- •1.Лінійна, кутова швидкості. Взаємозв'язок.
- •2.Прискорення. Тангенційне, нормальне прискорення.
- •3.Закони Ньютона як основа класичної механіки.
- •4.Елементи механіки системи матеріальних точок. Закон збереження імпульсу
- •5.Система координат центра мас.
- •6.Закон збереження механічної енергії.
- •7.Неінерційні системи відліку. Сили інерції.
- •8.Момент кількості руху системи матеріальних точок. Закон збереження моменту кількості руху.
- •9.Момент інерції абсолютно твердого тіла (а.Т.Т.) відносно осі обертання.
- •10Теорема Штейнера. Приклади застосування.
- •11.Рівняння поступального та обертального руху а.Т.Т.
- •12.Кінетична енергія а.Т.Т.
- •13.Гармонічні коливання. Маятники.
- •14.Перетворення енергії при гармонічних коливаннях.
- •15.Рівняння плоскої монохроматичної хвилі. Стояча хвиля.
- •20. Експериментальні газові закони. Рівняння Клапейрона-Менделєєва.
- •21.Основне рівняння молекулярно-кінетичної теорії ідеального газу.
- •22.Перше начало термодинаміки.
- •23.Теплоємність газу.
- •24.Поняття про адіабатичний процес.
- •25.Тиск атмосфери Землі. Поняття про розподіл Больцмана.
- •26.Рівняння стану реального Газу.
- •27.Ізотерми реального газу. Метастабільні стани речовин,
- •28.Насичений пар. Залежність тиску насиченої пари води від температури.
- •29.Поверхневий натяг рідини. Коефіцієнт поверхневого натягу.
- •30.Капілярні явища та їх місце в природі та техніці. § 69. Капиллярные явления
- •31.Рівновага фазових станів речовини. Поняття про потрійну точку.
- •32.Електростатичне поле точкового заряду. Закон Кулона, напруженість.
- •33.Теорема Остроградського-Гаусса.
- •34.Робота в електростатичному полі. Потенціал поля точкового заряду, системи зарядів.
- •35.Зв'язок між напруженістю та потенціалом електростатичного поля.
- •36.Енергія взаємодії системи зарядів. Електричний диполь.
- •37.Провідники в електростатичному полі.
- •38.Електроємність. Ємність земної кулі.
- •39.Конденсатори. Батареї конденсаторів.
- •40. Енергія електростатичного поля.
- •45.Електричний струм в вакуумі та його застосування.
- •46.Електричний струм в газах. Розряди в природі та техніці.
- •47.Електричний струм в електролітах. Закони електролізу Фарадея.
- •48.Магнетизм. Взаємодія елементів струму.
- •49.Індукція магнітного поля. Закон Біо-Савара-Лапласа.
- •50.Теорема про циркуляцію. Магнітне поле прямого провідника, соленоїда.
- •51.Рух зарядженої частинки в однорідному магнітному полі.
- •52.Електромагнітна індукція. Закон Фарадея-Максвелла.
- •53.Явище самоіндукції. Індуктивність соленоїда.
- •54.Генератор синусоїдальної електрорушійної сили. Опір послідовного rlс- контура змінного струму.
- •55.Узагальнення емпіричних даних електромагнетизму. Рівняння Максвелла.
- •56.Електромагнітні хвилі. Механізми виникнення та властивості.
- •57.Закони відбивання світла. Дзеркала.
- •58.Закони заломлення світла. Тонка лінза.
- •59.Інтерференція світла. Схеми отримання та характеристики інтерференційних картин.
- •60.Дифракція світла. Принцип Гюгенса-Френеля. Дифракційна гратка.
20. Експериментальні газові закони. Рівняння Клапейрона-Менделєєва.
21.Основне рівняння молекулярно-кінетичної теорії ідеального газу.
Ідеальний газ - це газ, в якому молекули можна вважати матеріальними точками, а силами притягання й відштовхування між молекулами можна знехтувати. У природі такого газу не існує, але близькими за властивостями можна вважати реальні розріджені гази, тиск в яких не перевищує 200 атм і які перебувають при не дуже низькій температурі, оскільки відстань за таких умов між молекулами набагато перевищує їх розміри. Нехай всередині посудини, площа стінки якої S міститься ідеальний одноманітний газ з молекулами масою m0 кожна, які хаотично рухаються зі швидкостями .
Загальна кількість молекул в посудині N, а через позначимо середню квадратичну швидкість їх руху;
Експеримент свідчить, що у випадку незмінної температури посудини і газу в ній швидкість залишається також сталою, тому для спрощення доведення вважатимемо, що кожна молекула має одну й ту саму швидкість , яку визначають за формулою (3.1.4).
Вектор має три складові , , вздовж взаємно перпендикулярних осей Oх, Oу, Oz у декартовій системі координат (рис.3.1.8).
Квадрат вектора швидкості пов'язаний з його компонентами таким співвідношенням
Повна хаотичність руху дозволяє стверджувати, що рух за всіма напрямами відбувається з однаковою швидкістю, тому = = , а
Припустімо, що молекули газу рухаються від однієї грані до іншої без зіткнень. Це спрощення внаслідок великої кількості молекул N і хаотичності їх руху не впливає на точність розрахунків. Під час зіткнення зі стінками посудини молекули ідеального газу взаємодіють з ними за законами механіки як абсолютно пружні тіла. Молекула діє на стінку із силою F2, що дорівнює за третім законом Ньютона силі F1, з якою стінка посудини діє на молекулу і протилежна їй за напрямом.
Нехай молекула масою m0 рухається в напрямі стінки посудини, площа якої S (рис.3.1.9).
Пружно вдарившись об стінку, вона передає їй імпульс:
За час Dt стінки посудини можуть досягти лише ті молекули, які знаходяться в об'ємі:
V = S Dt . (3.1.5)
Оскільки в цьому об'ємі половина молекул рухається до стінки, а половина від неї, то кількість молекул Z, які вдаряться об стінку за час Dt, буде дорівнювати:
де - концентрація молекул, [n] = м-3.
Підставивши значення об'єму V із рівняння (3.1.5) в (3.1.6), отримаємо:
Усі ці молекули передадуть стінці імпульс, що згідно з другим законом Ньютона дорівнює імпульсу сили:
Після спрощень сила F, з якою діють молекули на стінку площею S, дорівнює:
Оскільки , а тиск , то одержимо вираз основного рівняння МКТ газів:
Основне рівняння МКТ газів дає можливість, знаючи масу молекули m0, знайти середню квадратичну швидкість і концентрацію молекул n, розрахувати тиск, який чинить газ на стінку посудини, в якій він знаходиться. Це рівняння можна подати і в іншому вигляді, врахувавши, що :
Поділимо і помножимо праву частину рівняння (3.1.8) на 2:
Основне рівняння МКТ газів підтверджує той факт, що чим більша маса молекул і їх швидкості, а також концентрація, тим більший тиск вони чинять на стінки посудини. Основне рівняння МКТ газів установлює зв'язок між легковимірюваними величинами макроскопічного параметра тиску з такими мікроскопічними параметрами, як маса однієї молекули і концентрація молекул.