3. Задача на применение первого закона термоди­намики.

Билет 25

1 Работа сил электрического поля. Потенциаль­ность электрического поля. Потенциал и разность потенциалов; эквипотенциальные поверхности. Связь между напряжённостью и разностью потенциалов           Мощность по определению N = A/t, следовательно,      Русский ученый X. Ленц и английский ученый Д. Джоуль опытным путем в середине прошлого века установили независимо друг от друга закон, который называется законом Джоуля — Ленца и читается так: при прохождении тока по проводнику количество теплоты, выделившееся в проводнике, прямо пропорционально квадрату силы тока, сопротивлению проводника и времени прохождения тока.  .

2. Наша Галактика. Другие галактики. Простран­ственные масштабы наблюдаемой Вселенной. При­менимость законов физики для объяснения приро­ды космических объектов.

Галактика — это совокупность мил­лиардов звезд совместно с газом и пылью, удерживаемых в ограниченном пространстве силами гравитации.

Наше Солнце и все, видимые на небе звезды принадлежат к Галактике, час­то называемой Млечным Путем.

Диаметр нашей Галактики, по современным представлени­ям, около 100 000 световых лет. В состав Галактики, входит, по разным оценкам, от 100 миллиардов до одного триллиона звезд. В центре Галактики есть ядро, в котором звезды распо­ложены в тысячи раз гуще, чем той области Галактики, где находится Солнце. Согласно современным представлениям, в центре ядра Галактики находится массивная черная дыра массой в несколько миллионов солнечных масс.

Все звезды Галактики вращаются вокруг ее центра под действием сил всемирного тяготения. Так, Солнце совершает один оборот вокруг центра Галактики примерно за 200 миллио­нов лет, двигаясь со скоростью около 250 км/с (относительно центра Галактики).

По своей форме наша Галактика относится к спиральному типу галактик. В спиральных галактиках большая часть звезд находится в центральных ядрах и спиральных рукавах, кото­рые вращаются вокруг центра.

2. Другие Галактики.

В 1923 году Хаббл заметил, что все галактики по форме можно разделить на три типа: спираль­ные, эллиптические и неправильные.

Спиральные галакти­ки, к числу которых принадлежит наша Галактика и галак­тика Андромеды, составляют большинство всех галактик — около 70%.

К эллиптическим галактикам относится примерно четверть всех галактик. Неправильных галактик сравнительно мало — не более 5% от общего числа галактик (к ним при­надлежат, в частности, Магеллановы Облака).

Э. Хаббл предположил, что зарождаются галактики в виде эл­липтических, затем по мере их старения изменяются в спираль­ные и в конце концов умирают как неправильные галактики.

Как ни трудно себе это представить, но даже гигантские галактики образуют скопления, содержащие тысячи и десят­ки тысяч галактик.

3. Расширение Вселенной.

Вселенная образовалась примерно 13 милли­ардов лет назад.

Американский астроном Эдвин Хаббл выяснял зависимость скорости "удаления галактики с расстоянием до нее. Сопоставив все доступные ему данные, Хаббл обнаружил, что скорость удаления галактики прямо пропорциональна расстоянию до нее.

Из закона Хаббла следует, что примерно 13 миллиар­дов лет назад все галактики начали разбегаться из одной точки.

Все скопления галактик удаляются друг от друга таким образом, что расстояние между любыми двумя скоплениями увеличивается со скоростью, прямо пропорциональной этому расстоянию.

Другими словами, Вселенная расширяется.

4.Большой взрыв. Российский ученый А. А. Фридман доказал, что Вселенная не может «оста­ваться неизменной» — она должна либо расширяться, либо сжиматься.

Согласно теории Большого взрыва все вещество нашей Вселенной первоначально было сжато в первичное ядро — чрезвычайно горячий, плотный шар, который распался вслед­ствие сильнейшего взрыва.

Взрыв, наряду с излучением, при­вел к выбросу водорода, гелия и свободных электронов. Вы­брошенное в космос вещество расширилось и охладилось. Не­сколько миллионов лет спустя оно сконденсировалось в галак­тики. Вселенная продолжала расширяться, и галактики про­должали удаляться друг от друга.

Следующая фаза расширения называется часто «фотонной эрой», так как она характеризуется преобладанием излучения над веществом. Эта эра была довольно долгой — около мил­лиона лет. Она закончилась тогда, когда вследствие расшире­ния Вселенной температура упала до 3 000 К — при этой тем­пературе электроны и протоны начали образовывать атомы водорода, то есть вещество стало нейтральным и поэтому про­зрачным для электромагнитного излучения. Излучение «по­лучило свободу» и, постепенно расширяясь и охлаждаясь, стало, наконец, тем самым реликтовым излучением, которое сохранилось до наших дней.