Моменты инерции различных твёрдых тел:
Ось вращения проходит через центр тяжести тела
Тело |
Формула для J |
Обозначения |
1. Стержень однородный |
J = 1/12 m l 2 |
m – масса стержня l – длина стержня |
2. Цилиндр и диск однородный ,сплошной |
J = 1/2 m R2 |
m – масса цилиндра или диска R – радиус цилиндра или диска |
3. Цилиндр или обруч полый, тонкостенный |
J = m R2 |
R – радиус цилиндра или обруча |
4. Цилиндр или обруч полый, толстостенный |
J= 1/2 m (R12 + R22) |
R1 – внутренний R2– внешний радиус |
5. Шар однородный |
J = 2/5 m R2 |
R – радиус шара |
Если ось вращения проходит не через центр тяжести, то:
J
=
Jо
+
m d2
Jо – момент инерции относительно центра тяжести
m – масса тела; d – расстояние от центра тяжести до оси вращения
Векторное произведение: Совместим векторы в одну точку
F M
r
БУРАВЧИК : ПОВЕРНУТЬ ВЕКТОР r ДО F НА 90 ГРАДУСОВ
МОЛЕКУЛЯРНАЯ ТЕОРИЯ
Идеальный газ - это газ, в котором молекулы можно рассматривать как материальные точки, которые не взаимодействуют между собой.
Одна атомная единица массы - это 1/12часть массы атома углерода (1а.е.м. = 6,67·10 кг).
1моль-это количество вещества, в котором содержится число частиц равное числу Авогадро Nа.
Nа=6 · 10²³ 1/моль
Молярная масса - это масса 1 моля вещества, выраженная в граммах или килограммах.
Закон Авогадро: 1моль любого газа при нормальных условиях занимает объем 22,4 литра и содержит число Авогадро Nа частиц.
Нормальные условия: t=0°C, P=1,113·10 Па.
Температура T, объем V, давление P.
Уравнение состояния:
Уравнение состояния для любого числа молей ν имеет вид:
PV = νRT = (5)
где R-универсальная газовая постоянная, равная 8,31 Дж / (К·моль).
ОСНОВНОЕ УРАВНЕНИЕ МОЛЕКУЛЯРНО-КИНЕТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ.
Давление газа P прямо пропорционально концентрации молекул n и средней кинетической энергии поступательного движения молекул<E>:
P = 2/3 · n · <E> , (7)
n = - концентрация молекул.
Концентрация - это физическая величина, равная числу частиц в единице объема.
Для 1 моля газа, который занимает объем Vm концентрация равна:
n = (8)
Средняя кинетическая энергия движения молекул прямо пропорциональна абсолютной температуре Т.
<E> = 3/2 к Т (11)
где k = R/Na - постоянная Больцмана.
ПЕРВЫЙ ЗАКОН ТЕРМОДИНАМИКИ
Количество теплоты ∆Q, которое получает система идет на увеличение внутренней энергии ∆U и работу газа A :
∆Q = ∆U + A (12)
Внутренняя энергия газа определяется его температурой.
Средняя энергия одноатомной молекулы равна:
Е = 3/2 k·T (13)
Тогда внутренняя энергия одноатомного газа, в котором содержится N молекул, равна:
U = N · 3/2 · k·T (14)
Внутренняя энергия газа прямо пропорциональна числу молекул N и температуре Т газа.
ВЫЧИСЛЕНИЕ РАБОТЫ ПРИ ИЗОПРОЦЕССАХ
а) Изобарный процесс Р = const.
А = Р∆V (16
б) Изохорный процесс V = const.
Если объём газа не изменяется ( поршень не движется ), то ∆V = 0 и работа равна
А = P∆V = 0 (18)
Тогда ∆Q = ∆U ; количество теплоты идёт на увеличение внутренней энергии газа.
Адиабатный процесс Q = const, ∆Q = 0.
Из первого закона термодинамики следует:
А = - ∆U (19)
Таким образом, если газ совершает работу, то его внутренняя энергия уменьшается. Работа при адиабатном процессе равна уменьшению внутренней энергии газа.
Физический смысл R.
Из уравнения Клапейрона-Менделеева (5) и (17) следует:
P∆V = ν R ∆T = A (20)
R - физическая величина, численно равная работе, которую совершает 1 моль газа при нагревании на 1 К при изобарном процессе.
Цикл - это сумма процессов, в результате которых система приходит в исходное состояние.
Тепловой двигатель - машина, которая превращает энергию топлива в работу.
Французский учёный Карно доказал, что КПД двигателя равен:
η = (Т1-Т2) /Т1
При термоядерной реакции выделяется энергия связи .
Внутри Солнца идут термоядерные реакции ядер водорода в ядра гелия.