Билет 21

1. Закон радиоактивного распада. Альфа распад, бета распад, электронный захват, спонтанное деление тяжелых ядер, протонная радиоактивность.

2. Приближенные виды сил.

3. Цикл Карно. Коэффициент полезного действия тепловых машин и цикла Карно.

1.

Радиоактивный распад может происходить только в том случае, если масса исходного ядра M больше суммы масс продуктов распада M > Σ_i M_i.

Разность Q = (M - Σ_i M_i)∙c²

выделяется в виде энергии продуктов распада.

Закон радиоактивного распада N (t) = N₀ e^-λt = N₀ e^-t/ῐ

Альфа-распад. Альфа-лучи представляют собой поток ядер гелия ₂Не⁴. Распад протекает по следующей схеме:

_ZХ^А → _Z-2У^A-4 + ₂Не⁴. Альфа-распад обычно сопровождается возникновением γ-лучей.

Бета-распад. Существуют три разновидности β-распада. В одном случае ядро, претерпевающее превращение, испускает электрон, в другом — позитрон, в третьем случае, "называемом К-захватом (или электронным захватом), ядро поглощает один из электронов К-слоя атома (значительно реже происходит L- и М-захват, т. е. поглощение электрона из L- или М-слоя).

Первый вид β-распада (β--распад) протекает по схеме:

_ZX^A → _Z+1Y^A + -1e° +ṽ .

Второй вид β-распада (β+ -распад) протекает по схеме:

₂Х^А → _2-^1YА + 1e° + v.

Третий вид β-распада (K-захват или е-захват) заключается в том, что ядро поглощает один из K-электронов своего атома, в результате чего один из протонов превращается в нейтрон, испуская при этом нейтрино:

р + е^- → n + v

Спонтанное деление - четвертый вид радиоактивности. Процесс в котором некоторые достаточно тяжелые ядра распадаются на два осколка с примерно равными массами. По своим основным характеристикам:

величине выделяемой энергии (200 МэВ), виду спектра масс осколков, числу и энергии вторичных нейтронов (мгновенных – испускаемых в момент деления и запаздывающих – вылетающих после β - распада осколков) – спонтанное деление очень схоже с делением тяжёлых ядер под действием нейтронов.

Протонный распад) — один из видов радиоактивного распада, при котором атомное ядроиспускает протон. (A, Z) → (A − 1, Z − 1) + p.

2. Однородная сила тяжести Fтяж: Fтяж = m g, Fтяж = m g (g = 9,8 м/с2)

Сила трения скольжения Fтр: , Fтр = -k F_{n /} v . Fтр= F_nk

Сила упругости (упругая сила) Fупр: Fупр = – k x,

Сила сопротивления среды: Fсопр = Fвяз = – æ v.

ИМПУЛЬС. ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ ИМПУЛЬСА.

a = F/m, F = ma = m(dv/dt) = d(mv)/dt, p = mv,

dp/dt = F = - 2 закон Ньютона

3

Цикл Карно — идеальный термодинамический цикл. Тепловая машина Карно, работающая по этому циклу, обладает максимальным КПД из всех машин, у которых максимальная и минимальная температуры осуществляемого цикла совпадают соответственно с максимальной и минимальной температурами цикла Карно. Состоит из 2 адиабатических и 2 изотермических процессов.

КПД

Количество теплоты, полученное рабочим телом от нагревателя при изотермическом расширении, равно

.

Аналогично, при изотермическом сжатии рабочее тело отдало холодильнику

.

Отсюда коэффициент полезного действия тепловой машины Карно равен

.