширении от нагревателя
отбирается тепло
(на участке 1-2 рис. 9.11). Вследствие этого
температура газа поддерживается
неизменной. Соответственно, параметры
точки 2 будут равны
. На участке 2-3 происходит адиабатное
расширение. Внутренняя энергия газа
уменьшается и его температура падает
до Т2. Параметры точки 3 -
. На участке 3-4 газ изотермически
сжимается. Параметры точки 4 -
. Выделяющееся при этом тепло
отбирается холодильником. Участок 4-1
-адиабатическое сжатие до исходного
состояния, соответствующего точке 1.
Таким образом, завершен цикл “1-2-3-4-1 и
в итоге нагреватель отдал газу теплоту
, а холодильник отобрал
Разность
определяет полезную работу газа за один
цикл, так как согласно I началу термодинамики
, но для кругового процесса
и, следовательно
Отношение полезной работы к затраченной энергии нагревателя определяет коэффициент полезного действия (к.п.д.) тепловой машины:
(9.23)
Эта формула справедлива для любого обратимого и необратимого процесса.
Определим
коэффициент полезного действия цикла
Карно для обратимого процесса. Теплота
подводится на участке 1-2 и отводится на
участке 3-4. Для изотермического процесса
внутренняя энергия Q=const и все подводимое
тепло расходуется на работу
Тогда
или
Для изотермического процесса работа
С учетом последних выражений
(9.24)
Покажем,
что
Так
как процессы на участках 2-3 и 1-4
адиабатические, для определения связи
между
и
и
и
используем уравнение Пуассона в виде
Следовательно,
и
Разделим
эти уравнения и получим
Тогда
выражение для к.п.д. (9.24) примет вид
Эта формула справедлива только для обратимого цикла Карно.
Теоремы Карно.
*Все обратимые машины, работающие по циклу Карно, имеют, независимо от природы рабочего тела, одинаковый КПД при условии если у них общий нагреватель и холодильник.
*Если две тепловые машины имеют общий нагреватель и холодильник и одна обратимая, а другая необратимая, то КПД обратимой больше необратимой
Билет № 5
Применение 1-го начала термодинамики к изохорному процессу
Изохорный процесс (V=const). Диаграмма этого процесса (изохора) в координатах р, V изображается прямой, параллельной оси ординат (рис. 1), где процесс 1—2 есть изохорное нагревание, а 1—3 — изохорное охлаждение. При изохорном процессе газ не совершает работы над внешними телами, т. е.
Из первого начала термодинамики (δQ=dU+δA) для изохорного процесса следует, что вся теплота, которая сообщается газу, идет на увеличение его внутренней энергии:
т.к. CV=dUm/dt,
Тогда для произвольной массы газа получим